원자핵 (양성자와 중성자로 구성)
원자핵(atomic nucleus), 줄여서 "핵"이라고 부르는데, 원자에 위치합니다. 핵심부는 양성자와 중성자 두 가지 미립자로 구성돼 있습니다. 그리고 양성자는 또 두 개의 위 쿼크와 하위 쿼크로 이루어져 있고, 중성자는 하위 쿼크 두 개와 상위 쿼크 두 개로 구성되어 있습니다.
원자핵은 극히 작으며, 그것의 지름은 1/10입니다. 5m~10-14m 사이, 부피만 원자 부피의 수천억 분의 1을 차지하지만, 이 아주 작은 원자핵에는 99.96이 집중되어 있습니다. 원자핵의 밀도는 매우 높으며 핵밀도는 약 1017kg/m3입니다. 즉 1m3의 부피가 원자핵을 가득 채우면 질량은 1014t, 즉 1백조t에 이릅니다. 원자핵의 에너지는 극대화되고, 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자 사이에는 남아 있습니다. 큰 흡인력으로 양성자 사이에 양전하를 띠는 척력을 극복해 원자핵으로 결합함으로써 화학반응에서 원자핵이 분열되지 않도록 합니다. 일부 원자핵이 핵분열(원자핵이 두 개 이상의 핵으로 분열)하거나 핵융합(경원자핵이 만나면 결합해서 중핵이 되는 것)할 때 거대한 원자원자력이 방출됩니다. 원자핵은 원자핵을 둘러싸고 있는 전자와 함께 원자를 이룹니다. 원자핵은 양전하와 전자의 음전하 갯수가 같기 때문에 원자 전체가 전기성을 나타내지 않고 전기적 중성을 띱니다.
원자핵(atomic nucleus) 원자의 핵심부에 위치하여, 점유하고 있습니다. 원자의 99.96%가 넘는 질량을 갖고 있으며 주위를 둘러싼 전자와 원자를 이룹니다. 원자핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다. 그리고 양성자는 두 개의 위 쿼크와 하나의 아래 쿼크로 이루어져 있고, 중성자는 두 개의 아래 쿼크와 하나의 위 쿼크로 이루어져 있습니다. 원자핵은 극히 작으며, 그것의 지름은 10-15m에서 10-14m 사이이며, 부피는 원자 부피의 수천억 분에 불과합니다. 원자를 지구에 비유하면 원자핵은 야구장 크기이고 핵 안의 쿼크와 전자는 야구공 크기입니다. 원자핵의 밀도는 약 1017kg/m3으로 매우 큽니다. 원자핵의 내부 구조는 핵 셸의 모형 부분으로 기술할 수 있으며, 각각의 가장 낮은 셸에서 양성자 또는 핵자가 위로 각각 채워질 때 정확히 어느 셸을 채우면 이를 양성자 또는 중성자 환수라고 합니다. 이때의 핵을 환핵이라고 합니다.
원자핵을 구성하는 양성자와 중성자 사이에 존재합니다. 원자핵 내의 거대한 흡인력을 전달하기 위해 매개체, 힘-강력,강력,전자력보다 137배 강하기 때문에 양성자 간에 양전하를 띤 것을 극복할 수 있는 전자기 척력으로 결합하여 원자핵이 됩니다. 원자핵의 에너지는 매우 큽니다. 원자핵이 핵분열(중원자핵이 두 개 이상의 핵으로 분열)되거나 핵융합(경원자핵이 만났을 때 결합하여 중핵이 된다)될 때, 거대한 원자원자력이 방출됩니다. 즉 원자력이 방출됩니다(예를 들면 원자력 발전). 양성자와 중성자 및 중성자는 값 쿼크(그룹 쿼크) 및 하이 쿼크(흐름 쿼크)로 이루어져 있고, 쿼크 역시 층층(쉘) 구조를 가지고 있으며, 외층은 가로로 연결된 값 쿼크, 내층은 세로로 겹쳐진 가르침 쿼크, 외층은 가로로 연결된 3개의 속박 상태 값 쿼크로 되어 있습니다. 가격 쿼크는 비율(2개의 상위 쿼크 밴드 +2/3 전하, 1개의 하위 쿼크 밴드 -1/3 전하)에 따라 양성자(또는 3 쿼크 초전자) 내의 정수 전하를 나누므로 쿼크는 점수 전하를 띱니다. 세로 방향으로 겹쳐진 하이쿼크의 양음전하가 =0에 저촉되며 원자 안에 양전하를 띤 양성자는 음전하를 띤 전자의 수와 같기 때문에 원자 전체가 전기적 중성을 띱니다.
