¿Por qué los electrones no experimentan la fuerza nuclear fuerte?
La fuerza nuclear fuerte se produce solo entre los nucleones, es decir, entre los neutrones y los protones. No existe una fuerza nuclear fuerte entre los electrones y los nucleones.
En átomos pesados, el tamaño del núcleo es de aproximadamente 7 Fermi y los electrones de la capa K tienen cierta superposición con el núcleo. Sin embargo, los electrones solo experimentan la fuerza de Coulomb entre el electrón y el núcleo.
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¿Por que es esto entonces?
Porque existe una fuerte fuerza de atracción nuclear solo entre pares de nucleones y no entre ningún otro par de partículas cargadas.
La mayoría de nosotros en Quora estamos familiarizados con los experimentos de Rutherford de dispersión de partículas alfa por una delgada lámina de oro.
Para explicar sus experimentos, la única fuerza que Rutherford usó entre las partículas alfa y el núcleo fue la fuerza de Coulomb entre los dos. Los cálculos coincidieron maravillosamente con los resultados experimentales.
Entonces surge la pregunta de por qué la fuerza nuclear fuerte, mucho más fuerte que la fuerza de Coulomb, no afecta en absoluto el proceso de dispersión.
La respuesta se encuentra en el corto alcance de las fuerzas nucleares. La partícula alfa está mucho más lejos del núcleo que el rango de la fuerza del núcleo.
Sin embargo, si se usan más partículas alfa energéticas, o alternativamente se usan láminas de elementos de bajo número atómico, uno comienza a ver una desviación en la dispersión de una fuerza de Coulomb pura, es decir, la fuerza nuclear fuerte afecta la dispersión. Esto se llama dispersión anomolosa.
Pero ten en cuenta que las partículas alfa consisten en nucleones. Entonces, la única razón por la cual las fuerzas nucleares no afectan a los electrones es que no hay una fuerza nuclear fuerte entre los electrones y el núcleo. La única fuerza es la fuerza de Coulomb.