【正文】 ｕ 以ｕ做單位各種原子核的質(zhì)量都接近于整數(shù)， 這個整數(shù)稱為原子核的 質(zhì)量數(shù) Ａ，其實質(zhì)是核 內(nèi)質(zhì)子數(shù)Ｚ和中子數(shù)Ｎ之和。任何物體 所帶的電量都是ｅ的整數(shù)倍。 原子核的電荷為 ｑ＝＋Ｚｅ Ｚ是整數(shù)，稱為 原子序數(shù) 。 它們是學(xué)習(xí)原子核物理學(xué)的基礎(chǔ)。 原子核的基本性質(zhì) 把原子核作為一個整體所顯示出來的整體 靜態(tài)性質(zhì)。 重核裂變 167。 核力 167。 核模型 167。1 第十章 原子核物理概論 167。 原子核的基本性質(zhì) 167。 放射性衰變及其規(guī)律 167。 核反應(yīng) 167。 輕核聚變 2 167。 例如：原子核的 電荷、質(zhì)量、結(jié)合能、大 小、自旋、磁矩、電四極矩以及宇稱、統(tǒng) 計性 等性質(zhì)。 3 一、原子核的電荷： α粒子散射實驗證明原子核是帶正電的，帶有 一定數(shù)量的正電荷是原子核的一個重要特征。ｅ是電子的電量， 是目前能從實驗上找到的最小電量。 用 α粒子散射實驗可測定原子的Ｚ值，但比較 準確而又被廣泛應(yīng)用方法是利用莫塞萊定律。 Ａ＝Ｚ＋Ｎ 5 常用術(shù)語： 核素： 各種原子核（原子）的統(tǒng)稱。 XAZ同位素： 具有相同Ｚ、不同Ａ的核素。 同中子素： 具有相同Ｎ、不同Ｚ（Ａ）的核素。 實驗表明：大部分原子核接近于球體，習(xí)慣上 用核半徑表示其大小。 7 四、原子核的組成： 原子核可放出電子（ β衰變），自然使人們推測核是由電子和質(zhì)子組成的，但這引起許多矛盾。 u0 0 8 6 6 ?nm ?pm質(zhì)量數(shù)為Ａ、電荷數(shù)Ｚ的原子核由Ｚ個質(zhì)子和 （Ａ－Ｚ）個中子組成。 8 四、原子核的結(jié)合能： 通過對原子核質(zhì)量的測量發(fā)現(xiàn)，原子核的質(zhì)量并 不等于組成它的全部核子的靜止質(zhì)量的總和，而是比這個總和小。？？？？？？？？ 反過來，將原子核分解成自由靜止的核子時需要 提供同樣數(shù)量的能量。 9 根據(jù)結(jié)合能Ｂ的定義有計算公式 Ｂ＝（Ｚｍ ｐ ＋Ｎｍ ｎ －Ｍ Ｎ ）Ｃ ２ 在核物理中，能量常以ＭｅＶ為單位 １ｕｃ ２ ＝９３１．５ＭｅＶ 原子核的結(jié)合能與核內(nèi)核子數(shù)之比稱 比結(jié)合能 ε ＝Ｂ／Ａ 物理意義： 核子結(jié)合成原子核時平均每個核子 所提供的結(jié)合能，或由該核中取出一個核子平 均所需要的能量。 比結(jié)合能特點是 兩頭小，中間大 。核能利用的工作原理。核內(nèi) 所有核子的自旋角動量和軌道角動量之和定義為 核自旋 。 11 ２、奇－奇核（ Z、 N均為奇數(shù)）， I為整數(shù) １、偶－偶核（ Z、 N均為偶數(shù)） ，Ｉ為零 ３、奇 A核（偶 Z、奇 N或相反）， I為半整數(shù) 核自旋在特定方向（ z方向）投影為 個值共 12。 , 其最大值為常用 表示原子核的核磁矩。μ２、核磁矩： 13 核磁矩有正有負。 實驗測量： 質(zhì)子磁矩 μp=, 而中子 μn=－ ， 而根據(jù)理論，質(zhì)子磁矩應(yīng)和電子的磁矩數(shù)值相等 方向相反，中子不帶電，磁矩應(yīng)為零，故上述磁 矩稱作 反常磁矩 。 