Що таке ядерні сили і їх сутність
Ми знаємо, що ядра будь-яких атомів складаються з протонів і нейтронів. При цьому протони несуть на собі позитивний електричний заряд. Однак ще ми знаємо, що однойменні заряди відштовхуються один від одного. Притягуються протилежні заряди, саме тому електрони обертаються навколо ядер. Їх притягує позитивний заряд протонів в ядрі.
Чому протони не розлітаються з ядра
Виникає питання: чому ж тоді протони, володіючи однойменними зарядами, утримуються разом? Адже вони повинні відштовхуватися один від одного і розлітатися. Що їх тримає? Може бути гравітаційні сили? Гравітаційні сили набагато слабкіше електромагнітних, тому не в змозі утримувати разом частинки. Тобто, сила гравітаційного тяжіння частинок внаслідок їх малого розміру набагато менше сили їх електромагнітної взаємодії, в даному випадку відштовхування.
Природа ядерних сил
Очевидно, що існують якісь інші сили, що перевершують електромагнітні. Виявилося, так і є. Нуклони в ядрі утримуються особливими, так званими ” ядерними ” силами. Природа ядерних сил така, що вони діють на дуже невеликій відстані.
Коли відстань між частинками дорівнює 10 ^ -15 м, ядерні сили перевершують по величині електромагнітні в сто разів. Проте вже на відстані 10 ^ -14 м величина ядерних сил стає мізерно малою і не здатної скільки-небудь істотно впливати на частинки.
Тобто радіус дії ядерних сил порівняємо з розмірами самих частинок. Частки в ядрі утримуються дуже міцно, але частки того ж заряду, що знаходяться поза ядра, вже дуже і дуже сильно відштовхуються. Саме тому ядра атомів, а відповідно, хімічні та фізичні властивості речовин досить стійкі, і “перетворити ” одна речовина в інше майже завжди дуже проблематично.
Чому алхіміки не змогли перетворити ртуть в золото
Завдання створення золота штучним шляхом з інших речовин, над якою століттями билися алхіміки, залагодити. Для цього необхідно до ядер знаходиться поруч із золотом в періодичній таблиці речовини додати або відняти деяку кількість нуклонів. Тобто, змінити ядро так, щоб отримати атоми золота.
Потрібно подолати електромагнітні сили для зближення частинок на відстань достатню, щоб почали діяти ядерні сили, або ж навпаки, подолати ядерні сили, щоб віддалити частинки на відстань, коли ядерні сили вже не діють, і частки відштовхуються електромагнітними силами.
Однак для цього потрібно таку величезну кількість енергії на подолання електромагнітних та ядерних сил, як у випадку синтезу ядер, так і у випадку їх розподілу, що отримання золота таким способом стає абсолютно недоцільним. Лише в надрах зірок при неймовірних температурах можливі подібні процеси, так як там достатньо енергії.
Related posts:
- Ядерні сили, дефект маси Здавалося б, що відповідно до закону Кулона, позитивні протони повинні були б відштовхуватися. Проте, насправді ядра атомів досить міцні освіти. Вважають, що найбільш ймовірно ядерні сили виникають в процесі безперервного обміну між нуклонами за допомогою особливих частинок (квантів ядерного поля), які назвали пі-мезонами. Ядерні сили значні тільки на дуже малих відстанях, порівнянних з діаметром самих […]...
- Ядерні сили: визначення Оскільки протони в ядрі мають однаковий позитивний заряд, вони відштовхуються. Для того щоб утримати їх разом, повинні існувати сили, набагато перевищують сили електричного та гравітаційного взаємодії. Ці сили називаються ядерними силами. Вони в 100 разів перевершують електричні (кулонівських) сил. Це найпотужніші сили з усіх, якими володіє природа. Тому взаємодія ядерних частинок відносять до сильних взаємодій […]...
- Дейтрон і ядерні сили В атомній фізиці точне рішення квантових рівнянь може бути отримано тільки для одного найпростішого атома – водню. Він складається всього з двох частинок – ядра і одного електрона, причому в масштабах атома ядро можна вважати точковим. Взаємодія між ними описується добре вивченим електромагнітним потенціалом. У світі ядер таких простих систем немає. Навіть найпростіше ядро легкого […]...
