Protonová a neutronová kombinace

Yuánzǐ zhōng suǒyǒu de zhízǐ hé zhōng zǐ jiéhé qǐlái jiù xíngchéngle yīgè hěn xiǎo de yuánzǐhé, tāmen yīqǐ yě kěyǐ bèi chēng wèi hézǐ. Yuánzǐhé de bànjìng yuē děngyú 1,07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézǐ de zǒngshù. Yuánzǐ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncǐ yuánzǐhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzǐ de bànjìng. Hézǐ bèi néng zài duǎn jùlí shàng qǐ zuòyòng de cánliú qiánglì shùfù zài yīqǐ. Dāng jùlí xiǎoyú 2.5Fm de shíhòu, qiánglì yuǎn yuǎndàyújìng diànlì, yīncǐ tā nénggòu kèfú dài zhèng diàn de zhízǐ jiān de xiānghù páichì. Tóng zhǒng yuánsù de yuánzǐ dài yǒu xiāngtóng shùliàng de zhízǐ, zhège shù yě bèi chēng zuò yuánzǐ xùshù. Ér duìyú mǒu zhǒng tèdìng de yuánsù, zhōng zǐ shù shì kěyǐ biànhuà de, zhè yě jiù juédìngle gāi yuánzǐ shì zhè zhǒng yuánsù de nǎ yī zhǒng tóngwèisù. Zhízǐ shùliàng hé zhōng zǐ shùliàng juédìngle gāi yuánzǐ shì zhè zhǒng yuánsù de nǎ yī zhǒng hé sù. Zhōng zǐ shù juédìngle gāi yuánzǐ de wěndìng chéngdù, yīxiē tóngwèisù nénggòu zìfā jìnxíng fàngshèxìng shuāibiàn. Zhōng zǐ hé zhízǐ dōu shì fèi mǐzi de yī zhǒng, gēnjù liàngzǐ lìxué zhōng de pào lì bù xiāng róng yuánlǐ, bù kěnéng yǒu wánquán xiāngtóng de liǎng gè fèi mǐ zǐ tóngshí yǒngyǒu yīyàng liàngzǐ wùlǐ tài. Yīncǐ yuánzǐhé zhōng de měi yīgè zhízǐ dōu zhànyòng bùtóng de néng jí, zhōng zǐ de qíngkuàng yě yǔ cǐ xiāngtóng. Bùguò pào lì bù xiāng róng yuánlǐ bìng méiyǒu jìnzhǐ yīgè zhízǐ hé yīgè zhōng zǐ yǒngyǒu xiāngtóng de liàngzǐ tài. Rúguǒ yīgè yuánzǐhé de zhízǐ shù hé zhōng zǐ shǔ bù xiāngtóng, nàme gāi yuánzǐhé hěn róngyì fāshēng fàngshèxìng shuāibiàn dào yīgè gèng dī de néng jí, bìngqiě shǐdé zhízǐ shù hé zhōng zǐ shù gèngjiā xiāngjìn. Yīncǐ zhízǐ shù hé zhōng zǐ shù xiāngtóng huò hěn xiāngjìn de yuánzǐ gèngjiā bù róngyì shuāibiàn. Rán'ér, dāng yuánzǐ xùshù zhújiàn zēngjiā shí, yīnwèi zhízǐ zhī jiān de páichì lì zēngqiáng, xūyào gèng duō de zhōng zǐ lái shǐ zhěnggè yuánzǐhé biàn de wěndìng, suǒyǐ duì shàngshù qūshì yǒu suǒ yǐngxiǎng. Yīncǐ, dāng yuánzǐ xùshù dà yú 20 shí, jiù bùnéng zhǎodào yīgè zhízǐ shù yǔ zhōng zǐ shù xiāngděng ér yòu wěndìng de yuánzǐhéle. Suízhe Z de zēngjiā, zhōng zǐ hé zhízǐ de bǐlì zhújiàn qū yú 1.5. Hé jùbiàn shìyìtú, tú zhōng liǎng gè zhízǐ jùbiàn shēngchéng yīgè bāohán yǒu yīgè zhízǐ hé yīgè zhōng zǐ de dāo yuánzǐhé, bìng shìfàng chū yīgè zhèng diànzǐ (diànzǐ de fǎnwùzhí) yǐjí yīgè diànzǐ zhōng wēi zi. Yǔ cǐ xiāngfǎn de guòchéng shì hé lièbiàn. Rúguǒ hé jùbiàn hòu chǎnshēng de yuánzǐhé zhí liàng xiǎoyú jùbiàn qián yuánzǐ zhìliàng de zǒnghé, nàme gēnjù ài yīn sītǎn de zhí néng fāngchéng, zhè yīxiē zhìliàng de chà jiù zuòwéi néngliàng bèi shìfàngle. Zhège chābié shíjì shì yuánzǐhé zhī jiān de jiéhé néng, duìyú liǎng gè yuánzǐ xùshù zài tiě huò niè zhīqián de yuánzǐhé lái shuō. Zài a lìzǐ sǎnshè shíyàn zhōng, rénmen fāxiàn, yuánzǐ de zhìliàng jízhōng yú yīgè hěn xiǎo qiě dài zhèng diàn de wùzhí zhōng, zhè jiùshì yuánzǐhé. Yuánzǐhé yě chēng zuò hézǐ, yóu yuánzǐ zhōng suǒyǒu de zhízǐ hé zhōng zǐ zǔchéng, yuánzǐhé de bànjìng yuē děngyú 1,07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézǐ de zǒngshù. Yuánzǐ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncǐ yuánzǐhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzǐ de bànjìng.