Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Строение и общие свойства атомных ядер

§1.6. Спин, магнитный и электрический моменты ядер

Спин ядра

Ядро, как пространственно ограниченная и связанная система взаимодействующих между собой нуклонов, во многих случаях может рассматриваться в целом как одна микрочастица. Так как нуклоны, из которых состоит ядро, обладают собственным механическим моментом, или спином, а также совершают движение относительно друг друга (орбитальное движение относительно центра инерции ядра), то и ядра должны иметь собственный механический момент (далее просто момент) или спин.

Спин ядра есть векторная сумма полных моментов  отдельных нуклонов, каждый из которых складывается из орбитального момента и спина нуклона , так что

а   .

(1.6.1)

Возможна другая схема сложения моментов отдельных нуклонов, когда сначала по отдельности суммируются векторы спинов  и векторы орбитальных моментов всех нуклонов, затем полученные два вектора складываются. Однако, поскольку ядерные силы не центральны (см. §1.9 п.7) и в ядре существует спин-орбитальное взаимодействие (см. §2.3 п.1), то по этой причине в теории ядра используют первую схему.

Естественной единицей измерения момента импульса в квантовой механике служит постоянная Планка ħ = 1,0546·10-34Дж·с, имеющая размерность момента импульса.

Вектор момента любых микрочастиц, как, впрочем, и спина ядра, обладает своеобразными свойствами.

1. Абсолютная величина вектора момента любой изолированной физической величины может принимать только дискретные значения:

||

(1.6.2)

где I – либо целое, либо полуцелое положительное число:

I = 0, 1/2, 1, 3/2, ...

(1.6.3)

Число Iназывают обычно величиной момента или квантовым числом момента. Следует особо отметить различие между модулем вектора  и  квантовым числом I, так как последнее является одним из чисел (1.6.3), используемых в формуле (1.6.2) для нахождения модуля вектора . Когда говорят: «момент 1/2», то имеют в виду именно это квантовое число в формуле (1.6.2).

В формуле (1.6.1) квантовое число lk для орбитального момента всегда целое число, lk = 0, 1, 2, … , а нуклоны (и электрон тоже) имеют квантовое число спина s = 1/2 (спин равен 1/2).

 

Глава 5. Уравнение Шредингера.

§1 Особенности волнового уравнения для микрочастицы.

Классическая физика:

md2x/dt2 = F(t)

V = dx/dt = 1/m (интеграл) (F(t)dt+C)

x = (интеграл) (Vdt + C’)

квантовая механика:

- движение расплывчатое

Ψ(x,t)

W = (интеграл от x1 до x2)|Ψ(x,t)|2dx

<x> = (интеграл от – бесконечности до + бесконечности) (Ψ*(x,t) Ψ(x,t) dx)

∆x∆Px>> ħ при условии (интеграл от – бесконечности до + бесконечности) (|Ψ(x,t)|2dx) = 1

Уравнение должно быть линейным тк должен быть справедлив принцип суперпозиции в квантовой механике.

Если мкч может находится в состоянии которое описывается функцией Ψ1 и может находится в состоянии Ψ2 то она также может находится в состоянии, описываемом

Ψ=С1 Ψ1+С2 Ψ2

C1 C2 – произвольные константы

Ψ = ∑ Сi Ψi

Аналог – белый свет и монохроматические волны. В квантовой механике складываются функции, а в классической – вероятности.

Обзор истории развития ядерной физики

Исторически Ядерная физика возникла ещё до установления факта существования ядра атомного. Возраст ядерной физики можно исчислять со времени открытия радиоактивности супружеской парой Кюри.

Открытие атомного ядра и элементарных частиц явилось результатом изучения строения вещества, достигнутым физикой в конце XIX века.

Исследования электрических явлений в жидкостях и газах, оптических спектров атомов, рентгеновских лучей, фотоэффекта показали, что вещество имеет сложную структуру. В 1897 году при исследовании катодных лучей Дж. Томсоном был открыт электрон - носитель отрицательного элементарного электрического заряда. ХХ век принес много неожиданностей в физику.

§1.6. Спин, магнитный и электрический моменты ядер

Инженерная графика

 

Сопромат