- Ядерні реакції – доповідь Минула тема зачіпала процеси, що дозволяють розщепити ядро на складові частини. Зараз ми поговоримо з Вами, яким чином це може статися. Безліч вчених проводили досліди над радіоактивними елементами. Вони прагнули змінити період радіоактивного розпаду елементів під дією зовнішніх сил, підвищуючи температуру, поміщаючи частку в магнітне поле, а також багато інших експериментів, що включають в себе […]...
- Енергія зв’язку: синтез ядра і ядерна енергія Ми з вами живемо в двадцять першому столітті. Прогрес не стоїть на місці. Енергію пара давно витіснили інші види енергії: енергія палива, електрична енергія, і так далі. Неможливо уявити собі сучасне життя без зручностей, що надаються цими досягненнями. Найостаннішої почали освоювати ядерну енергію. На зорі досягнень у цій галузі людина була сповнений райдужних надій щодо […]...
- Що таке атом? Атоми – це найдрібніші частинки, з яких складається будь-який хімічний елемент, а значить, і весь світ, тому що і земна куля, і атмосфера, всі живі істоти і неживі предмети складаються з різних хімічних елементів: кисню і водню, заліза і міді, вуглецю та азоту і багатьох-багатьох інших. Про те, що весь світ і всі предмети складаються […]...
- Що таке термоядерна реакція Поряд з реакцією ділення важких ядер енергетично вигідним виявляється і зворотний в деякому розумінні процес – синтез легких ядер, тобто злиття ядер легких елементів (розташованих на початку періодичної таблиці) з утворенням більш важкого ядра. Щоб почалося злиття ядер, їх потрібно зблизити впритул – щоб вступили в дію ядерні сили. Для такого зближення потрібно подолати кулонівське […]...
- Альфа-розпад (тип радіоактивного розпаду) Відомо досить багато різних способів радіоактивних розпадів ядер. Іноді навіть однакові ядра можуть розпадатися по-різному. Але більшість ядер розпадається по одному з наступних каналів: α-розпад, β-розпад, γ-розпад і спонтанне ділення. Альфа-розпад протікає з випусканням α-частинок, так історично називають ядра 42He: AZX → A-4Z-2X ‘+ 42He. Відомо більше 300 α-радіоактивних ядер, в основному отриманих штучно. Всі […]...
- Атомні ядра Матерія, побудована з атомів, має дивну стійкість. Маса атомів в основному зосереджена в найдрібніших ядрах, що займають мізерно малий обсяг. Ядра не монолітні, вони складаються з протонів і нейтронів. Їх можна розбити. Більшість же з відомих ядер розпадаються самі, тому вони, безумовно, не підходять для ролі фундаментальних “цегли світобудови”. Ядро – центральна масивна частина атома, […]...
- Кулонівський бар’єр: розрахунок, сутність, роль в природі В ядерних процесах, як відомо, виявляють себе три типи фундаментальних взаємодій: сильне, слабке і електромагнітне, причому перші два характеризуються надзвичайно малим радіусом дії. На відстанях, що перевищують цей радіус, взаємодія ядер і частинок визначається дальнодіючими електромагнітними силами, що виникають між об’єктами мікросвіту, що мають особливу властивість – електричний заряд. Один з проявів дії таких сил […]...
- Ядерні відходи Під ядерними відходами розуміють будь-які речовини і предмети, які мають високий радіаційний фон, раніше використовувалися у виробничому процесі і в даний момент не представляють ніякої цінності. Це особлива категорія “сміття”, яка вимагає вкрай відповідального і професійного підходу. Як утворюються ядерні відходи? “Фоняще” сміття з’являється в результаті діяльності відповідних промислових підприємств, атомних електростанцій і навіть медичних […]...
- Що таке масове число атомного ядра Що таке масове число атомного ядра? Масове число чисельно дорівнює сумі нейтронів і протонів ядра. Його позначають буквою А. Поняття “масове число” з’явилося в зв’язку з тим, що маса ядра обумовлена числом ядерних частинок. Як пов’язані між собою маса ядра і кількість частинок? Давайте з’ясовувати. Будова атома Будь-атом складається з ядра і електронів. Крім атома […]...
