§4 核的基态特性之二.ppt

原子核物理概论 §4 核的基态特性之二 §4 核的基态特性之二 1.原子核自旋 1924年，在G.E.Uhlenbeck和S.A.Goudsmit提出电子自旋之前，W.Pauli就提出原子核整体应具有自旋角动量 。 1932年发现中子以后，实验发现：中子和质子都具有自旋为 。 原子核的自旋角动量为构成它的中子和质子的轨道角动量和自旋角动量的矢量和。 原子核基态自旋的规律： 偶偶（e-e）核的自旋为0 奇偶（e-o；o-e）核的自旋为半整数 奇奇（o-o）核的自旋为整数 原子的总角动量 I 称为核自旋量子数。 * n 1/2 -1.91280 1H 1/2 +2.79255 2H 1 +0.857348 4He 0 0 6Li 1 +0.82189 7Li 3/2 +3.25586 9Be 3/2 -1.1774 原子核 I μ′I（核磁子） * 14N 1 +0.40365 15N 1/2 - 0.28299 20Ne 0 0 23Na 3/2 +2.21711 39K 3/2 +0.309 40K 4 -1.291 41K 3/2 +0.215 原子核 I μ′I（核磁子） * 2.核子磁矩 电 子 质 子 Bohr磁子 核磁子 Lande因子 核子质量 * 质子和中子的电荷密度分布 * 中 子 核磁子远小于Bohr磁子，可见原子核的磁矩比电子的磁矩小很多，因此产生的超精细结构谱线也比精细结构谱线间距小很多。 注意 通常测量的结果都是磁矩在某一方向投影的最大值，并以此来衡量磁矩的大小。 * 3.原子核磁矩 核磁矩就是质子的轨道磁矩以及质子和中子的自旋磁矩的总和。 gI 因子 的数值不能通过公式计算,只能由实验测得。 * 测量原子核磁矩的重要方法之一是核磁共振 高 频 发生器 延迟电路 放大器 示波器 * 4.原子核电四极矩 r y z0 R z x θ 点电荷 偶极矩 四极矩 八极矩 * 理论和实验都证明，原子核的电偶极矩等于零。其电四极矩的定义为（量纲？单位？） 假设原子核为一均匀带电的旋转椭球，作为对称轴的半轴为c，另外二个半轴均为a，则 球形核Q=0 长椭球Q＞0 扁椭球Q＜0 * 根据电四极矩Q值的大小和符号，可以推知原子核如何偏离球形以及偏离球形的程度，所以说电四极矩描写了原子核的形状变化。 另外，实验上发现电四极矩Q值随核子数有着周期性的变化，这正是建立原子核壳模型的重要依据之一。 * 5.原子核宇称 宇称是表示描述微观粒子体系状态的波函数在空间反演变换下的奇偶性的物理量。 P? (r) = ? (- r), P2? (r) = ?2? (r), ? =??1 核子的宇称 原子核的宇称 * 宇称守恒： 孤立体系的宇称不会从偶性变为奇性或从奇性变为偶性。 弱相互作用中宇称不守恒： 1956年，李政道和杨振宁提