2、核力和結(jié)合能

　　我們知道化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放的能量，主要來源于把原子保持在分子中的力，這種力的大小與原子的外層電子分布結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)兩個(gè)以上原子合攏在一起組成分子時(shí)，各原子的電子云就會(huì)發(fā)生變化，將組成共同的電子云把分子中的所有原子核籠罩在一起。在此同時(shí)并釋放出能量，通常稱為化學(xué)結(jié)合能。所以化合物分子的能量總是低于它所包含的各原子能量的總和。

　　與此類似，隱藏在原子核中的核能，就是起源于組成原子核的核子(質(zhì)子和中子的統(tǒng)稱)之間的很強(qiáng)的作用力。特別是對于那些原子序數(shù)高的、質(zhì)量大的原子核，它們聚攏著為數(shù)眾多的質(zhì)子和中子。例如第83 號元素鉍，在核中有83 個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和126 個(gè)不帶電的中子，總共209 個(gè)核子彼此居然能擠成一團(tuán)，在核內(nèi)排列得如此緊密，也不因?yàn)橘|(zhì)子間的靜電斥力而飛散開來。那么核子間到底是由一種什么樣的奇異力把它們連結(jié)在一起的呢?

　　當(dāng)然，除了由電磁作用所造成的質(zhì)子之間的靜電斥力外，根據(jù)具有質(zhì)量的物體之間的相互作用核子間還存在著萬有引力。雖然核子間距離很小，可產(chǎn)生大的引力。但同時(shí)我們也知道，質(zhì)子和中子的質(zhì)量是那樣微小，所以它們之間的萬有引力一定是微不足道的，可略去不計(jì)。如果核內(nèi)再也沒有其它作用力的影響，那么比萬有引力強(qiáng)10^37倍的電磁力，將使原子核處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，這樣核內(nèi)的質(zhì)子勢必因巨大的靜電斥力向四面八方飛散開來。然而，事實(shí)恰恰相反，各種元素的原子核在自然界中都能穩(wěn)定地存在著。質(zhì)子不僅沒有隨便飛出核外，相反地還和中子緊密地結(jié)合在一起，這就意味著核子間必定還有另外一種遠(yuǎn)比電磁力強(qiáng)得多的吸引力。

　　由于中于不帶電荷，故這種“力”一定不同于既包括吸引力，又包括排斥力的電磁相互作用力。當(dāng)然更不同于微小的萬有引力，而是一種特別強(qiáng)大的短程相互作用力，并被稱作為“核力”。它也是目前所知的最強(qiáng)大的作用力，這種強(qiáng)相互作用也叫做第三種相互作用。雖然人們對其作用過程還不十分清楚，但核力本身卻有著許多很明顯的特性。

　　首先，它比電磁相互作用強(qiáng)130 倍左右。而且核力是必須在很小的距離內(nèi)才能起作用的短程力。隨著核子間距離增加，核力將迅速減弱，一日超出核半徑，核力就很快下降到零。但是萬有引力和電磁力都是長程力，它們的強(qiáng)度都隨著距離的增加而減小，即和距離平方成反化。如能把地球和太陽之間的距離增加10 倍，那末萬有引力就下降到原來的百分之一。所以即使相隔數(shù)百萬公里，仍然可感受到萬有引力和電磁力的作用，而決不會(huì)下降到零。