- Основний закон радіоактивного розпаду Явище радіоактивності було відкрито в 1896 р А. Беккерелем, який спостерігав спонтанне випущення солями урану невідомого випромінювання. Незабаром Е. Резерфорд і подружжя Кюрі встановили, що при радіоактивному розпаді испускаются ядра Чи не (α-частинки), електрони (β-частинки) і жорстке електромагнітне випромінювання (γ-промені). У 1934 р був відкритий розпад з вильотом позитронів (β + – розпад), а в […]...
- Розміри ядер З експериментальних даних випливає, що для ядер з A ≥ 20 середнє число нуклонів в одиниці об’єму приблизно однаково. Значить, обсяг ядра пропорційний A, а радіус ядра R ~ A1/3. В експериментах з розсіювання електронів високих енергій на ядрах вимірювали середній радіус розподілу протонів в ядрі Re (зарядовий радіус ядра), а в дослідах з розсіювання […]...
- Склад ядра Ядра складаються з протонів p і нейтронів n, для яких часто використовується загальна назва – нуклони (від лат. Nucleus – “ядро”). Ядро атома хімічного елемента з порядковим номером Z обов’язково містить саме Z протонів. Число нейтронів N в ядрі може бути різним. У легких і середніх ядер число протонів і нейтронів приблизно однаково. Загальна кількість […]...
- Ядерні рецептори Ядерні рецептори – білки-рецептори стероїдних гормонів (мінерало – і глюкокортикоїди, естрогени, прогестини, тестостерон), ретиноидов, тиреоїдних гормонів, жовчних кислот, вітаміну D3. Кожен рецептор має область зв’язування ліганда і ділянка, що взаємодіє зі специфічними послідовностями ДНК. Іншими словами, ядерні рецептори – активуються лигандом фактори транскрипції. У геномі людини є більше 30 ядерних рецепторів, ліганди яких знаходяться в […]...
- Ядерні реактори (коротко) Ядерний реактор – пристрій, в якому відбувається виділення ядерної енергії в результаті керованої ланцюгової реакції поділу. В якомусь сенсі ядерний реактор реалізує мрії алхіміків – перетворення одних хімічних елементів в інші. Але це побічний ефект, що виникає при вирішенні більш складної фізичної задачі, – контрольованого отримання теплової енергії з недоступного в звичайних умовах джерела – […]...
- Енергія зв’язку і дефект мас Нуклони всередині ядра утримуються ядерними силами. Їх утримує певна енергія. Виміряти цю енергію безпосередньо досить складно, однак можна зробити це побічно. Логічно припустити, що енергія, яка потрібна для розриву зв’язку нуклонів в ядрі, буде дорівнює чи більше тієї енергії, яка утримує нуклони разом. Енергія зв’язку та енергія ядра Цю прикладену енергію вже легше виміряти. Зрозуміло, […]...
- Типи ядерних перетворень Якщо в ядрі занадто багато протонів або нейтронів, то такі ядра не стійкі і зазнають мимовільні перетворення, в результаті яких змінюється склад ядра, і, отже, ядро атома одного елемента перетворюється на ядро іншого елемента. При цьому процесі ядра, випускають радіоактивні випромінювання. Існують наступні види ядерних перетворень: альфа-розпад, бета-розпад (електронний та позитронний), електронний захват, внутрішня конверсія. […]...
- Що таке ізотопи При вивченні властивостей радіоактивних елементів було виявлено, що у одного і того ж хімічного елемента можна зустріти атоми з різною масою ядра. Заряд ядра при цьому вони мають однаковий, тобто це не домішки сторонніх речовин, а те ж саме речовина. Що таке і чому існують ізотопи У періодичній системі Менделєєва і даний елемент, і атоми […]...
- Енергія зв’язку нуклонів у ядрі Енергією зв’язку називається енергія, яку необхідно затратити для того, щоб розщепити ядро. Її звичайно виражають у мегаелектронвольтах (Мев) (1 Мев= 1,6 – 10-13Дж). Стійкість атомного ядра характеризується енергією зв’язку (Езв). Під енергією зв’язку ядра розуміється енергія, необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони. Базуючись на законі збереження енергії можна сказати, що енергія зв’язку дорівнює […]...
