§2 原子核的结构

原子核的结构

1932 年查德威克在实验中发现中子，中子不带电，质量是电子的 1838.67 倍，自旋量子数是 1/2，中子和原子核之间在近距离有很强的相互作用。中子被发现后，很快就确立了原子核是由质子和中子所组成的。

原子核中包含的质子数就是原子序数，原子量则大体等于原子核中的质子数和中子数的总和。原子核大体是球形，综合从很轻到很重的各种原子核的体积值，得到原子核的体积约等于原子量乘 7.24 立方费米，这表明原子核的粒子数密度大体上是个常数，每个粒子，不论是质子还是中子都平均占体积 7.24 立方费米。原子量越大，占的体积也越大。

自由的中子的质量比自由的质子略重，但它们之间的质量差只占质量值的干分之一点四，可以近似地看作相等。质子与中子的差别在于质子带电而中子不带电，然而它们的强相互作用性质和行为相似，都是原子核的组成粒子。这表明质子和中子可以看作是同一种粒子的不同带电状态，质子和中子统称为核子。各种原子核的粒子数密度大体上是常数也反映了各种原子核的质量密度大体上也是个常数。这个现象一方面显示核子之间的相互作用是只在短距离内才有很强的吸引力，另一方面也显示核子都具有很强的不可入性。