强核力大小的是多少?就是原子核内质子与中子的结合力最好用牛顿做单位表示

Question

强核力大小的是多少?
就是原子核内质子与中子的结合力
最好用牛顿做单位表示

Answer 1

相互作用强度 是作用力性质的一个重要标志.在量子场论中一般以相互作用的耦合常数来表征作用强度.耦合常数是一个无量纲的数.
例如 电磁作用以 精细结构常数 α = e^2/(2εhc) = 0.007 表示
引力作用以 GM^2/(2hc) ≈5 * 10^(-40) 表示.其中G为万有引力常数,而M为质子质量.
四大相互作用的耦合常数分别为
引力：10^(-40)
电磁力：10^(-2)
弱相互作用：10^(-5)
强相互作用：1
但是耦合常数只能“粗糙”地表征相互作用强度.绝对的比较实际上是无法实现的.还要看具体情况是什么样的.例如 质子-质子之间的电磁力 与电子-电子之间的电磁力相同,而它们之间的万有引力却相差高达 10^6 倍.
对于你所关心的问题,我觉得可以这样进行估算：
氘(质子+中子)的结合能约 2MeV 多一点.
想象用一个恒外力 克服 核力 把 中子 拉出来,需要做功 2MeV≈3.2*10^(-19)^焦耳
核力是短程力,当中子-质子之间距离大于一定程度的数值后,核力立刻消失.
氘核的核半径约为 1.5*10^(-15) 米.核力的作用程（作用距离）一般也在这个量级.
因此不妨粗略地认为 中子拉出来的过程中,中子移动距离达到 10^(-15) 米时,核力就已经消失了.
F*S = W
F=W/S = 3.2*10^(-19)焦耳/10^(-15)米 ≈ 10^(-4) 牛顿
即粗略估算,氘核当中 质子-中子 之间的强相互作用力约 10^(-4)牛顿.
以上是对于氘进行的估算.如果对重核进行估算,那么由于重核中 质子-中子之间的结合能 约达 15 MeV,所以重核中的核力会略有所增加,在10^(-3)牛顿水平.
作为兴趣,有必要估算下 氘核当中的 质子-中子 万有引力
F = G*Mp*Mn/R^2 = 6.67*×10^-11 米^3/(千克·秒^2) * 1.67*10^(-27)千克*1.67*10^(-27)千克 /[3*10^(-15)米*3*10^(-15)米]
= 6.2 * 10^(-35) 牛顿
万有引力比 核力 小了约 10^(-31)倍.