แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (strong nuclear force) เป็นแรงยึดเหนี่ยวอนุภาคที่เล็กกว่านิวคลีออนท าให้เกิดเป็นนิ วคลีออน โดยอนุภาคที่เล็กกว่านิวคลีออน เรียกว่า ควาร์ก (quark) แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (weak nuclear force) เป็นแรงที่เกี่ยวกับการสลายของธาตุกัมมันตรังสี เกิดขึ้นในนิวเคลียสที่ สลายให้อนุภาคเบตา โดยทั่วไปนิวเคลียสจะประกอบด้วยอนุภาค 2 ชนิด คือ โปรตอน (proton) และนิวตรอน (neutron) ซึ่งจะเรียกโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียสหนึ่งว่า นิวคลีออน (nucleon) สัญลักษณ์ของนิวเคลียร์ (nuclear symbol) หรือที่เรียกว่านิวไคลด์ (nuclide) ชนิดหนึ่งของธาตุ จะใช้จ านวนโปรตอนและนิวตรอนในการระบุชนิดของนิวไคลด์ ดังต่อไปนี้ โดย Z แทน เลขอะตอม (atomic number) คือ จ านวนของโปรตอนในนิวเคลียสนั้น n แทน เลขนิวตรอน (neutron number) คือ จ านวนของนิวตรอนในนิวเคลียสนั้น A แทน เลขมวล (mass number) คือ จ านวนนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียสนั้น หรือ A = Z + n X แทน สัญลักษณ์ทางเคมี (chemical symbol) คือ สัญลักษณ์ของธาตุทางเคมี แรงนิวเคลียร์เป็นแรงที่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียส โดยเกิด ระหว่างอนุภาคที่อยู่ติดกันท าหน้าที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคต่าง ๆ ให้อยู่ รวมกันในนิวเคลียส โดยเรียกอนุภาคนี้ว่า นิวคลีออน (nucleon) ภาพ แสดงแรงนิวเคลียร์ที่กระท ากับริวคลีออนตัวใด ตัวหนึ่ง ในนิวเคลียสของอะตอม วิทยาศาสตร์กายภาพ(ฟิสิกส์) แรงในธรรมชาติ ใบความรู้ แรงอ่อน แรงเข้ม 1. อธิบายสมบัติของแรงอ่อนและแรงเข้ม 2. อธิบายการน าความรู้จากแรงอ่อนและแรงเข้มไปใช้ประโยชน์ได้ จุดประสงค์การเรียนรู้ สัญลักษณ์นิวเคลียร์ แรงในนิวเคลียร์(nuclear force) 29
1. แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม คืออะไร ตอบ............................................................................................................................................................................................... 2. แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน คืออะไร ตอบ............................................................................................................................................................................................... 3. นิวคลีออน คืออะไร ตอบ............................................................................................................................................................................................... 4. จงตอบค าถามต่อไปนี้ 4.1 แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มมีอนุภาคอะไรเป็นสื่อน าแรง ตอบ................................................................................................................................................................................. 4.2 แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนมีอนุภาคอะไรเป็นสื่อน าแรง ตอบ................................................................................................................................................................................. 5. ในนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกันได้ด้วยแรงชนิดใด ตอบ............................................................................................................................................................................................... 6. การที่นิวเคลียสของสารกัมมันตรังสีสลายให้อนุภาคบีตาแล้วเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสใหม่ที่มีความเสถียรมากขึ้น เกี่ยวข้อง กับแรงใด ตอบ............................................................................................................................................................................................... 7. อนุภาคที่เป็นองค์ประกอบของโปรตอนและนิวตรอนคืออะไร และแรงที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคเหล่านี้ไว้คืออะไร ตอบ............................................................................................................................................................................................... 8. จงบอกประโยชน์ที่ได้รับจากแรงอ่อน ตอบ............................................................................................................................................................................................... ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ค าชี้แจง ให้นักเรียนเติมค าลงในช่องว่างให้ถูกต้อง วิทยาศาสตร์กายภาพ(ฟิสิกส์) แรงในธรรมชาติ ใบงาน แรงอ่อน แรงเข้ม ชื่อ..............................................................................................................ชั้น..............................เลขที่.............................. 1. อธิบายสมบัติของแรงอ่อนและแรงเข้ม 2. อธิบายการน าความรู้จากแรงอ่อนและแรงเข้มไปใช้ประโยชน์ได้ จุดประสงค์การเรียนรู้ ตรวจสอบความเข้าใจ 30
ค าชี้แจง จงเลือกอักษร / หน้าข้อความที่ถูกต้องเลือกอักษร X หน้าข้อความที่ผิด ค าตอบ ข้อความ 1. อนุภาคที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ได้แก่ โปรตอน ลิเล็กตรอน 2. แรงที่กระท าต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในนิวเคลียสประกอบด้วย แรงดูดระหว่างประจุไฟฟ้าบวก แรงดึงดูด ระหว่างมวล และแรงนิวเคลียร์ 3. แรงที่ยึดเหนี่ยวท าให้นิวคลีออนสามารถอยู่ในนิวเคลียสได้คือ แรงนิวเคลียร์ 4. แรงนิวเคลียร์มีระยะสั้นมากๆ ระหว่างนิวคลีออนที่อยู่ติดกันต่างจากแรงโน้มถ่วงและแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ เกิดขึ้นแม้ระยะห่างไกลมากๆ 5. ธาตุ 131 53 I จะมีจ านวนโปรตอน 53 ตัว มีจ านวนนิวตรอน 77 ตัวและนิวคลีออน 131 ตัว 6. แรงที่เกี่ยวข้องกับการละลายธาตุกัมมันตรังสีที่เป็นผลมากจากแรงอ่อน 7. เมื่อเกิดการละลายให้อนุภาคบีตาของธาตุกัมมันตรังสี นิวตรอน 1 ตัว จะสลายเป็นโปรตอน อิเล็กตรอนที่ เป็นลบ (บีตา) และอนุภาคที่เป็นกลาง (อิเล็กตรอแอนตินิวทรโน) 8. ความร้อนใต้ผิวโลกเกิดจากการสลายธาตุกัมมันตรังสีที่เป็นผลมาจากแรงเข้ม 9. แรงที่ยึดเหนี่ยวควาร์กซึ่งเป็นอนุภาคที่เล็กกว่านิวคลีออน คือ แรงเข้ม 10. เมื่อเปรียบเทียบความเข้มข้นของแรงจากมากไปน้อยของแรงพื้นฐาน 4 แรงในธรรมชาติพบว่ามีการ เรียงล าดับดังนี้ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงเข้ม แรงอ่อน 11. ระยะของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วงมีระยะเป็นอนันต์ในขณะที่แรงเข้มและอ่อนมีระยะจ ากัด 12. ผลจากแรงเข้มถูกน าไปประยุกต์ใช้ในงานด้านโบราณคดีและธรณีวิทยา 31