- Гамма-розпад: тип радіоактивного розпаду Β-спектр ядра вісмуту 210Bi (N – відносне число електронів, що вилітають з енергією Eγ) Гамма-розпад ядра відбувається за схемою: AZX * → AZX + γ, Де X * – збуджений стан ядра XZ, т. е. γ-квант (зазвичай так називають фотони з енергією більше 100 кеВ, хоча ця межа дуже умовна) випромінюється при переході ядра із […]...
- Ядерний білковий матрикс Ядерний білковий матрикс – це своєрідний каркас ядра, який зберігає форму ядра після поетапного вилучення ДНК, РНК і розчинення ядерної оболонки. Хімічна природа ядерного остова білкова, зі слідові кількостями ДНК, РНК і фосфоліпідів. У ядерному білковому матриксі розрізняють три основних компоненти: периферичний шар білків, прилеглий до внутрішньої мембрані ядерної оболонки і взаємодіє з нею, внутрішню […]...
- Ядро клітини – конспект Ядро – найбільш велика (діаметром близько 10 мкм) видима в оптичний мікроскоп органела еукаріотичної клітини. Воно відділене від решти клітини оболонкою, що з внутрішньої і зовнішньої ядерних мембран. Область між двома ядерними мембранами називається перінуклеарним простором. Зовнішня ядерна мембрана усипана рибосомами і переходить в шорсткий ендоплазматичнийретикулум. Внутрішня ядерна мембрана вистелена спеціальними білками (Ламіном та ін.), […]...
- Чому ядро атома не розпадається? У фізиці існує чотири типи фундаментальних взаємодій між частинками і тілами, які вони складають. Це сильна, слабка, електромагнітне і гравітаційне взаємодії. Саме завдяки сильному взаємодії, яке проявляється в масштабах атомних ядер і відповідає за притягання між нуклонами, атом і є таким “міцним горішком”. Не так давно люди зрозуміли, що при розщепленні ядер атомів вивільняється величезна […]...
- Електромагнітні сили Електромагнітні сили є найбільш поширеними в природному середовищі. Завдяки їм ми можемо бачити один одного, оскільки світло також є проявом електромагнітної взаємодії. Дії електромагнітних сил підкоряються фундаментальним законам взаємодії заряджених частинок і тіл. Електромагнітні сили виникають між елементарними частинками, які мають електричний заряд. Електромагнітна взаємодія виникає і реалізується тільки за допомогою електромагнітного поля. Електромагнітні сили, […]...
- Використання сили Лоренца. Мас-спектрограф Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки дуже широко використовують у техніці. Наприклад, відхилення електронного пучка в кінескопах телевізорів здійснюються за допомогою магнітного поля, яке створюють спеціальні котушки. У ряді електронних приладів магнітне поле використовується для фокусування пучків заряджених частинок. У створених в даний час експериментальних установках, для здійснення керованої термоядерної реакції, дію магнітного поля […]...
- Твір “Що таке душевні сили” Душа, як багато означає одне слово. З ним завжди пов’язують переживання, спогади, зустрічі, розмови, посиденьки. Ніхто так і не визначив, де вона знаходиться в організмі людини, як виглядає і чи існує взагалі, щоб побачити її на власні очі. Немає щасливчиків, які розкрили всі ці питання, але кожен переконаний, що має душу. Коли людина має поганий […]...
- Імпульс сили Імпульсом сили (або просто імпульсом) називають добуток маси тіла на його швидкість: p = mv (8.1). Іноді замість “імпульс” кажуть “кількість руху” (ми вже говорили про традиції називати одну величину різними термінами). Виникає питання, навіщо потрібен імпульс, якщо є енергія? Справа в тому, що багато завдань вирішуються простіше за допомогою теорії, заснованої на понятті імпульсу. […]...
- Артур Конан-Дойл. Пістрява стрічка. Сутність дедуктивного методу Шерлока Холмса, утвердженим в його образі сили інтелекту і моральних якостей. Доктор Ватсон як оповідач Мета: розкрити сутність та причини головного конфлікту оповідання “Пістрява стрічка”, дослідити роль Шерлока Холмса в сімейному конфлікті родини Ройлотт; схарактеризувати учасників конфлікту з точки зору специфіки детективного жанру; визначити роль антитези у художньому втіленні протистояння Холмса і Ройлотта; дослідити особливості дедуктивного методу розслідування Холмса; розвивати аналітичні читацькі компетенції учнів, сприяти формуванню гуманістичного світогляду семикласників. Обладнання: […]...
