§76 级联γ 辐射的角关联（略）.PDF

§7.6 级联γ 辐射的角关联 （略） 极化原子核发射粒子的概率会出现一定的角分布。 1 ．什么是γ -γ 角关联 原子核由激发态跃迁到基态，有时要连续地通过几次γ 跃迁，这时放出的辐射称为 级联γ 辐射。 接连地放出的两个γ 光子，若其概率与这两个γ 光子发射方向的夹角有关，即夹角 改变时，概率也变化，这种现象称为级联γ 辐射的方向角关联，或简称为γ -γ 角关联。 当原子核放出 γ 之后，接连地放射γ 的概率 W 是与γ 和γ 之间的夹角θ有关，即 W 1 2 1 2 是θ的函数，W＝W(θ) ，这种函数称为角关联函数。 由角关联理论知道，函数 W(θ)只与每一跃迁前后原子核的角动量以及γ 辐射的角 动量有关，而与它们的宇称以及跃迁的能量无关。因此，γ -γ 方向角关联的研究，通过 实验与理论的比较，可以告诉我们有关原子核能级的角动量以及跃迁极次的知识。 2 ．角关联的本质 可是对一般放射源，观察不到辐射 的各向异性。这是由于放射源中原子核 的自旋方向是杂乱的，没有一定的取向。 结果各个原子核辐射的角分布混淆在一 起，总的效果就看不出个别核发射粒子 的角分布，表现出各向同性的分布。 为了要观察到原子核辐射的角分布，原子核的自旋需要有一定的取向。方法之一是 把原子核按一定的自旋方向排列好，即把原子核极化。另一方法是不必把原子核排列 起来，而是在一堆杂乱安排的原子核中，选取自旋朝某些方向的原子核来进行观察。 如果原子核接连地放出两个粒子（例如γ 和γ ），那么，这种方法是可行的。这时可任 1 2 意选择一个方向来记录γ ，由于γ 辐射的各向异性，只有自旋有某种取向的原子核，在 1 这个方向发射γ 的概率才最大。这样，在一定的方向上测量γ ，就等于把那些自旋有某 1 1 种取向的原子核挑选出来了。这些挑选出来的原子核接连发射的γ ，当然会呈现出一定 2 的角分布。因此， γ 与γ 之间就出现了角关联。为了使挑选出来的原子核的自旋取向不 1 2 受干扰而破坏，级联跃迁中间态 B 的 寿命τ 要小于 10-11s 。 b 3 ．实验观察角关联的方法 4 ．角关联函数 下面我们来介绍理论角关联函数的表达式。 γ 和γ 级联跃迁常以 I (L )I (L )I 来表示，其中 L 和 L 表示γ 和γ 的角动量；I ， 1 2 a 1 b 2 c 1 2 1 2 a Ib 和 Ic 分别表示原子核的始态、中间态和末态的自旋。按角关联理论，这种级联跃 迁的角关联函数的一般形式为 ( ) 1 (cos ) (cosW)θ A+P θ A+P θ +⋅⋅A⋅+P(cos ) θ 2 2 4 4 2n 2n 其中 P2n(cosθ)为勒让德多项式， ⎫ (cos )P 1 θ ⎪