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Kjerish zugeschrieben – Eigene Arbeit, CC BY-SA 4.0, File:NuclearReaction.svg – Wikimedia Commons
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Protonen und Neutronen werden durch die Kernkraft zu einem Kern zusammengebunden. Der Durchmesser des Kerns liegt im Bereich von 1,75 fm (1,75 × 10 hoch 1000 5 m ) für Wasserstoff (der Durchmesser eines einzelnen Protons) bis etwa 15 fm für die schwersten Atome wie Uran.
Die Atomkern ist die kleine, dichte Region, die aus Protonen und Neutronen at besteht das Zentrum eines Atoms , das 1911 von Ernest Rutherford basierend auf dem Geiger-Marsden-Goldfolienexperiment . Nach der Entdeckung des Neutrons im Jahr 1932 wurden von schnell Modelle für einen Kern aus Protonen und Neutronen entwickelt Dmitri Ivanenko [1] und Werner Heisenberg . [2] [3] [4] [5] [6]
Fast die gesamte Masse eines Atoms befindet sich im Kern, mit einem sehr geringen Beitrag der Elektronenwolke . Protonen und Neutronen werden durch die Kernkraft zu einem Kern zusammengebunden.
Der Durchmesser des Kerns liegt im Bereich von 1,75 fm (1,75 × 10–15 m) für Wasserstoff (der Durchmesser eines einzelnen Protons)
[7] für die schwersten Atome wie Uran auf etwa 15 fm . Diese Dimensionen sind um einen Faktor von ungefähr 23.000 (Uran) bis ungefähr 145.000 (Wasserstoff) viel kleiner als der Durchmesser des Atoms selbst (Kern + Elektronenwolke).
[ Zitieren erforderlich ] Der Zweig der Physik befasst sich mit dem Studium und dem Verständnis des Atomkerns, einschließlich seiner Zusammensetzung und der Kräfte, die binden Sie es zusammen, heißt Kernphysik .
Antwort
Elektronen folgen keiner Kreisbahn um den Kern. Das ist eine klassische Idee, die nicht funktioniert. Sie existieren in Schalen verschiedener Formen, die die Wahrscheinlichkeit beschreiben, dass sie an einem bestimmten Punkt gefunden werden.
Klassischerweise wandelten sie sich einfach in den Kern und emittierten Licht, bis sie dort ankamen. Das hat Rutherfords Streuergebnisse so rätselhaft gemacht. Sie können sich vorstellen, was sie als Folge des Unsicherheitsprinzips daran hindert.
Wenn sich ein Elektron dem Kern nähert, wird es immer lokaler, was bedeutet, dass sein Impuls und damit seine kinetische Energie größer werden und unsicherer. Dies erhöht die Gesamtenergie.
Aber auch die elektrostatische potentielle Energie wird immer negativer, was die Gesamtenergie verringert. Es gibt ein glückliches Medium zwischen diesen konkurrierenden Effekten irgendwo nicht zu weit innen oder zu weit außen, wo die Gesamtenergie minimiert ist und dort, wo sich das Elektron befindet.
Dies funktioniert tatsächlich genau für den Grundzustand von Wasserstoff. Aber es ist im Allgemeinen keine schlechte Art, qualitativ zu denken, wobei einige Modifikationen darauf zurückzuführen sind, dass Elektronen Fermionen sind.