第20章 原子核物理和粒子物理簡(jiǎn)介 第五版

*第二十章原子核物理和粒子物理簡(jiǎn)介§20-1原子核的基本性質(zhì)1.原子核的電荷和質(zhì)量

原子核帶有正電荷，原子核中的電荷由質(zhì)子數(shù)Z決定，質(zhì)子數(shù)Z等于核外電子數(shù)，它決定了原子在周期表中的位置與次序，因此Z又稱(chēng)為原子序數(shù)。 原子核所帶電量是電子電量的整數(shù)倍：q=Ze(1)原子核的電荷盧瑟福12×1011u=?126.022×10kg?27?3 23=1.6606×10

原子核的電荷和質(zhì)量（2）原子核的質(zhì)量

原子核的質(zhì)量等于原子的質(zhì)量減去核外電子 的質(zhì)量，由于核外電子的質(zhì)量極小，原子核的質(zhì) 量與原子的質(zhì)量相差極小。 原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子的質(zhì)量加中子的質(zhì)量。

12

量的1/12為一個(gè)原子質(zhì)量單位（u）：同位素原子質(zhì)量(u)同位素原子質(zhì)量(u)

1 1H

2 1H

3 1H

32He

42He

1.0078252.0141023.0160503.0160304.002603

12 6C

13 6C

2311Na

63 29Cu

238 92U12.0000013.003354 22.989773

62.929594

238.04861表20-1幾種同位素的原子質(zhì)量原子核的電荷和質(zhì)量XΑ Ζ

原子核的電荷和質(zhì)量

由表20-1可見(jiàn)，以“原子質(zhì)量單位”(u)計(jì)算原子的質(zhì)量時(shí)，原子質(zhì)量都接近于一個(gè)整數(shù)，這個(gè)整數(shù)稱(chēng)為原子核的質(zhì)量數(shù)，或稱(chēng)核子數(shù)，以A表示。 原子核通常用質(zhì)量數(shù)(A)和電荷數(shù)(Z)來(lái)表示.若某化學(xué)元素符號(hào)用X來(lái)表示，則該原子核表示為：放射性同位素之分。放射性同位素：自發(fā)地衰變?yōu)槠渌?，同時(shí)放出一高能粒子。居里居里夫人

原子核的電荷和質(zhì)量

核素：Z和A都相同的原子核稱(chēng)為某種核素。同位素：Z相同而A不同的原子核稱(chēng)為同位素。同位素有穩(wěn)定同位素和R∝AR∝A3(R0=1.2×10m=1.2fm)2.原子核的大小和形狀(1)原子核的大小

原子核的半徑大約10-14—10-15m,是原子半徑的10-4—10-5倍。 實(shí)驗(yàn)指出，核的體積正比于質(zhì)量數(shù)A。若把原子核看作球體，則43πR3∝A3113R=R0A?1513fm為飛米，則上式可寫(xiě)為：根據(jù)式(20-1)可以算得C、O、Ag和6C:R8O:R47Ag:R92U:R半徑分別為:1216107

6847U核238 9223810711216≈1.2×2383=7.4fm≈1.2×1073 1=5.7fm≈1.2×123 1

≈1.2×163=2.7fm

=3.0fm

1原子核的大小和形狀(2)原子核的形狀

以上我們假定原子核是球體。原子核是一個(gè)電荷系統(tǒng)，若原子核是球體，它所帶的電荷是均勻分布的。事實(shí)上，用精密光譜儀分析發(fā)現(xiàn)原子光譜中有來(lái)源于原子核電四極矩的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明原子核的電荷分布大多應(yīng)為旋轉(zhuǎn)橢球體，而核物質(zhì)分布與電荷分布類(lèi)似。一般橢球的長(zhǎng)軸與短軸之比不超過(guò)5/4，與球體偏離不大，所以可把這些原子近似地看作球體。但有

16238 8O

16 8原子核的大小和形狀U3.2fm6.8fm8.9fmO16 816 892

238 92O和238U核的形狀原子核的大小和形狀OCo0.10.20246781659Sb122Au197核子密度/fm?3rfm核物質(zhì)的分布曲線(xiàn)原子核的大小和形狀ρ==≈πRπ(1.2×10?15Am)3π(1.2×10m)(A)(1.66×10)Aπ(1.2×10)A1343AuV43

