原子内部的作用力

继卢瑟福的带正电亚原子粒子从薄金箔弹回来的实验之后，科学家们认识到带负电的电子位于原子的外部空间，而带正电的质子位于原子的中央，并且正负带电粒子之间的电磁引力十分强大。但所有的这些认识表明科学家们还没有完全理解原子的结构。

停下来，想一想：为什么科学家们对原子内部质子和电子的位置仍有疑问呢？

质子和电子为什么能保持各自独立的状态？电子为什么没有被电磁引力拉到原子核中，而始终处于原子的外部空间呢？

到现在为止，我一直都认为质子和电子之间是真空。但如果真的是真空的话，那电磁吸引力肯定会像我们所认为的那样，把电子吸入原子核中。

事实证明原子的内部空间十分神奇。实际上，原子本身就很神奇，以至于在20世纪早期，科学家开辟了被称为“量子力学”的全新科学领域来专门研究原子。由于水平有限，本书将不涉及有关量子力学的内容。

尖端的科学告诉我们：电子能够抗拒原子核强大的吸引力。也就是说，电子能感觉到带正电原子核的吸引，但却不会被吸引过去。量子力学会给我们揭示电子保持在原子外部空间的奥秘。

在致力于解决原子结构问题的同时，科学家们又面临着另一个电磁难题，即正电荷会相互排斥，而原子核就是由带正电的质子构成的。例如黄金原子的微小原子核中就包含了79个质子。这些正电微粒相互间联系如此紧密，那其中互斥的电磁作用力肯定相当大，那么又是什么让原子核中的质子结合在一起的呢？

其实，自然界中还存在着另一种作用力，叫作核力。对于原子核中的两个质子而言，这种力是电磁作用力的20倍。这就解释了为什么在电磁作用力想把质子分开的情况下，强大的核力还能把带正电的质子结合在一起。我们在下一个课节将一起研究强大的核力是如何给太阳以及其他星球提供能量的。现在，这种力也同样应用于核能发电厂和原子弹。