- Термоядерна реакція Загальновідомо, що при розподілі важких ядер атомів під час ядерних реакцій виділяється велика кількість енергії. Проте вдалося встановити, що при злитті легких ядер виділяється ще більша кількість енергії. Такі реакції назвали термоядерними. Природа термоядерних реакцій Термоядерні реакції – це реакції злиття легких ядер, що протікають при високих температурах з виділенням великої кількості енергії. Синтез гелію […]...
- Атом і його структура З цього моменту ми підемо всередину речовин і подивимося, що ж відбувається там з речовиною. Атом, з грецької мови – “неподільний”, і при хімічних реакціях він дійсно не змінюється. Але в кінці 19 століття вчені зафіксували електрони – частинки атомів з негативним зарядом. Заряд електрона прийнятий за точку відліку будь-яких атомних зарядів і становить -1. […]...
- Чи є обмеження на кількість протонів і нейтронів в ядрі? Поки з усіх відкритих елементів найбільшим ядром володіє унуноктій. У ньому 118 протонів і 176 нейтронів. Теоретично може бути і більше, але ні в природі, ні в дослідах виявлені не були. Та й унуноктій було отримано всього три ядра. Що ж обмежує зростання ядер? Зверніть увагу, всі протони заряджені позитивно, нейтрони нейтральні. Тоді як ядро […]...
- Механіка Ньютона. Модель частинки в порожнечі і сили Класична механіка складається навколо “первинного ідеального об’єкта” (ПІО) – механічної частинки (матеріальної точки, тіла) в порожнечі, володіє масою, що рухається по певній траєкторії з певною швидкістю, що залежить від діючих на неї сил і локалізованої в пространстве12. Саме поняття частинки, що володіє масою (найпростішої фізичної системи в класичній механіці), її станів, порожнечі і сили, рівняння […]...
- Що таке протон Протон – це електрично заряджена елементарна частинка, що входить до складу атома водню. Протон має нескінченно малий позитивний електричний заряд. Коли протон в атомі з’єднується з електроном, він перетворюється в нейтрон – нейтрально заряджену елементарну частинку. До речі протон не просто з’єднується з електроном, а як би “проковтує” його. Це пов’язано з тим, що маса […]...
- Електричні провідники Як ми пам’ятаємо фізичні тіла складаються атомів і молекул (більш складна структура з атомів), які представляють собою ядра і електрони, що обертаються навколо ядер по своїх орбітах. Атоми в твердому речовині розташовуються відносно один одного в строго певному порядку. Цей порядок обумовлений приналежністю до певного речовини. Електронів в різних речовинах ведуть себе неоднаково. У деяких […]...
- Множення шляху і сили При використанні найпростіших механізмів відбувається виграш у силі, майже рівний програшу в дорозі. На прикладі важеля видно, що рівновага досягається, коли твір сили і довжини плеча з одного боку дорівнює добутку сили і довжини плеча з іншого боку. При цьому самі сили і довжини плечей можуть бути якими завгодно, головне, щоб їхні твори були рівними. […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Робота сили пружності У повсякденному житті часто доводиться зустрічатися з таким поняттям як робота. Що це слово означає в фізиці і як визначити роботу сили пружності? Відповіді на ці питання ви дізнаєтеся у статті. Механічна робота Робота – це скалярна алгебраїчна величина, яка характеризує зв’язок між силою і переміщенням. При збігу напрямки цих двох змінних вона обчислюється за […]...
- Що таке радіоактивне випромінювання (Радіація)? Електричний струм, що приводить у рух машини і породжує електромагнетизм, – це тільки один з тих видів енергії, які базуються на електричних властивостях атомів. Іншим є радіоактивне випромінювання – енергія, що вивільняється при розпаді атомного ядра. Атоми складаються з негативно заряджених електронів, позитивно заряджених протонів, і нейтральних частинок, що називаються нейтронами. Невидимі сили неймовірною мощі, […]...