3mm343A×(1.66×10?27kg)

1

?1533=kg/m34?153?27==2.3×1017kg/m3為m、

R和ρ

原子核的大小和形狀例：計(jì)算原子核物質(zhì)密度。

解:設(shè)原子核的質(zhì)量、半徑和密度分別由上式可知：

(a)各種原子核應(yīng)有相同的核物質(zhì)密度。 (b)原子核密度數(shù)值是極其巨大的，與“中子星”的密度相當(dāng)。像一個(gè)乒乓球那么大的核物質(zhì)，其重量約為20億噸。原子核的大小和形狀3.原子核的組成質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為核子，原子核個(gè)中子構(gòu)成。由Z個(gè)質(zhì)子和A?Z(1)原子核的組成之一：質(zhì)子mp=1.007277u生一個(gè)氧核和一個(gè)氫核。這說(shuō)明氮核中確定存在有氫核。于是斷定氫核是構(gòu)成其他原子核的帶電的基本粒子，并定名為質(zhì)子，用符號(hào)p表示。質(zhì)子的質(zhì)量為：1919年盧瑟福曾用α粒子轟擊氮核，結(jié)果產(chǎn)原子核的組成氫原子核有最小的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，而其他原子核的電荷恰好是氫核電荷的整數(shù)倍。那么，各種原子核是否由氫原子核組成？

1930年玻特和貝克用α粒子轟擊鈹核時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一種不帶電的粒子射線(xiàn)放出來(lái)。這粒子后來(lái)命名為中子。中子是一種構(gòu)成其他原子核的不帶電的另一個(gè)基本粒子，用符號(hào)n表示，其質(zhì)量與質(zhì)子相近。

mp=1.008665u

從A>Z可見(jiàn)，一個(gè)含Z個(gè)質(zhì)子。X的原子核并非僅包

AZ

原子核的組成(2)原子核的組成之二：中子

中子在原子核中是構(gòu)成核的穩(wěn)定粒子，但在核外并不穩(wěn)定，一個(gè)核外的自由中子的平均壽命約為15分鐘，它將衰變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子、一個(gè)電子和一個(gè)反中微子（），因此自由中子是有放射性的。νe后來(lái)宇宙中還發(fā)現(xiàn)了大量由中子聚合而成的中子星。原子核的組成電，10?10在391/10?14?15的線(xiàn)度范圍內(nèi)，斥力是很大的。中子又不帶電。不可能是電性力使質(zhì)子與中子聚集成原子核；是萬(wàn)有引力？更不是！萬(wàn)有引力太小，它僅是電磁力的。研究發(fā)現(xiàn)，是一種叫作核力的強(qiáng)相互作用力。

4.核力和介子

原子核由Z個(gè)質(zhì)子和A?Z個(gè)中子構(gòu)成。是一種什么力使質(zhì)子與質(zhì)子，質(zhì)子與中子，中子與中子緊緊地束縛在一起？是電磁力？不是！質(zhì)子帶正(d)核力近似地與核子是否帶電無(wú)關(guān)。在質(zhì)子與質(zhì) 子間、質(zhì)子與中子間、中子與中子間，核力的 大小和特性都大致相同。核力和介子(c)核力具有“飽和”作用，即一個(gè)核子只能和它 緊鄰的核子有核力相互作用，而不能與核內(nèi)較 遠(yuǎn)的核子有核力相互作用。fm(約2fm)之內(nèi)，核力才顯示出來(lái)。(a)核力比電磁力強(qiáng)100多倍，是強(qiáng)相互作用力。(b)核力是短程力。只有核子間的距離為幾個(gè)(1)核力的性質(zhì)π)π)-0中性(帶負(fù)電(

核力和介子

(2)核力的π介子理論

1935年日本物理學(xué)家湯川秀樹(shù)受到庫(kù)侖力的作用是由電荷交換光子而產(chǎn)生的啟發(fā)，提出了核力的π介子，并于1947年得到證實(shí)（質(zhì)量是電子的270倍）。湯川秀樹(shù)因此獲得1949年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 核子間的相互作用是一個(gè)核子放出一個(gè)π介子，然后被另一個(gè)核子吸收而形成的，所以核力是一種交換力。