14 Na原子光譜的超精細結(jié)構(gòu) 由于原子核磁矩對 Na原子外層電子總磁矩的作用使鈉雙線又超精細地一分裂為二 3P 3S 32P3/2 32P1/2 32S1/2 32P3/2 32P1/2 F=2 F=1 INa=3/2 核磁矩對原子能級的影響： ３Ｐ能級也分裂，但分裂的很小，忽略。 15 五、核自旋的電四極矩 原子核的電偶極矩等于零，但電四極矩不為零。 電四極矩為 )(52 22 acZQ ??Q=0 Q0 Q0 z z z c a c a c a 16 六、原子核的統(tǒng)計性 統(tǒng)計性是指原子核是費米子還是玻色子。 本質(zhì)區(qū)別在于一個量子態(tài)可以存在幾個粒子。 實驗發(fā)現(xiàn)： 質(zhì)量數(shù)為偶數(shù)的原子核為玻色子， 質(zhì)量數(shù)為奇數(shù)的原子核為費米子 ，它們遵從不 同的統(tǒng)計規(guī)律。 用數(shù)學(xué)公式表示為描述體系的波函數(shù)在做反演 變換后是否發(fā)生變化。 原子核的宇稱決定于組成它的各個核子的角動量 量子數(shù)的和。 宇稱守恒 ：一個孤立系統(tǒng)的宇稱保持不變。 核力 1. 核力的一般性質(zhì) 2. 核力的介子理論 19 1. 核力的一般性質(zhì) 原子核由核子構(gòu)成，雖然質(zhì)子間存在排斥力，但是原子核卻是牢固的，密度高達 1014g/cm3，這說明核子間存在一種很強的吸引力－ 核力 。如果核力像庫侖力為長程力，則核的結(jié)合能應(yīng)正比 A(A1)∝A 2 。 20 ２、飽和性 核子只與周圍的幾個核子發(fā)生作用，不與所有核子作用，具有飽和性。 ４、電荷無關(guān)性 npnnpp FFF ??５、核力是交換力 21 ８、在極短距離內(nèi)（小于 ）核力表現(xiàn)為 斥力 ６、自旋相關(guān)性 兩核子間核力與它們自旋的相對取向有關(guān)， 自旋單態(tài)和自旋三重態(tài)間的核力是不相同的。 22 2. 核力的介子理論 按照 ，物體間的相互作用是由交換動量產(chǎn)生的。 dtd pF ?e e A B e e ?x t 23 1935年，湯川秀樹提出核力是一種交換介子產(chǎn)生的力。它有三種： π０ 和 π177。湯川因此獲 1949年諾貝爾物理獎。 核模型 ２ . 液滴模型 １ . 費米氣體模型 ３ . 殼層模型 ４ . 集體模型 25 ２ . 液滴模型 核密度 ρ 為常量，核力具有飽和性，這與液體的基本性質(zhì)相似，類比使人們提出 核子是致密的不可壓縮的帶電液滴 ，稱液滴模型。 26 3. 殼層模型 實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)質(zhì)子數(shù) Z或中子數(shù) N取下列數(shù)之一時： 2， 8， 20， 28， 50， 82， 126. 原子核特別穩(wěn)定，這些數(shù)稱 幻數(shù) 。 與原子的不同： 原子核內(nèi)核子之間彼此平等，不存在相對固定的 有心場；原子核密度也很大，核子也沒有像在原 子中電子那種獨立運動的空間。集體模型包含了這三種運動形式， 成功地解釋了不少客觀事實。 (2)原子核結(jié)構(gòu)的模型現(xiàn)在仍處于研究中。 原子核的衰變 一、重點與要求 : 原子核數(shù)目隨時間減少的各種描述； 從能量的角度對各種衰變的討論。 30 一、概述 衰變的類型 : 從衰變產(chǎn)生的射線種類來分，衰變分為： 衰變是不穩(wěn)定原子核具有的一種現(xiàn)象，它是 自發(fā)進行的。 α 衰變 β 衰變 γ 衰變 31 衰變方程