原子核

✍ dations ◷ 2025-07-12 17:38:35 #原子核

原子核（德语：Atomkern，英语：Atomic nucleus）是原子的组成部分，位于原子的中央，占有原子的大部分质量。组成原子核的有中子和质子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时，构成的是原子。原子核极其渺小，比如铀的的原子半径/原子核半径比例是26634，而氢是60250。原子核受核力影响由质子和中子（两种重子）组成。中子和质子又进一步由夸克组成。将质子和中子约束在原子核内的能量称作束缚能，一般而言，原子量58到62的能量的束缚能最大，此即所谓的“铁峰顶”。据目前所知，原子量小于62的元素，会进行核聚变反应释放能量，原子量大于62的元素，则进行核裂变反应释放能量。原子核的尺度在 10 − 15 {displaystyle 10^{-15}} m，与原子相比原子核很小，它的体积只占原子体积的几千亿分之一。然而，在这极小的原子核里却集中了约99.95％的原子质量。同位素的原子在原子核中同属于某一化学元素，某一元素含有不同的中子数目，则称为该元素的同位素。不同同位素的同一元素有着非常相似的化学性质。1911年，欧内斯特·卢瑟福在验证汤普森的梅子布丁模型时发现了原子核。汤普森在早些时候发现了带负电荷的电子，由于原子不带电，他假设原子中必然有带正电荷的部分。在其梅子布丁模型中，汤普森认为电子随机散布于带正电荷的球体中。卢瑟福设计了一个使用α粒子轰击金属箔的实验。他推测若汤普森模型是正确的，那么巨大的α粒子会穿过金属箔，其路径也不会有较大偏转。令卢瑟福惊讶的是，绝大多数的α粒子直接穿过了金属箔，但也有很少的α粒子发生了很大角度的偏转。由于α粒子的质量约是电子的8000倍，此偏转必然由非常强大的力造成。卢瑟福因此意识到梅子布丁模型并不准确，α粒子只可能因原子内包含原子大部分质量的一集中电荷的中心作用而偏转。从此，卢瑟福提提出了卢瑟福模型。

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