+π介子:質(zhì)子放出π介子，介子：中子放出介00(a)質(zhì)子與質(zhì)子間交換同時(shí)被另一質(zhì)子吸收，每一核子的電荷不變；0π0π(b)中子與中子間交換子，同時(shí)被另一中子吸收，每一核子的電荷不變；

核力和介子核子交換π介子有以下幾種形式(d)中子與質(zhì)子間交換介子被質(zhì)子吸收，同時(shí)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子。π-介子：中子放出一個(gè)π-(c)質(zhì)子與中子間交換π+介子：質(zhì)子放出一個(gè)π+介子被中子吸收，同時(shí)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子；核力和介子質(zhì)子與質(zhì)子間和中子與中子間的相互作用示意圖nnnnπ0p

pppp0π核力和介子

pnnpπ-中子與質(zhì)子間的相互作用ppnnπ+核力和介子??j=1、3......(A=2k+1）5.核的自旋角動(dòng)量與磁矩(1)核的自旋角動(dòng)量質(zhì)子和中子的自旋量子數(shù)都是1/2，因此都服從費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其自旋角動(dòng)量為：12j=

L=j(j+1)h核的自旋角動(dòng)量也是：1L=j(j+1)h?22

??j=0、......(A=2k)μp==5.05×10=2.79μpMp=2.79

eh2mpMn=?1.91=?1.91μp

eh2mp?1?27J?T

eh2mp

核的自旋角動(dòng)量與磁矩(2)核子的磁矩質(zhì)子的磁矩：中子的磁矩：是核磁矩的單位，稱(chēng)為核磁子。μp其中，核

自旋量子數(shù)磁矩核

自旋量子數(shù)磁矩

2 1D

6 3Li14 7N16 8O

1 1 10

0.86μp?0.82μp

0.40μp

?

7 3Li

23 11Na

39 19K113 49In3/23/23/29/23.25μp2.22μp

1.14μp

5.49μp表20-2原子核的自旋量子數(shù)和磁矩核的自旋角動(dòng)量與磁矩

6.核磁共振由于每個(gè)原子核都有自旋和磁矩，當(dāng)有恒定外磁場(chǎng)B作用時(shí)，原子核在磁場(chǎng)中產(chǎn)生旋進(jìn)。如果此時(shí)在去后，磁矩又把這部分能量以輻射的形式釋放出來(lái)，產(chǎn)生共振發(fā)射。這一共振吸收和共振發(fā)射過(guò)程就稱(chēng)為核磁共振。B′的頻率在射頻范圍。當(dāng)交變磁場(chǎng)B′的頻率與原子的旋進(jìn)率相等時(shí)，產(chǎn)生共振吸收；當(dāng)射頻交變磁場(chǎng)B′撤穩(wěn)恒磁場(chǎng)B的垂直方向再加一交變磁場(chǎng)B′，交變磁場(chǎng)氫核在外磁場(chǎng)中的能級(jí)Mp

MpE2ΔE=2MpBE1

核磁共振

核磁矩在磁場(chǎng)B中受到作用，具有能量E，而 該能量是量子化的:E=?Mp?B?

B于射頻輻射電磁波(其頻率為ν)的能量:

hv=E2?E1=MpB?(?MpB)=2MpB

核磁共振首先用于精確測(cè)量核磁矩，1945年布洛克和泊塞爾分別用核磁共振方法測(cè)量了核磁矩，他們因此共同獲得1952年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

核磁共振若用射頻電磁波照射，核磁矩吸收的能量等吸收功率BP

CH3

CH2OH

乙醇（C2H5OH)核磁共振譜

核磁共振核磁共振的應(yīng)用之一：研究分子的結(jié)構(gòu)。§20-2原子核的結(jié)合能裂變和聚變?cè)雍思热皇怯少|(zhì)子和中子組成的，它的質(zhì)量就應(yīng)等于所有質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和：

1.原子核的結(jié)合能

根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系，可得原子核的結(jié)合能：mx=Zmp+(A-Z)mn但實(shí)驗(yàn)測(cè)定的原子質(zhì)量mx總是小于所有核子質(zhì)量之和，這一差值稱(chēng)為原子核的質(zhì)量虧損：m=Zmp+(A-Z)mn-mX

