Cel mai bun răspuns
Se crede că nucleul este format din protoni și neutroni, numiți nucleoni. Pentru elementele mai ușoare, numărul fiecărui tip este același, dar pentru nucleele mai grele, există mai mulți neutroni decât protoni.
Protonii au o sarcină pozitivă și neutronii nu au nici o sarcină. Numai după efectele electrice, un nucleu ar trebui să explodeze din cauza forțelor mari de respingere dintre protoni, într-un spațiu atât de mic – nucleele au doar aproximativ 10 ^ -15m lățime. Faptul că multe dintre ele sunt complet stabile trebuie să însemne că există o altă forță mai mare de atracție care acționează între nucleoni. Aceasta se numește FORȚA NUCLEARĂ PUTERNICĂ. Se crede că este cu o rază de acțiune foarte scurtă.
Se crede că această forță apare deoarece nucleonii înșiși constau din quarks, care produc forța puternică prin schimbul de GLUONI. Protonii au două quark UP și un quark DOWN, în timp ce un neutron are un quark UP și doi quarks DOWN.
Multe nuclee sunt instabile și, prin urmare, radioactive. Aceștia pot suferi modificări spontane cunoscute sub denumirea de descompunere alfa, descompunere beta, descompunere gamma și alte câteva procese mai puțin comune. Razele alfa, beta și gamma sunt dăunătoare, în funcție de intensitatea lor. Pot produce otrăvire prin radiații și chiar moarte.
Unele nuclee foarte mari, grele, cum ar fi uraniul 235, se pot împărți spontan în două părți aproximativ egale sau pot fi induse să facă acest lucru atunci când sunt lovite de un neutron energetic . Aceasta se numește FISIUNE nucleară și fiecare reacție poate produce, de asemenea, 2 sau 3 neutroni cu mișcare rapidă. Acest lucru poate da naștere unei REACȚIUNI ÎN LANC, care se întâmplă doar atunci când masa izotopului pur devine mai mare decât MASA CRITICĂ, pentru acel izotop fisionabil. Acesta este procesul care se întâmplă atunci când explodează o bombă atomică.
Pe de altă parte, nucleele mici și ușoare se pot uni atunci când se ciocnesc cu suficientă energie. Aceasta produce o producție uriașă de energie, la scări atomice. Cel mai simplu exemplu este atunci când 2 nuclee de deuteriu se ciocnesc pentru a produce un nucleu de heliu. Deuteriul este un izotop al hidrogenului, cu un proton și un neutron în nucleu. Acest proces este principala reacție la soare, producând toată căldura și lumina sa. Este, de asemenea, procesul care este utilizat pentru a produce o bombă H sau un focos termonuclear. Ar putea fi, de asemenea, procesul care ne-ar putea oferi putere de fuziune, care ar fi energie aproape gratuită, fără subproduse dăunătoare.
Răspuns
În primul rând, aș dori să abordez majoritatea răspunsuri pe care le-am văzut aici. Aceste răspunsuri sunt corecte în cadrul fizicii clasice și al modelului Bohr al unui atom. Conform acestui model, răspunsul „Este un vid, iar electronii orbitează în jurul nucleului” ar fi corect. Rețineți că acest model de atom funcționează în majoritatea scopurilor. Aceasta este versiunea predată de obicei în liceu, deoarece, din anumite motive, școlile cred că este în regulă să ignore ultimii 100 de ani de dezvoltare a fizicii.
Cu toate acestea, în cadrul mecanicii cuantice moderne, acest lucru nu este corect.
Mecanica cuantică ne spune că nu există spațiu între electroni și nucleu, deoarece nu există electroni fixi. În schimb, este un fel de „pătat” pe întregul atom de cele mai multe ori, ca funcție de densitate a probabilității, alegând doar ocazional o locație fizică atunci când ceva interacționează cu acesta. Înțeleg că probabilitatea poate fi dificil de înțeles uneori (Sigur m-a luat ceva timp) așa că iată un link către un răspuns Quora care discută o înțelegere intuitivă a densităților probabilității:
Ce este o explicație intuitivă a unei distribuții de probabilitate ?
Lucrul este că o funcție de probabilitate QM se extinde practic în întregul atom, dar încurajând electronul să se materializeze în locații discrete. Aceasta include posibil în interiorul nucleului, precum și în afara intervalului tipic de interacțiune al atomului, deși cu o probabilitate foarte mică. Este pur și simplu o parte a modului în care funcționează QM și motivul tunelului cuantic. Mai mult, forma funcției de probabilitate este controlată parțial de forma nucleului. Din aceasta, se poate concluziona că, de fapt, nu există spațiu gol în interiorul atomului: întregul lucru este umplut cu o „distribuție de probabilitate” care descrie poziția electronului. Și întrucât electronul este de obicei „murdărit” în funcție, se poate spune că nici nu există vid.
Asta nu are prea mult sens? De acord, dar funcționează lumea.
Mai multe lecturi: