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      中子結(jié)構(gòu)和電荷的幾何分布

      2016/10/20 14:18:40

      一篇2007年發(fā)表的文章進(jìn)行了不依賴于模型的分析后作出結(jié)論,中子的外殼帶負(fù)電荷,中間層帶正電荷,而中心帶有負(fù)電荷。[26]簡單的說,中子的電負(fù)性外殼同質(zhì)子相互吸引。但是,在原子核中,質(zhì)子和中子之間最主要的作用力為核力。這種力跟粒子是否帶電荷無關(guān)。
      中子的衰變編輯
      在原子核外,自由中子性質(zhì)不穩(wěn)定,壽命約為15分鐘。中子衰變時(shí)釋放一個(gè)電子和一個(gè)反中微子而成為質(zhì)子(β衰變)。同樣的衰變過程在一些原子核中也存在。原子核中的中子和質(zhì)子可以通過吸收和釋放π介子互相轉(zhuǎn)換。
      為什么穩(wěn)定的原子核里面的中子不衰變?
      答:1.其實(shí)這個(gè)問題是不成立的。因?yàn)椋瑥牧孔恿W(xué)的角度來講,原子核里面的中子也是會衰變的,只不過幾率可能是極小的;
      2.與自由中子不同,原子核里面的中子“質(zhì)量”不一定大于質(zhì)子“質(zhì)量”;原子核里面中子的“質(zhì)量”可能會比質(zhì)子的小,從而會發(fā)生質(zhì)子衰變?yōu)橹凶拥氖虑椋?BR>3、原子核內(nèi)部構(gòu)成了中子穩(wěn)定存在的環(huán)境。
      結(jié)構(gòu)編輯
      中子對外顯示電中性而具有磁矩。高能電子、μ子或中微子轟擊中子的散射實(shí)驗(yàn)顯 示中子內(nèi)部的電荷和磁矩有一定的分布,說明中子不是點(diǎn)粒子,而具有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。中子是由3個(gè)更深層次的粒子——夸克構(gòu)成的。中子和質(zhì)子是同一種粒子的兩種不同電荷狀態(tài),其同位旋為 1/2 ,中子的同位旋第三分量I3=-1/2。在輕核中含有幾乎相等數(shù)目的中子和質(zhì)子;在重核中,中子數(shù)則大于質(zhì)子數(shù),例如鈾共有146個(gè)中子和92個(gè)質(zhì)子。對于一定質(zhì)子數(shù)的核,中子數(shù)可以在一定范圍內(nèi)取幾種不同的值,形成一個(gè)元素的不同同位素。
      用途編輯
      中子是研究核反應(yīng)很好的轟擊粒子,由于它不帶電,即使能量很低,也能引起核反應(yīng)
      便攜式中子檢測儀
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      (見中子核反應(yīng))。中子還在核裂變反應(yīng)中起重要作用。電中性的中子不能產(chǎn)生直接的電離作用,無法直接探測,只能通過它與核反應(yīng)的次級效應(yīng)來探測。
      根據(jù)微觀粒子的波粒二象性,中子具有波動(dòng)性,慢中子的波長約10-10米,與晶體內(nèi)原子間距相當(dāng)。中子衍射是研究晶體結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)。中子是不帶電的基本粒子,靜止質(zhì)量為1.6748×10-27kg,它的半徑約為0.8×10-15m,與質(zhì)子大小類似。中子常用符號n表示。
      特性編輯
      ①、1932年英國物理學(xué)家查德威克在做了用α粒子轟擊鈹?shù)膶?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子。
      ②、單獨(dú)存在的中子是不穩(wěn)定的,平均壽命約為16分,它將衰變成質(zhì)子、電子和反中微子ν。
      ③、原子核由中子和質(zhì)子組成,原子核內(nèi)的中子是穩(wěn)定的。
      ④、由于中子不帶電,所以容易打進(jìn)原子核內(nèi),引起各種核反應(yīng)。
      ⑤、中子的自旋量子數(shù)為1/2。
      ⑥、中子包含兩個(gè)具有 -1/3 電荷的下夸克和一個(gè)具有 +2/3 電荷的上夸克,其總電荷為零。

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