質(zhì)子和中子組成核的過(guò)程中，有能量E釋放出來(lái)。反之，要使原子核再分解為單個(gè)的質(zhì)子和中子就必須吸收E的能量。

氘核吸收E能量后分解為質(zhì)子和中子E氘質(zhì)子中子E=(m)c2=[Zmp+(A-Z)mn-mX]c2原子核的結(jié)合能愛(ài)因斯坦原子結(jié)合能的計(jì)算一原子質(zhì)量單位具有能量質(zhì)子質(zhì)量中子質(zhì)量核子平均結(jié)合能原子核的結(jié)合能例：核子平均結(jié)合能原子核的結(jié)合能表20-3原子核的結(jié)合能核子的比結(jié)合能(MeV)原子核的結(jié)合能E(MeV)核核子的比結(jié)合能(MeV)原子核的結(jié)能E(MeV)核原子核的結(jié)合能核子的比結(jié)合能越大，原子核就愈穩(wěn)定。原子核的結(jié)合能非常大，所以一般原子核都是非常穩(wěn)定的系統(tǒng)。然而，不同原子核的穩(wěn)定程度不同。每個(gè)核子的平均結(jié)合能稱(chēng)為比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能a.中等質(zhì)量原子核的核子平均結(jié)合能較大8.79MeV8.47MeV8.75MeVb.輕核和重核的核子平均結(jié)合能都較小2.83MeV7.5MeV7.56MeV原子核的結(jié)合能a.最輕和最重的核的比結(jié)合能較小。b.大多數(shù)中等質(zhì)量的核，比結(jié)合能較大且近似相等(都在8MeV左右)。這說(shuō)明中等質(zhì)量的核最穩(wěn)定。原子核的結(jié)合能第二種方法是輕核聚變。因此，要利用原子核的結(jié)合能，必須從自然界中存在的原子核來(lái)考慮。方法有二：第一種方法是重核裂變；要利用核能，理論上是把自由狀態(tài)的Z個(gè)質(zhì)子和(A-Z)中子結(jié)合起來(lái)組成中等質(zhì)量的核，這樣放出的結(jié)合能最多。但實(shí)際上，用質(zhì)子和中子直接組成中等核是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)樽杂芍凶硬灰椎玫剑幢愕玫搅艘恍?，自由中子的半衰期也較短。原子核的結(jié)合能2.重核的裂變裂變?cè)訌棻炎儺a(chǎn)物百分?jǐn)?shù)裂變的產(chǎn)物分布曲線(xiàn)重核的裂變質(zhì)量較大的原子核（重核）在一定條件上分裂為兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核。裂變：重核的裂變

裂變后形成的中等質(zhì)量的核具有過(guò)多的中子，由于中子具有放射性，所以這些中等質(zhì)量的核是不穩(wěn)定的。它們通過(guò)一系列的衰變，放射性的中等質(zhì)量的核才轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定核。用能量為1eV以下的慢中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核會(huì)分裂為兩個(gè)質(zhì)量相近的中等質(zhì)量的核，同時(shí)放出一至三個(gè)快速中子。這種重核分裂為中等質(zhì)量核的過(guò)程稱(chēng)為重核的裂變。重核的裂變重核的裂變

受控?zé)岷朔磻?yīng)：如果在受控條件下，每次裂變平均只有一個(gè)中子引起新的裂變，維持穩(wěn)定的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這就是核反應(yīng)堆中的情況。

原子彈：鈾核裂變時(shí)放出巨大的能量，同時(shí)能放出多于二個(gè)中子，若分裂時(shí)放出的中子全部被別的鈾核吸收，又引起新的裂變，這樣，裂變的數(shù)目將按指數(shù)規(guī)律增大，結(jié)果形成一發(fā)散的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這就是原子彈中發(fā)生的情況。重核的裂變?cè)訌棧豪免櫋㈩性雍说淖猿趾肆炎冩準(zhǔn)椒磻?yīng)原理制成的武器自持核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：不需外界干預(yù)，自身可持續(xù)進(jìn)行的核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。重核的裂變重核的裂變?cè)訌棻_擊波光輻射核電磁脈沖重核的裂變?cè)缙诤溯椛浞派湫哉慈?.氫核的聚變氫彈爆炸托克馬克裝置兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核（輕核）在一定條件上聚合為質(zhì)量較大的原子核。聚變：3.氫核的聚變上述反應(yīng)都需要超高溫條件，稱(chēng)為熱核反應(yīng)。從上式可知，電勢(shì)能隨著原子序數(shù)的增大而增大，對(duì)原子序數(shù)大的重核，電勢(shì)能大而不易被克服；僅對(duì)于原子序數(shù)小的輕核才能發(fā)生核聚變。兩個(gè)原子核互相接近產(chǎn)生聚變反應(yīng)時(shí)，由于原子核間存在很大的庫(kù)侖斥力，原子核碰撞動(dòng)能必須克服兩原子核間的電勢(shì)能。氫核的聚變最重要的聚變過(guò)程之一是碳氮循環(huán)，其循環(huán)結(jié)果是把四個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)氮核：這個(gè)過(guò)程中釋放的能量約為26.7MeV氫核的聚變氫彈：利用氘、氚（氫的同位素）等輕原子核的聚變反應(yīng)原理制成的核武器通常稱(chēng)為氫彈。氫彈反應(yīng)式氫彈結(jié)構(gòu)示意圖氫核的聚變§20-3原子核的放射性衰變

1.放射性衰變

如：重原子核的裂變和輕原子核的聚變都是在一定條件下完成的。事實(shí)上絕大多數(shù)原子核的同位素不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)地衰變?yōu)榱硪环N同位素，同時(shí)放射出各種射線(xiàn)。（1）衰變：自發(fā)放出氦核。居里居里夫人RU(r)庫(kù)侖勢(shì)核勢(shì)粒子受到的勢(shì)壘原子核的放射性衰變-衰變：衰變：電子俘獲：放出電子、反中微子放出正電子、中微子一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，放出中微子?）原子核的放射性衰變0MeV2.50MeV1.33MeV（3）衰變：處于激發(fā)態(tài)的原子核不穩(wěn)定，要向低能態(tài)躍遷，放出光子。當(dāng)原子核發(fā)生衰變時(shí)，往往衰變到另一原子核的激發(fā)態(tài)。原子核的放射性衰變2.放射性衰變定律

(2)半衰期T1/2：(1)原子核的衰變服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律：

設(shè)在t

t+dt時(shí)間內(nèi)有dN個(gè)原子核發(fā)生衰變，dN與當(dāng)時(shí)存在的原子核數(shù)N成正比，與時(shí)間dt成正比。-dN=Ndt(負(fù)號(hào)表示原子核數(shù)目在減小)N=N0e

(N0為t=0時(shí)刻原子核的數(shù)目）表20-4幾種放射性同位素的半衰期半衰期衰變同位素半衰期衰變同位素原子核的放射性衰變規(guī)律N/N0t1.00.50.25T2T放射性原子核的指數(shù)衰變規(guī)律原子核的放射性衰變規(guī)律3.放射性強(qiáng)度第一種定義：

1克在1s內(nèi)的放射性核衰變次數(shù)為次，為紀(jì)念居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳，就定義某一物質(zhì)每秒有次核衰變時(shí)，就定義該物質(zhì)的放性強(qiáng)度為1居里(Ci)。(2)第二種定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)衰變一個(gè)核的放射性強(qiáng)度為1貝克勒爾(Bq)。§20-4粒子物理簡(jiǎn)介例如：質(zhì)子、中子、電子和它們的反粒子及子、介子、K介子等。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了400多種基本粒子(包括共振態(tài)粒子)?；玖Ｗ樱簶?gòu)成物質(zhì)世界的基本單元。1.反粒子和奇異粒子（1）反粒子正粒子和反粒子有相同的質(zhì)量、自旋、壽命，電荷等值反號(hào)，磁矩方向相反。從理論上說(shuō)，還應(yīng)該有這些反粒子組成的反原子核、反原子、反物質(zhì)、反星體等。1932年安德遜在宇宙射線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)了正電子,從1955年起陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子、反中子、反介子、反超子。

反粒子和奇異粒子質(zhì)子和反質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生湮沒(méi)0光子兩個(gè)空位空位自由電子的能量區(qū)域電子偶的產(chǎn)生和湮沒(méi)反粒子和奇異粒子（2）奇異粒子

在二十世紀(jì)50年代又在宇宙射線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)了與基本粒子不同的具有以下奇怪性質(zhì)的奇異粒子。（如：K介子、超子、超子、超子和超子）b.奇異粒子總是成對(duì)地產(chǎn)生。a.奇異粒子產(chǎn)生過(guò)程非?？欤プ冞^(guò)程卻又非常慢。反粒子和奇異粒子我們用質(zhì)量、電荷、自旋、磁矩等性質(zhì)表示基本粒子，又加入了“奇異數(shù)”這個(gè)量子數(shù)，來(lái)反映基本粒子的奇異現(xiàn)象。對(duì)于非奇異粒子，奇異數(shù)為零；對(duì)于奇異粒子，奇異數(shù)不為零。反粒子和奇異粒子（1）重子類(lèi)

這類(lèi)粒子質(zhì)量較大，包括核子和超子（因質(zhì)量超過(guò)核子，故稱(chēng)為超子）。（2）輕子類(lèi)

這類(lèi)粒子質(zhì)量較小，包括電子、介子、介子及其相應(yīng)的中微子。（3）介子類(lèi)

質(zhì)量介于重子和輕子之間的粒子稱(chēng)為介子。包括K介子、介子、介子。（4）光子類(lèi)

只有光子一種，其靜止質(zhì)量為零。2.基本粒子的分類(lèi)

按質(zhì)量分為四類(lèi)：

自旋是的半整數(shù)倍的基本粒子稱(chēng)為費(fèi)米子。包括重子和輕子。輕子、核子的自旋為1/2，超子的自旋為1/2、3/2。（1）玻色子（2）費(fèi)米子自旋是的整數(shù)倍的基本粒子稱(chēng)為玻色子。包括光子類(lèi)和介子類(lèi)。光子的自旋為1，介子的自旋為0。按自旋分為兩類(lèi)：基本粒子的分類(lèi)

由于介子和重子參加強(qiáng)相互作用又統(tǒng)稱(chēng)為強(qiáng)子。1974年丁肇中等發(fā)現(xiàn)了J/粒子，J/粒子也是一種介子。

丁肇中基本粒子的分類(lèi)3.基本粒子的相互作用宇宙間的一切物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以下四種。（1）強(qiáng)相互作用

強(qiáng)相互作用是一種原子核結(jié)合在一起的力，它的作用范圍為m以下，故稱(chēng)短程力；作用時(shí)間極短，約為s,這種相互作用強(qiáng)度大，比電磁作用強(qiáng)得多，故稱(chēng)強(qiáng)作用。強(qiáng)相互作用只存在于重子和介子之間。（2）弱相互作用

弱相互作用范圍在10-17m以下，通常也稱(chēng)短程力。弱相互作用的強(qiáng)度比強(qiáng)相互作用弱得多，作用時(shí)間慢得多。參與弱相互作用的粒子：一切強(qiáng)子和輕子?；玖Ｗ拥南嗷プ饔酶窭夭袼_拉姆（3）電磁相互作用

一切具有電荷或磁矩的全部粒子包括強(qiáng)子和輕子都參與電磁相互作用。電磁相互作用通過(guò)電磁場(chǎng)交換光子來(lái)實(shí)現(xiàn)。一些基本粒子通過(guò)電磁相互作用發(fā)生衰變。電磁相互作用的強(qiáng)度比強(qiáng)相互作用弱，電磁力的大小與物體間距離的平方成反比?；玖Ｗ拥南嗷プ饔?/p>

（4）萬(wàn)有引力相互作用

所有粒子都參與萬(wàn)有引力相互作用，其強(qiáng)度比弱作用還小，與物體間距離的平方成反比。傳遞引力的粒子稱(chēng)為引力子。基本粒子的相互作用表20-5四種相互作用的比較天體之間衰變?cè)咏Y(jié)合核力舉例引力子中間玻色子光子介子傳遞子一切物體強(qiáng)