Nejlepší odpověď
Předpokládá se, že jádro sestává z protonů a neutronů, které se nazývají nukleony. U lehčích prvků je počet jednotlivých typů stejný, ale u těžších jader existuje více neutronů než protonů.
Protony mají kladný náboj a neutrony nemají žádný náboj. Podle samotných elektrických efektů by mělo jádro vybuchnout kvůli velkým odpudivým silám mezi protony, v tak malém prostoru – jádra jsou napříč jen asi 10 ^ -15 m. Skutečnost, že mnoho z nich je zcela stabilních, musí znamenat, že mezi nukleony působí další větší přitažlivá síla. Tomu se říká SILNÁ JADERNÁ SÍLA. Předpokládá se, že je to velmi krátký dosah.
Předpokládá se, že tato síla vzniká, protože samotné nukleony se skládají z kvarků, které produkují silnou sílu výměnou GLUONŮ. Protony mají dva UP kvarky a jeden DOWN kvark, zatímco neutron má jeden UP kvark a dva DOWN kvarky.
Mnoho jader je nestabilních, a proto radioaktivních. Mohou podstoupit spontánní změny známé jako rozpad alfa, rozpad beta, rozpad gama a několik dalších méně běžných procesů. Alfa, beta a gama paprsky jsou všechny škodlivé, v závislosti na jejich intenzitě. Mohou způsobit otravu radiací a dokonce smrt.
Některá velmi velká a těžká jádra, jako je uran 235, se mohou spontánně rozdělit na dvě zhruba stejné části, nebo je lze k tomu přimět, když jsou zasažena energetickým neutronem . Toto se nazývá jaderná FISSION a každá reakce může také produkovat 2 nebo 3 rychle se pohybující neutrony. To může vést k REAKCI ŘETĚZU, která se stane, když se hmotnost čistého izotopu stane větší než KRITICKÁ HMOTNOST pro konkrétní štěpný izotop. Jedná se o proces, ke kterému dochází, když exploduje atomová bomba.
Na druhou stranu, malá, lehká jádra se mohou spojit, když se srazí s dostatečnou energií. To produkuje obrovský výstup energie v atomových měřítcích. Nejjednodušším příkladem je, když se 2 jádra deuteria srazí a vytvoří jádro hélia. Deuterium je izotop vodíku, s jedním protonem a jedním neutronem v jádře. Tento proces je hlavní reakcí na slunci a produkuje veškeré jeho teplo a světlo. Je to také proces, který se používá k výrobě H bomby nebo termonukleární hlavice. Mohl by to být také proces, který by nám mohl poskytnout fúzní sílu, což by byla téměř volná energie bez škodlivých vedlejších produktů.
Odpověď
Nejprve bych se chtěl zabývat většinou odpovědi, které jsem zde viděl. Tyto odpovědi jsou správné v rámci klasické fyziky a Bohrova modelu atomu. Podle tohoto modelu by byla správná odpověď „Je to vakuum a elektrony obíhají kolem jádra“. Tento model atomu funguje pro většinu účelů. Toto je verze, která se obvykle vyučuje na střední škole, protože z nějakého důvodu si školy myslí, že je v pořádku ignorovat posledních 100 let vývoje fyziky.
Avšak v moderní kvantové mechanice to není správné.
Kvantová mechanika nám říká, že mezi elektrony a jádrem není prostor, protože tam nejsou žádné pevné elektrony. Místo toho je většinou „rozmazaný“ po celém atomu jako funkce hustoty pravděpodobnosti, jen občas si vybere fyzické místo, když s ním něco interaguje. Chápu, že pravděpodobnost může být někdy obtížné pochopit (Určitě mi to chvíli trvalo), takže zde je odkaz na odpověď Quora, který pojednává o intuitivním pochopení hustoty pravděpodobnosti:
Co je intuitivní vysvětlení rozdělení pravděpodobnosti ?
Jde o to, že pravděpodobnostní funkce QM se táhne napříč celým atomem, ale povzbuzuje elektron, aby se zhmotnil na diskrétních místech. To zahrnuje možná uvnitř jádra i mimo typický rozsah interakce atomu, i když s velmi nízkou pravděpodobností. Je to prostě součást toho, jak QM funguje, a důvod pro kvantové tunelování. Kromě toho je tvar pravděpodobnostní funkce částečně řízen tvarem jádra. Z toho lze vyvodit, že uvnitř atomu ve skutečnosti není prázdné místo: celá věc je vyplněna „distribucí pravděpodobnosti“ popisující polohu elektronu. A protože elektron je obvykle „rozmazaný“ napříč funkcí, lze říci, že zde také není vakuum.
To nedává moc smysl? Souhlasím, ale svět tak funguje.
Další čtení: