原子核内部结构.pdf

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1、原子核内部结构 原子核（atomic nucleus），简称“核”，位于原子的核心部分，由质子和中子两种微粒构成。而质子又是由两个上夸克和一个下夸克组成，中子又是由两个下夸克和一个上夸克组成。原子核极小，它的直径在 10-15m 到 10-14m 之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了 99.96%以上原子的质量。原子核的密度极大，核密度约为 1017kg/m3，即 1m3 的体积如装满原子核，其质量将达到 1014t，即 1 百万亿吨。原子核的能量极大，构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力，能克服质子之间所带正电荷的斥力而结合成原子核，使原子在化学反应中原子

2、核不发生分裂。当一些原子核发生裂变（原子核分裂为两个或更多的核）或聚变（轻原子核相遇时结合成为重核）时，会释放出巨大的原子核能，即原子能（例如核能发电）。原子核与围绕原子核的电子共同组成原子，因为原子核所带正电荷与电子所带负电荷数量相同，故整个原子不显电性，呈电中性。原子核（atomic nucleus）位于原子的核心部分，占了 99.96%以上原子的质量，与周围围绕的电子组成原子。原子核由质子和中子构成。而质子又是由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是则由两个下夸克和一个上夸克组成。原子核极小，它的直径在 10-15m 至 10-14m 之间，体积只占原子体积的几千亿分之一。如果将原子比作地球

3、，那么原子核相当于棒球场大小，而核内的夸克及电子只相当于棒球大小。原子核的密度极大，约为 1017kg/m3。原子核内部结构可由核壳层模型部分描述，当质子或核子分别从各自最低壳层向上填充时，若正好填满某一个壳层，则称为质子或中子幻数，此时的核称为幻核。1 构成原子核的质子和中子之间存在介子，以传递原子核内巨大的吸引力-强力，强力比电磁力强 137 倍，故能克服质子之间所带正电荷的电磁斥力而结合成原子核。原子核的能量极大，当原子核发生裂变（重原子核分裂为两个或更多的核）或聚变（轻原子核相遇时结合成为重核）时，会释放出巨大的原子核能，即原子能（例如核能发电）。质子和中子及介子由价夸克（组分夸克）及海夸克（流夸克）组成，夸克亦有层层（壳）结构，外层为横向连接的价夸克，内层为纵向叠加的海夸克，而外层为 3 个横向连接的束缚态价夸克。价夸克按比例（2个上型夸克带+2/3 电荷，1 个下型夸克带-1/3 电荷）分掉质子（或 3夸克超子）内的整数电荷，故夸克带分数电荷。纵向叠加的海夸克正负电荷相抵=零，原子内带正电荷的质子与带负电荷的电子数量相同，故整个原子呈电中性。