进入原子内部

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进入原子内部






原子模型
我们已经知道，世界上一切物质都是由极小的称为原子的粒子组成的。原子究竟小到什么程度？举例可以说明：一张纸的厚度相当于10000个原子的厚度。尽管如此小，现代科学已足够让我们接近原子，认识原子的世界。

原子的组成

中子：不带电，质量为1；

质子：带正电，质量为1；

电子：带负电，质量为中子的1/1837。

中子和质子组成原子核，因此统称为核子。质子数量等于原子系数，中子数等于原子的质量数减原子系数。

同位素

同一个元素家族，带有不同的中子数，就是同位素。

同位素具有相同的化学特性，但可能有不同的物理特性。

我们熟悉的同位素有：

氢家族：氕、氘、氚

铀家族：铀-238、铀-235、铀-233

原子结构原子虽小，但里面十分空旷，如果我们将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央有一颗称为原子核的小米粒，其直径不到原子直径的万分之一。而它的质量却占整个原子质量的99.94%以上。原子核内含有更小的粒子—质子和中子，统称为核子。原子核外部是其它粒子—电子。除了最简单的氢原子核内只有一个质子之外，其余元素的原子核都由多个质子和中子组成的。科学家将元素原子核内的质子数定义为元素的原子序数。电子的数量同质子一样多，且围绕原子核旋转。

问题和回答

为什么带正电荷的质子能紧密结合？

原来，核子间除了静电排斥力外，还有更强的一种叫做核力的吸引力。

最有当核子间的距离极其接近时，核力才异常强大。

核能应该来自这种核力吧。
    中子顾名思义是中性的，它不带电荷，而质子是带正电荷的粒子，电子是带负电荷的粒子。一个质子和一个电子的电量相同，但两者的质量相差甚远，而质子和中子的质量很相近，分别为电子质量的1839和1837倍。

元素的同位素任何元素的原子，原子核里的质子数是一定的，但可能含有不同的中子数。例如，一个氢原子可能含1、2、3个中子。分别称为氕、氘、氚。这种不同中子数的相同元素称为同位素。同位素在元素周期表中占据同一个位置，但原子量可能是不同的，因而元素周期表的排列是根据原子系数而不是原子量来排列的。同一元素的几种同位素，用化学方法无法区分，但其核特性完全不同。

同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素或放射性核素，其余叫做稳定同位素。稳定同位素、放射性同位素有数千种，大多数同位素都是稳定同位素，并呈混合物状态出现在元素中。

原子核的相互吸引力--核力我们通常知道正电荷同正电荷、负电荷同负电荷相斥。但是，为何原子核中的正电荷质子可以紧密地结合在一起？特别是质量大的原子核，它们聚集了位数从多的核子，例如铀-238，有92个质子和146个中子，彼此居然能挤成一团，在核内排列得如此紧密，造成极大的核密度。那么中子和质子间神奇的吸引力到底是什么？其中一定有一种同质子间的静电排斥力相反的吸引力。

一般我们知道，除了质子之间的静电斥力外，还有核子相互之间的万有引力。但是质子和中子的质量是那么微小，其万有引力是微不足道的，可以忽略不计。如果原子核内再无其它的力，那么比万有引力强1037倍的电磁力，将使原子核的质子向四面八方飞散。但是事实恰恰相反，各种元素的原子核在自然界中都能稳定地存在着，而且质子和其它质子、中子相互结合得很紧凑，这就意味着核子间还有一种远比电磁力强的多的吸引力。这种吸引力称为核力，是一种特别强大的短程作用力，是目前知道的最强大的作用力。它是核能的起源。

核力具有短程强相互作用的能力。它比电磁相互作用强130倍左右，作用距离只在邻近核子之间。当核子之间的距离小于（1.4~1.5）×10－13厘米时，核力显得异常强大。一旦距离超出核半径的范围，核力就很快下降到零。核力与电荷无关，质子和质子、中子和中子、质子和中子之间，都存在相互吸引的核力，但只在相邻几个核子之间存在着核力。

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物质的放射性和原子核的衰变

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质量与能量是可以转换的
质能方程质量守恒定律和能量守恒定律是大家比较熟悉的。但是，在很长的时间里，人们都没有把物质的质量与能量两个概念联系在一起。后来，爱因斯坦提出了一个全新的观点，他指出，人们通常所说的质量，只是物质存在的形式之一；物质存在的另一种形式就是能量。能量和质量都是物质的一种属性。这样，能量守恒定律和质量守恒定律就获得了新的意义。爱因斯坦提出了表示质量和能量之间关系的着名公式：

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似曾相识的感觉  

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不错，看看。