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

Модуль вектора момента

Все перечисленные выше свойства вектора механического момента обычно демонстрируют с помощью квазиклассической модели (рис. 1.6.1), которая находится в определенном согласии со свойствами квантовомеханического вектора момента. Вектор момента, модуль которого вычисляется с помощью (1.6.2), прецессирует относительно оси Z с некоторой угловой скоростью и может ориентироваться вдоль или против направления оси Z только таким образом, чтобы его проекция на ось Z была равна одному из значений от +Iћ до –Iћ через единицу. Этот вектор никогда не может ориентироваться точно по направлению оси Z, поскольку его модуль, как отмечено выше, не равен Iћ. Поэтому, помимо его модуля, сохраняющейся во времени величиной является только одна проекция вектора – проекция на ось Z. Полное число проекций Iz  вектора момента на рис.1.6.1 равно (2I + 1). 

3. Модуль вектора момента сложной системы, составленной из двух взаимодействующих систем с моментами  и , вычисляется из выражения

(1.6.7)

обычным образом через свои квантовые числа . Сложение векторов  и  есть сложение их проекций как алгебраических чисел. Для получения возможных проекций вектора  каждая из проекций вектора складывается с одной из соответствующих проекций вектора . Таких проекций оказывается всего (2I1 + 1)(2I2 + 1), которые будут образовывать (2Im + 1) векторов , Im = min{I1,I2}, со следующими значениями квантовых чисел:

(1.6.8)

Соотношение (1.6.8) называется правилом сложения моментов в квантовой механике.

Поскольку каждое значение проекции из (2I1 + 1)(2I2 + 1) возможных реализуется с равной вероятностью, то относительная вероятность образования состояния со спином I´ из возможного набора значений (1.6.8) составит

,

(1.6.9)

т.е. равна отношению числа возможных проекций вектора  к полному числу проекций возможных значений вектора . Величина g называется статистическим фактором или статистическим весом.

4. Любая векторная величина , характеризующая физические свойства микрочастицы, пропорциональна вектору момента:

(1.6.10)

где а – константа, полностью характеризующая вектор.

В отношении спинов различных ядер наблюдаются следующие опытные закономерности:

а) Для ядер с четными А спины всегда целые, а при нечетном А – всегда полуцелые.

б) Четно-четные ядра (А - четное) в основном состоянии имеют спин равный нулю. Этот факт дает основания считать, что одноименные нуклоны объединяются в пары (эффект спаривания, см. §1.4 п.3) с противоположно направленными спинами, так что суммарный момент импульса оказывается равным нулю.

в) Нечетно-нечетные ядра (А - четное) имеют целочисленный спин. Это указывает на то, что разноименные нуклоны объединяются в пары с одинаковым направлением спинов, создавая единичный момент (см. §1.11).

г) Ядра с нечетным А имеют полуцелый спин в пределах от 1/2 до 9/2, что свидетельствует о том, что спины и орбитальные моменты большинства нуклонов компенсируются и не участвуют в создании спина ядра

Спектры колебаний магнитного поля исследуют также косвенным способом - по модуляции галактических космических лучей. Средние характеристики неоднородностей плазмы можно извлечь из радиоастрономических наблюдений. Оба эти метода основаны на определенных модельных представлениях о межпланетной среде и в этом смысле менее надежны. Однако они дают важную информацию о параметрах солнечного ветра на различных расстояниях, в том числе вне плоскости эклиптики. Результаты косвенных измерений в определенной степени согласуются со спектрами, получаемыми из прямых измерений. Сочетание различных методов позволяет частично устранить большие трудности с интерпретацией наблюдаемых флуктуаций как пространственных или временных неоднородностей. В физическом отношении разделение на конвективные и волновые возмущения возможно лишь локально для слабых неоднородностей в линейном приближении.

Рис. 2.3.10. Энергетические спектры флуктуаций компонент магнитного поля, его модуля В и радиальной скорости по данным КА “Маринер-2” и “Маринер-4”

Крупномасштабные неоднородности. Сюда относятся: 1) магнитные сектора, и связанные с ними высокоскоростные корпускулярные потоки; 2) длительные возмущения за фронтом ударной волны после эрупций на Солнце. Помимо них существует целый ряд более слабых и/или кратковременных возмущений. Первая группа возмущений – рекуррентная, то есть квазипериодическая. Она связана с вращением неоднородной поверхности Солнца. Наибольший вклад в полную мощность колебаний дают периоды порядка нескольких суток. Между изменениями параметров u, n, Т в таких рекуррентных возмущениях имеются некоторые характерные фазовые соотношения. Как правило, на орбите Земли быстрый поток наблюдается вблизи ведущего края магнитного сектора. Такая асимметрия может быть связана как с граничными условиями на Солнце, так и с нелинейной эволюцией в межпланетной среде. На переднем краю высокоскоростных потоков возрастает плотность, температура электронного ядра, продольная температура гало. В самих высокоскоростных потоках возрастает температура протонов, анизотропия температур всех электронных составляющих, разница скоростей между ними. Уменьшается плотность, температура ядра и поток тепла.

Сведений об условиях в корональный дырах и более низких участках солнечной атмосферы под ними и вокруг них пока недостаточно для полного представления о трехмерном распределении n, u, Т, В и потока волн. Возможность подобной асимметрии в граничных условиях в настоящий момент исключить нельзя. С другой стороны, существует несколько вариантов нелинейных магнитогидродинамических моделей, в которых начальные симметричные по долготе возмущения на Солнце приобретают асимметрию в процессе дальнейшей эволюции.

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