V.1.3. Forțele nucleare.
Între protonii (particule cu sarcină pozitivă) din nucleu cu același fel de sarcină electrică se exercită forțe electrostatice de respingere.
Calculăm forța de atracție gravitațională dintre cei doi protoni (G):
G = mp ∙ g = 1,66 ∙ 10-27 ∙ 9,8 = 16,27 ∙ 10-27 N
Pentru a compara cele două forțe, facem raportul lor:
Observăm că forța de respingere electrostatică dintre cei doi protoni din nucleul heliului este mai mare de 1027 ori decât greutatea unui proton. În aceste condiții, nucleul atomic ar trebui să se dezintegreze, situație care nu este în conformitate cu realitatea, deoarece nucleele atomice sunt stabile.
Pentru a explica stabilitatea nucleelor atomice s-a adoptat ideea că între nucleonii din nucleu se exercită așa-numitele forțe nucleare de atracție, pe lângă cele de respingere electrostatică dintre protoni.
Caracteristicile forțelor nucleare de atracție (forțe tari):
- Forțele nucleare se exercită între oricare doi nucleoni, indiferent dacă aceștia au sarcină electrică sau nu.
- La distanța medie dintre nucleonii din nucleu (≅1,4 ∙ 10-15 m) forțele de atracție sunt mult mai mari decât forțele de respingere. Intensitatea forțelor nucleare fiind foarte mare a condus la denumirea acestora de forțe tari.
- Intensitatea forțelor nucleare scade foarte mult cu distanța dintre nucleoni. Aceste forțe de atracție se exercită numai între nucleonii învecinați. Ele devin neglijabile când nucleonii sunt la distanțe de 3 ∙ 10-15 m.
- Forțele nucleare de atracție au un caracter de saturație, adică un nucleon interacționează cu un număr limitat de nucleoni, adică numai cu cei vecini lui.