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为什么质子和中子结合成原子核时质量会减少

来源:网络 作者:佚名 时间:04-06 手机版

最简单的回答就是,因为自由核子组成原子核时会放出能量,而在核反应中能量是守恒的,根据爱因斯坦质能方程的原理,所以质量自然会减少。细一点说,就是两个自由核子结合起来,整体能量必然是会要降低的,这是反应的必然趋势,而放出来的这部分能量的专业名词叫做原子核的结合能,它是原子核整体稳定性质的度量。

原子拆解成核子质量会增加,核子组合成原子质量减少。这句话对吗?

原子拆解成核子质量会增加,核子组合成原子质量减少。这句话对的。
因为中子转化为质子,质量减少,但都是1个质量数 核子结合成原子核后,核的质量比核子结合前的质量和所减少的数值。这是因为核子结合成原子核时要放出结合能。根据质能方程可知,质量亏损δm=[sx(]δe[]c?2[sx)]。式中δe为放出的结合能,c为真空中的光速。 在物理上,原子核的质量总是小于组成该核的全部核子独自存在时的总质量,这两者的差额叫做质量亏损。由爱因斯坦的质能方程可知:当一个系统能量有释放或吸收必伴有质量改变。因而,质量亏损说明当若干个核子从自由状态结合成原子核时要放出的能量。

为什么裂变后的质子中子平均质量会降低?

这个问题涉及到量子论初步,高三老师前久才讲的,裂变前后中子和质子的能量减小,根据爱因斯坦的质能方程即E=mc^2,减小的能量以光量子的形式发射出,这也就是所谓的质量亏损,亏损的质量以能量的形式存在,因此质量依旧守恒。在有一期的《科学世界》上有介绍,现在普遍认为质子和中子的质量由两部分组成,静止质量和动质量,动质量就是E=mc^2中的m,发生质量亏损的就是这部分,因此核子并没有变,只是能量降低,m减少。
希望能帮到你,这个问题有点麻烦,逻辑上不太好理解,不过想通了就都能理解啦。

高中物理概念理解题。这里为什么是质子加中子减原子核的质量?原子核不就是又质子和中子组成的么?减了不

你提供的材料上不是说了吗(图中画红色线的部分)。

也就是说质子与中子在形成原子核时,质量会减小——质量亏损,

质量虽然略微减少了,并不影响我们说原子核是由质子、中子组成。。。

用宏观类比——例如从你头上拔下几根头发来,你还是你,看起来并没有改变嘛。。。



原子核聚变中质子与中子数都没有改变,亏损的质量来自哪里?

其实在这个话题中有两个问题,我们需要了解损失的这些质量去哪里了,还要搞清楚这些质量来自哪里?核聚变中,亏损的质量去哪了?

其实这个问题很好回答,因为爱因斯坦在1905年狭义相对论中的质能方程清楚的告诉了我们E=MC^2,损失的质量彻底转换成了能量,这是原子核中所释放的,也是人们最向往的“无限能源”。

第一阶段反应是:1H+1H→2D+e(+)+v,ΔE=1.442MeV,Q(v)=0.265MeV;

第二阶段反应是:2D+1H→3He+γ,ΔE=5.494MeV

第三阶段反应是:3H3He+3He→4He+2H,ΔE=12.860MeV

我们抛开太阳内部从氕到氦2,然后又转变为氘核的缓慢过程,直接从氘元聚变成氦3更容易理解,所以将会发生很明显的质子聚变的过程。

2D+1H→3He

一个质子+一个中子的氘和一个质子的氕聚变成了2个质子+一个质子的氦3

在整个过程中,质子的数量没有改变,中子的数量也没有改变,那为什么会出现质量的亏损?原子核的质量总是小于组成它的质子的质量之和,两者的质量差我们称为质量亏损,任何粒子的结合都伴随着质量亏损,唯一的区别只有大小的差异,比如一个电子和质子结合成氕时,质量仅有13.6eV/c^2。

那么亏损的质量源自哪里?

这个问题是很多话题中没有解释清楚的,总质量减少,但分配的质子与中子又不变,这是一个脑筋急转弯吗?其实并不是,亏损的质量我们需要从夸克去寻找答案,轻夸克的质量非常小,小到可以忽略,但中子和质子是由轻夸克组成的,质子和中子质量却很大,这表明夸克之间的超强相互作用力已经在质子和中子的质量上体现出来了,所以质子与中子结合成原子核时,所亏损的部分质量就来自于夸克间的相互作用能的减少,所以总的质量将体现在原子和的总质量上。

自由核子结合成原子核时,质量为何要亏损?

