原子核的大小yuanzihe de daxiao

在原子核中由于组成原子核的核子之间的相互作用力是短程力，因此核有比较明确的边界层，亦即显示出一定的大小。在原子中，由于电子与原子核的相互作用是库仑力（长程力），因此随着到核距离的增加，电子分布密度逐渐减小，原子没有明显的边界层。
下图为原子核对α粒子（及其他带电粒子）散射实验中的势能曲线。图中纵坐标表示势能U(r)，横坐标表示离核心的距离r。从图中可以看到在r>R(R的数量级为10^-13厘米时，原子核与α粒子之间只有库仑斥力，核力为零，其势能曲线具有双曲线的形状。而当r略小于R时，势能变号，曲线迅速下降形成势阱。出现此种现象的原因是当r略小于R后核力迅速增大，此时库仑力与核力相比已无足轻重。由此曲线显示出核力有一个明显作用区域，这个作用区域以内核子存在的概率很高，而超出这个区域，概率很快降为零，因此使得原子核的边界面比较明确，如果忽略弥散的原子核的边界层，也忽略形变，近似把原子核看成密度均匀半径为R的球，R称为核电荷分布半径。根据实验资料，核半径R与原子核质量数A的1/3次方成正比，即R=r₀A1/3。式中r0为比例常数。这个数值较精密的测量值为1.2×10-15米。因此原子核的半径的数量级大约为10^-15～10^-14米，相当于原子半径(10¹⁰米)的万分之一。这就是说原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。