原子核为什么带正电,原子核都带正电为什么还能在一起

首页 > 生活常识 > 作者:YD1662023-06-09 06:54:38

原子核也不傻,如果原子结构仅仅只是稍微地不稳定,那么它就完全没有必要直接释放质子来稳定原子结构,这种做损失就有点大。

原子核会想,如果仅有一个电子“闹事”,那么就没必要通过α衰变释放两个质子来维稳。它可以直接把那一个“闹事”核外电子抓住,也就是把它收买了,直接让它与原子核内的质子中和掉就完事了。

原子核为什么带正电,原子核都带正电为什么还能在一起(5)

而大部分时候,原子核是抓不住电子的。那么就得想其他办法

反正这时候原子核可不想直接通过抛出两个质子和中子的方式维稳了,因为这样只会让原子核越来越轻,得不偿失。

那能不能让质子变成中子呢?这样既能保持原子核的总质量不变,还会让质子数减少,反正质子减少之后变成了中子(会释放正电子或电子,但是电子质量相较于质子可以忽略不计),还在原子核内,这就叫肥水不流外人田。

其实质子和中子是可以相互转化的。因为质子和中子都是由夸克构成的,夸克的不同组合形式就体现出质子或中子。

要让质子变成中子可以从夸克层面入手

夸克之间是依靠强相互作用力捆在一起并组成了质子或中子。不要指望用把夸克打乱再重新组合的方式让质子变成中子,因为强相互作用太强大了。

但夸克分有六种“味”,最常见的两个“味”是上夸克和下夸克

原子核为什么带正电,原子核都带正电为什么还能在一起(6)

质子是由两个上夸克和一个下夸克构成,中子是由一个上夸克和两个下夸克构成。

上、下夸克之所以不同,在于“味”不同。要是直接可以变“味”,那么上、下夸克就可以自由切换了。一个下夸克变“味”之后就成了上夸克。

让质子与中子互换,在逻辑上有两种方式

第一种就是:把质子的一个上夸克分出来给中子;于此同时,中子把它的一个下夸克再还给质子,这样质子和中子就完美换身了。但事与愿违,由于强相互作用力,你休想把夸克分开。夸克之间距离越远,其强力越大,这就是夸克禁闭效应。

原子核为什么带正电,原子核都带正电为什么还能在一起(7)

第一种方式在逻辑上行得通,但理论上却行不通。

第二种方式:我们可以直接让上夸克变“味”,让它变成下夸克。而控制这种变“味”的力量就弱相互作用力

通过弱相互作用,质子内的一个上夸克变“味”成一个下夸克,则质子变成了中子,并释放正电子,这是正β衰变。正β衰变就是释放了正电子(电子反物质),所以才得名正β衰变。

而很多时候,原子结构的不稳定并不是因为核外电子太多了,而是核外电子少了。这个时候就需要增加质子数来稳定原子结构。

同样地,增加质子数依旧可以通过夸克“味”变来进行。比如让中子(一个上夸克,两个下夸克)的一个下夸克通过弱力变成一个上夸克,这样中子就变成了质子(两个上夸克,一个下夸克)了。并释放电子(β粒子)和反电子中微子。

这种情况下释放的电子也称β粒子,其速度达到了光速的90%。由于β粒子是带负电的电子,所以这种衰变也叫负β衰变。并且β衰变以负β衰变为主。

原子核为什么带正电,原子核都带正电为什么还能在一起(8)

上一页123下一页

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.