原子能结合为晶体的根本原因,在于原子结合起来后整个系统具有更低的能量。设想把分散的原子(离子或分子)结合成为晶体,在这个过程中,将有一定的能量W释放出来,称为结合能。如果以分散的原子作为计量内能的标准,则-W就是结合成晶体后系统的内能。系统的能量产生了亏损,根据爱因斯坦质能方程E=MC^2 C为光速,m为质量。得到质量产生了亏损。这个理论的关键是系统能量的降低,明白这个就很容易推导出质量的损失。

为什么质子和中子在不同组合下质量不等于它们单独存在时的质量和

原子核是由中子和质子构成,中子和质子是靠强相互作用结合在一起的,强相互作用其实就是电磁力,因为用电磁力的观点可以很好地解释强相互作用的特性。
中子和质子首先结合成了中质串,极小的原子核就是由中质串构成的,较小的原子核是由两个中质串构成的,较大的原子核是中质串连成环形构成的,最后原子核的结构变成了内、中、外三套环。
此结构不仅可以解释任一核素的稳定性,对较大的电四极矩和超形变转动带也符合的很好,本结构还推出质子和中子具有两套不同的幻数,并有大量的事实可以证明新幻数是正确的。
关键词:原子核、强相互作用、质子、中子、幻数、中质串、核素、元素。
目录:
一、前言
二、传统的原子核模型
三、强相互作用的本质
四、原子核的结构
五、质子和中子的幻数
六、幻数的由来
七、原子核结构式
八、对原子核稳定性和其它性质的解释
九、参考文献
一、前言
原子物理学是一门古老而又年轻的科学,直到本世纪三十年代才出现了发展的鼎盛时期。 1932年安德孙发现了正电子;查德威克发现了中子;海森伯等人提出了原子核由质子和中子组成的设想。到了 1937年玻尔提出了原子核的液滴模型。四十年代以后,原子能的利用越来越广泛了。所以,劳厄在他的《物理学史》中写道:“二十世纪给原子论带来了完全的胜利。”然而笔者却有不同的看法,认为劳厄所说的“完全的胜利”尚不“完全”。因为原子物理学在理论上的研究自三十年代之后就停滞不前了。可以说自三十年代以来的六十年中,原子物理学在理论上的成效甚微,留下了大量疑难问题尚待解决。比如
一些元素为什么会产生天然蜕变?
“蜕变定律”果真是有果无因的吗?
β蜕变产生的负电子到底从何而来”
γ射线果真与元素的嬗变没有直接关系吗。
原子核中果真没有负电子存在吗?
原子核果真如“液滴”一般吗?
质子和中子到底由什么构成?
强相互作用果真是因为核子“集聚非常紧密”产生的吗?
中子、γ光子和中微子为什么会具有特别强的穿透本领?它们果真是“中性”的吗?
明线光谱反应的果真是原子中的能级吗?
等等等等问题是现代原子物理学无法正确作答的。之所以不能正确作答,就因为物理学自相对论和量子力学产生后,微观粒子的物质性被否定了,一切微观粒子相互间的转化皆被视为能量的转化了。
物理学明明发现了天然放射性元素的原子核会释放出电子来,却不肯承认电子是原子核的组成部份,而且还要把波动力学(量子力学)的结论当作证明原子核中不存在电子的依据。
象数理化自学丛书《物理》第四册第 284页就对强相互作用的产生作随意的解释:
“我们知道,质子都带有单位正电荷,它们彼此间距离又这样小,显然它们之间的电磁斥力一定很大、那又是什么作用使它们这样紧密地集聚在一起的呢?是万有引力吗?不可能。因为质子间的万有引力要比静电斥力小得多。由此可见,在原子核里,在各个核子之间一定存在着一种引力,而这种引力的总和一定要比质子之间电磁斥力的总和大得多,只有这样才能使原子核保持稳定。我们把核子之间这种引力称为强相互作用。实验指出,核子只有在聚集得非常紧密的情况下才呈现出强大的强相互作用,……”
这段论述,完全说不出强相互作用缘何而生,只能无可奈何地把强相互作用归之于“聚集得非常紧密”。这正如人们问“人不吃饭为什么要饿”答曰“因为人没有吃饭”的同义反复一样,并未回答出强相互作用产生的原因。