본질
1912년 영국의 과학자 러더퍼드 근거알파 입자가 금박을 폭격하는 실험에서, 절대다수입니다. α 입자는 여전히 원래 방향을 따라 전진하고, 소수의 α 입자는 전자에 부딪혀 비교적 큰 편향을 일으킵니다. 개별 알파 입자는 90°를 넘었고, 어떤 알파 입자는 원자핵에 부딪혀 180°에 육박하기도 했습니다. 원자 안에는 크기가 작고 질량이 큰 양전기의 중심이 있는데, 이것이 원자핵 모형의 정체인 것으로 확인됐습니다.
상호작용
핵자 사이의 핵력은 일종의 전자작입니다. 훨씬 큰 상호작용을 사용합니다. 원자의 반지름은 매우 작고 양성자 간 쿨롱은 척력이 매우 크지만 원자핵은 매우 안정적입니다. 그래서 원자핵에서 양성자 간의쿨롱 척력 외에 핵력도 있습니다. 2.0×10~15m의 짧은 거리에서만 제 역할을 할 수 있습니다.
양성자와 양성자 사이, 양성자와 중성자 사이중성자와 중성자 사이에 모두 존재합니다.
전하
러더퍼드 실험
러더포드는 알파선 다발로 금속 박막을 폭격합니다. α입자 대각도 변화 소량 발견운동 방향은 여기에 더해 행성식 원자 구조 모델을 제시하였습니다.
러더포드는 1909년부터 유명해졌습니다. 알파 입자 산란 실험, 실험의 목적은 생각하기 위함입니다. 톰슨 원자 모형의 정확성을 증명하였으나, 실험 결과는 오히려 톰슨 원자 모형을 부정하는 것이 되었습니다. 여기서 러더퍼드 씨는 원자핵식 구조 모델을 제시했습니다.
알파 입자 산란 실험
원자 내부의 구조를 고찰하려면, 반드시 필요합니다. 원자 내부까지 쏠 수 있는 탐색 입자를 찾습니다. 이 입자가 바로 천연 방사성 물질에서 방출되는 알파 입자입니다. 러더퍼드 씨와 그의 조수가 알파 입자로 금박을 폭격해 실험했는데, '알파 입자 산란 실험'이 보여주듯 이 실험장치의 시도입니다.
납 상자 안에 소량의 방사성 원이 들어 있습니다. 폴로늄(Po), 알파선 종연갑의 작은 구멍이 사출되어 아주 가는 방사선을 만들어 금박에 쏘았습니다. 알파 입자가 금박을 통과할 때그 후 형광 스크린에 쏘면 현미경으로 관찰할 수 있는 점들이 하나씩 생깁니다. 알파 입자와 공기 중의 원자가 충돌하여 실험 결과에 영향을 미치지 않도록, 장치 전체를 진공으로 뽑은 용기 안에 두면, 형광 스크린이 달린 현미경이 금박을 감쌀 수 있습니다. 원둘레로 이동합니다.
실험 결론
원자는 전기 중성입니다. 핵외 전자의 총 음전하와 같다.원자 번호가 Z인 원자에 대하여, 핵은 양전 + Ze를 가집니다. 핵의 전하수는 엄격한 정수입니다. 핵 내의 양성자 수와 같습니다. 양성자는 양전+e를 띠고 있어 전자의 전력량과 같습니다.