展开949/5000Všechny protony a neutrony v atomu se spojují a tvoří velmi malé jádro a společně mohou být také nazývány jádry. Poloměr jádra se přibližně rovná 1,07×A^1/3 fm, kde A je celkový počet jader. Pořadí atomového poloměru je asi 105 fm, takže poloměr jádra je mnohem menší než poloměr atomu. Jádra jsou svázána zbytkovými silnými silami, které mohou pracovat na krátké vzdálenosti. Pokud je vzdálenost menší než 2,5fm, síla je mnohem větší než elektrostatická síla, takže může překonat vzájemné odpuzování mezi kladně nabitými protony.
Atomy stejného prvku mají stejný počet protonů a toto číslo se také nazývá atomové číslo. U určitého prvku se může počet neutronů lišit, což určuje, který izotop prvku atom je. Počet protonů a neutronů určuje, který typ prvku atom je. Počet neutronů určuje stabilitu atomu a některé izotopy mohou spontánně podstoupit radioaktivní rozpad. Neutrony a protony jsou oba typy fermionů. Podle Pauliho principu vyloučení v kvantové mechanice není možné, aby dvě identické fermiony měly stejný kvantový fyzikální stav současně. Proto každý proton v jádě zabírá jinou energetickou úroveň a totéž platí pro neutrony. Pauliho princip vyloučení však nezakazuje, aby proton a neutron měly stejný kvantový stav.
Pokud počet protonů a neutronů atomového jádra není stejný, pak je jádro náchylné k radioaktivnímu rozpadu na nižší energetickou úroveň a činí počet protonů a neutronů podobnější. Proto jsou atomy se stejným nebo velmi podobným počtem protonů a neutronů méně náchylné k rozpadu. Když se však atomové číslo postupně zvyšuje, protože se zvyšuje odpudivá síla mezi protony, je zapotřebí více neutronů ke stabilizaci celého jádra, což ovlivňuje výše uvedený trend. Proto, když je atomové číslo větší než 20, stabilní jádro se stejným počtem protonů a neutronů nelze nalézt. Jak se Z zvyšuje, poměr neutronů k protonům má postupně tendenci k 1,5.
Schematický diagram jaderné fúze. Na obrázku se dva protony spojily a vytvořily jádro deuteria obsahující proton a neutron a uvolnily pozitron (antihmotu elektronu) a elektronové neutrina. Opačným procesem je jaderné štěpení.
Pokud je hmotnost atomového jádra produkovaného po jaderné fúzi menší než součet atomových hmot před fúzí, pak podle Einsteinovy rovnice hmotné energie se tyto hmotnostní rozdíly uvolňují jako energie. Tento rozdíl je ve skutečnosti vazebnou energií mezi jádry, pro dvě jádra s atomovými čísly před železem nebo niklem.
V experimentu rozptylu alfa částic lidé zjistili, že hmotnost atomu je soustředěna v malé a kladně nabité látce, což je jádro.
Jádro se také nazývá jádro a skládá se ze všech protonů a neutronů v atomu. Poloměr jádra se přibližně rovná 1,07×A^1/3 fm, kde A je celkový počet jader. Pořadí atomového poloměru je asi 105 fm, takže poloměr jádra je mnohem menší než poloměr atomu.