18-3核力.ppt

* §18-3 核 力 核子间万有引力与电磁力相比可以忽略。但核子间有更大引力作用把它们紧密束缚在一起，核力，也就是核子之间的强相互作用。 核质量数增大，质子间斥力作用比核力作用上升得更快，故核随质量数增大表现出不稳定性。 1. 核力具有短程性和饱和性 核力作用力程(作用半径)比核线度小，为短程力。任一核子不可能与核内所有核子都发生核力作用，只能与核内相邻近核子发生核力作用，而邻近核子数是相当有限的，核力具有明显的饱和性。 一、核力的性质(nuclear force) 2. 核力是强相互作用 核力必须克服质子间斥力把它们紧密束缚在一起。核力作用强度比电磁力的强度约大100倍。 4. 核力在极短程内存在排斥心 两核子间距大于10 fm时完全无核力作用；0.8~2.0 fm时表现为引力；小于0.8 fm时为强烈的斥力作用。由于这种斥力作用的存在使所有原子核具有相同的密度。 3. 核力与核子的带电状况无关 核内核子间表现的核力是相同的，与核子是否带电无关。 5. 核力具有非有心力成分 核力主体为有心力，也混有微弱的非有心力成分。非有心力成分强度与核子间距和核自旋对核子间连线的倾角有关。 二、核力的介子场理论 (meson field theory ) 1935年汤川秀树提出核力通过介子场传递的，介子场的量子是介子，预言了介子的静质量大约是电子质量的270倍。由于质量介于质子质量和电子质量之间，故命名为介子。 1947年鲍威尔等在宇宙射线中发现?介子。??和 ??质量都是电子质量273.3倍，?0是264倍。 ?介子传递核力的情形用费曼图表示: ?? n p p n ?- p n n p ?0 p p p p ?0 n n n n 不同种核子的核力作用，相当于两个发生核力作用的核子互相交换了位置，表现为交换力。 同种核子(质子对质子，中子对中子)核力作用是通过释放、吸收? 0实现的，核子不变，表现为非交换力，属于寻常力。 核力是交换力和寻常力的混合。 质子对中子核力作用通过质子释放一个? ?而中子吸收这个? ?实现，质子释放? ?变为中子，吸收? ?的中子变为质子。中子对质子核力作用通过中子释放一个? ?而质子吸收? ?实现，中子释放? ?后变为质子，吸收? ?的质子则变为中子。 三、核力的夸克模型 (quark model ) 质子中子属于强子由夸克构成。夸克模型认为：夸克是构筑原子核的基本“砖石”，通过交换胶子实现相互作用。核力本质源于夸克间强相互作用。两个核子相距很近甚至交叠时，夸克结构会对核力发生影响，是介子场理论研究短程性时困难的原因。 核力短程性质必然与研究核子夸克结构及夸克间相互作用及其媒介子——胶子密切联系在一起。 期待夸克模型与介子场理论统一，进而在夸克模型框架中得出相当介子交换效应核力的长程描述。 *