在这种质能互变的“新观念”下,物理学完全丧失了探索原子核和核子的成份和结构的能力。自 1937年玻尔提出原子核的“液滴模型”之后,再也没有人提出比玻尔模型更先进的核模型来。而玻尔的“液滴模型”把核子比作宏观液滴中运动着的分子;把原子核受到粒子轰击后形成不稳定复核的过程与液滴受热相比;把粒子从复核里飞出比作液滴的蒸发。所有这些统统都是比喻,并未揭示出原子核结构和核子的成份和结构的真谛来。
总之,现代物理学对原子核结构、对核子的成份和结构、对“基本”粒子的成分和结构、对“基本”粒子之间的转化关系、对强相互作用产生的原因等等皆是一无所知的。(参考文献1)
上面是我引用了熊宇丹论文中的话作为我的引言,熊宇丹的论述说明现在对原子核的认识还很不够,我们还有大量的问题要解决,并且暗示,量子力学是错误的学术,质子和中子是由正、负电子组成的(这正是我《粒子的组成与结构》中论述的观点)。
二、传统的原子核模型
最早被人们提出的原子核模型是气体模型,这种模型认为原子核中的质子、中子是类似于气体分子的集合,但由于该模型说明原子核的性质不多,而被人们所淘汰。
第二种模型为液滴式模型,是在二十世纪三十年代由丹麦的玻尔等提出,主要利用强相互作用的短程、饱和性质,把原子核看成一个密度很大的液滴,对核裂变、原子核的稳定性、推算原子核的半经验质量公式获得了很大的成功,但对原子核的细节上的描述,很难做出有效的说明。
第三种模型是 a粒子模型,主要依据是原子核a粒子衰变以及一些原子核具有整倍数的 a离子的特征,但大量的事实不支持这样结论。
第四种是壳式模型,对原子核的试验结果进行归纳的结果,核子的递加所呈现的特定的规律性,比如当质子和中子的数目等于 2、8、20、 28、50、82、 126时,原子核特别稳定、结合能特别大。就称这些数为幻数。这些现象显示,原子核内部的填充可以和原子内部的填充相类似,存在某种壳层结构。根据这一模型,当原子核中的质子和中子的数目为幻数时,核子恰好填满封闭的壳层。壳层模型是采用量子论的方法在粒子独立运动的基础上提出的,不能体现核子间的相互作用。
第五种是综合模型,壳层模型注重于单个的核子运动的研究,液滴模型则把原子核所有的运动归结为整个集体的运动,把这两种模型综合起来考虑就是这种综合模型。
对如上五种原子核模型,从力学的角度上我不认为是合理的。因为最重要的是在如上五种模型中没有处理作为物理基础的因果关系,也就是力学的依据。第一种模型原子核没有使原子核中的各个核子凝聚在一起的作用,必然会不存在。第二种模型因为短程强相互作用的作用,必然会最终形成稳定的固体的结构。第三种模型原子核的质量上是不遵守这样的规律的。第四种模型,如果核子间存在着相互作用,那么这些核子又怎么能在稳定的轨道上运行呢?这显然是很难的。即便采用综合的方法来提出第五种的综合模型,那么这又怎么能合理的解释呢?(参考文献2)
上面我又引用了志勰的论述,说明了现在人们对原子核的认识,也反映出现在原子理论的不足。
三、强相互作用的本质
要认识原子核的结构,首先必须认识强相互作用,认识强相互作用,这是揭开核结构的关键,不了解强相互作用去研究原子核的结构,那只能是胡乱猜想。
从我的论文《粒子的组成与结构》中看出,从理论上讲,在理想状态下,质子之间的磁相互作用应比电相互作用在最大时大约可以大 2000倍,而实际人们估计的是强相互作用比电磁力大约只大100倍,由此看出,用电磁力解释强相互作用是合理的(参考文献3)。即强相互作用其实是核子之间的电磁相互作用。
根据中子数随质子数增加而增加的现象和强相互作用是电磁力的特征推出,中子和质子一定构成了如图 1的形式,我们称它为中质串。( 1n1p串又称为中质对。)

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