第三节:核力 2饱和性的交换力 质量数为A的原子核内有A个核子,是否所有 的核子之间都有相互作用呢?如果是这样,}核力的性 那么原子核内共有44-对相互作用, 质 核力与介 第即原子核的总结合能应正比于A2,而事实上子 七却不是这样 章 实验表明:总结合能∝a,这意味着,每一个核 榜子只与它临近的少数几个核子有相互作用,这种 原子物理学 理性质称为核力的饱和性。 概 论 首页■上一页下一页
质量数为A的原子核内有A个核子，是否所有 的核子之间都有相互作用呢？如果是这样， 那么原子核内共有 A(A −1) 对相互作用， 即原子核的总结合能应正比于A 2，而事实上 却不是这样， 2.饱和性的交换力 实验表明：总结合能∝α，这意味着，每一个核 子只与它临近的少数几个核子有相互作用，这种 性质称为核力的饱和性。 第三节:核 力 第 七 章 : 原 子 核 物 理 概 论 核力的性 质 核力与介 子 首页 上一页 下一页
第三节:核力 正因为核力具有饱和性,所以高Z核就不稳 定,因为静电斥力不具有饱和性,所以高核的 边缘粒子受核力和斥力基本相等,所以就不稳 定,据此,人们推算出人工合成核素z≤37核力的性 质 在分子的共价键中,原子间的作用力是 核力与介 种交换力,电子是它们的交换媒介,比如 第 七 章 分子的共价结构是H:H 原 子 核 两个氢原子通过交换这个电子结合在一起, 原子物理学 物由此人们设想,核子间的力是交换力,下面 概我们将看到,核子间以π介子作为交换媒介。 论 首页■上一页■下一页
正因为核力具有饱和性，所以高Z核就不稳 定，因为静电斥力不具有饱和性，所以高核的 边缘粒子受核力和斥力基本相等，所以就不稳 定，据此，人们推算出人工合成核素 Z 37 在分子的共价键中，原子间的作用力是一 种交换力，电子是它们的交换媒介，比如 H2 分子的共价结构是 H : H ---两个氢原子通过交换这个电子结合在一起， 由此人们设想，核子间的力是交换力，下面 我们将看到，核子间以π介子作为交换媒介。 第三节:核 力 第 七 章 : 原 子 核 物 理 概 论 核力的性 质 核力与介 子 首页 上一页 下一页
第三节:核力 3电荷无关性 核力的大小与产生此核力的核子是否带电 是没有关系的,比如对于它由一个质子, 两个电子组成,原子核的总结合能为 核力的性 质 E(1H)=848Me 原子核的总结合能E(HD)=848MeV核力与介 子 第!,其中不含有静电斥能,而由2个质子,一个 章中子组成,原子核的总结合能为(2He)=772Me 原 它们中间有静电斥能0.72MeV;若不存在静电 子斥能,其结合能为 核 原子物理学 物E(He)=(772+072)Me=8.44Me 理 德1,与B(B)很接近,这说明核力与电荷无关。 首页■上一页下一页
(7.72 0.72) + = MeV 核力的大小与产生此核力的核子是否带电 是没有关系的，比如对于 1 3 H 它由一个质子， 两个电子组成，原子核的总结合能为 3 1 E H MeV ( ) 8.48 = . 3.电荷无关性 H 3 1 原子核的总结合能 3 1 E H MeV ( ) 8.48 = ，其中不含有静电斥能，而由2个质子，一个 中子组成，原子核的总结合能为 3 2 E He MeV ( ) 7.72 = ，它们中间有静电斥能0.72MeV；若不存在静电 斥能，其结合能为 3 2 E He ( ) = ，与 ( ) 3 E 1H 很接近，这说明核力与电荷无关。 第三节:核 力 第 七 章 : 原 子 核 物 理 概 论 核力的性 质 核力与介 子 8.44MeV 首页 上一页 下一页
第三节:核力 4.斥力心的存在 研究表明,核力的作用范围是0<r<1m 在这个区间内,核力的性质有引力和斥力之分 核力的性 质 r<0.8时为强的斥力;0.8m<r<2m 核力与介 第 时为引力;r>2fmF>0,F,Fm=0 子 七 章 15.自旋相关性 原 子 研究表明,核力的大小与两粒子自旋的相 榜!对取向有关,自旋平行时,核力较强,反之核 原子物理学 理力较弱。 概 论 首页■上一页下一页
4．斥力心的存在 0 10 r fm 在这个区间内，核力的性质有引力和斥力之分， r 0.8 时为强的斥力； 0.8 2 fm r fm 时为引力； r fm 2 0, , 0 F F F pp np nn = 研究表明，核力的作用范围是 研究表明，核力的大小与两粒子自旋的相 对取向有关，自旋平行时，核力较强，反之核 5．自旋相关性 力较弱。 第三节:核 力 第 七 章 : 原 子 核 物 理 概 论 核力的性 质 核力与介 子 首页 上一页 下一页
第三节:核力 1电磁相互作用和光子 在经典电磁理论中,我们引入了电磁场的概 念,认为电荷间的相互作用是通过“场”来传递 核力的性 质 的,那么这种场到底是什么东西呢? 核力与介 子 七量子电动力学和量子场论告诉我们,电磁场是量 章子化的,这个“场”是由“虚光子”组成的;电 荷间的相互作用就是通过交换"虚光子”实现的, 子与此类比,1935年日本物理学家汤川秀树 原子物理学 物( Yukawa提出了核力的介子理论 理 概 论 首页■上一页下一页
在经典电磁理论中，我们引入了电磁场的概 念，认为电荷间的相互作用是通过“场”来传递 的，那么这种场到底是什么东西呢？ 量子电动力学和量子场论告诉我们，电磁场是量 子化的，这个“场”是由“虚光子”组成的；电 荷间的相互作用就是通过交换"虚光子”实现的， 与此类比，1935年,日本物理学家汤川秀树 (Yukawa)提出了核力的介子理论。 1.电磁相互作用和光子 核力的性 质 核力与介 子 第三节:核 力 第 七 章 : 原 子 核 物 理 概 论 首页 上一页 下一页