第14章原子核与放射性14.1.2质量号损与结合能质量亏损与质子和中子结合成原子核时放出的能量有关。据相对论原理,4m的质量亏损所释放的能量为AE=△mc2该能量在数值上也等于将原子核拆成质子和中子所需最小能量,称为结合能。原子核的结合能除以核子数A,称为平均结合能AE=A平均结合能反映了原子核的稳定程度,E越大,TAa112原子核越稳定。从图中可见,轻核和重核的比结合能小于中等核的比结合PH能。当比结合能小的核变成比结合能大的核时,将释放出能量。041220283050100150200240这是采用重核裂变和轻核聚变两种途径获得原子能的依据。原子核的平均结合能曲线
14.1.2 质量亏损与结合能 质量亏损与质子和中子结合成原子核时放出的能量有关。据相对论原理,Δm的质量亏 损所释放的能量为∆𝐸 = ∆𝑚𝑐 2 该能量在数值上也等于将原子核拆成质子和中子所需最小能量,称为结合能。 原子核的结合能除以核子数A,称为平均结合能 𝜀 = ∆𝐸 𝐴 平均结合能反映了原子核的稳定程度,ε越大, 原子核越稳定。 原子核的平均结合能曲线 从图中可见,轻核和重核的比结合能小于中等核的比结合 能。当比结合能小的核变成比结合能大的核时,将释放出能量。 这是采用重核裂变和轻核聚变两种途径获得原子能的依据。 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.3核的大小及核力原子核的半径与质量数A有关,可用如下经验公式表示:R= RoA/3式中R为常数,其值约等于1.2x10-15m。若把原子核看作球形,其平均核密度p为:MM3uMAup=444V4元RSTA3SnRiA元RA将u及R的数值代入上式得:p~1017kg·m-3,可见原子核密度非常高
14.1.3 核的大小及核力 原子核的半径R与质量数A有关,可用如下经验公式表示: 式中R0为常数,其值约等于1.210-15m。 1 3 R = R0A 若把原子核看作球形,其平均核密度为: 将u及R0的数值代入上式得:1017 kgm -3,可见原子核密度非常高。 3 0 3 0 3 0 3 4 3u 3 4 u 3 4 3 4 R R A A R A M R M V M = = = = 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.3核的大小及核力核子间存在作用力。除万有引力外,质子间存在电磁斥力,核子仍紧密结合在一起形成原子核,所以核子间肯定存在一种更强的作用力,这就是核力。研究发现,核力属于强相互作用类型,比库仑力约大100倍。核力是一种短程力。核力与电荷无关,质子之间,中子之间,质子与中子之间的核力是相同的。当核子间距离很小时,核力表现为力,使核子间不能无限接近
14.1.3 核的大小及核力 核子间存在作用力。除万有引力外,质子间存在电磁斥力,核子仍紧密结合在一起形成原子核, 所以核子间肯定存在一种更强的作用力,这就是核力。研究发现,核力属于强相互作用类型,比库 仑力约大100倍。核力是一种短程力。核力与电荷无关,质子之间,中子之间,质子与中子之间的核 力是相同的。当核子间距离很小时,核力表现为斥力,使核子间不能无限接近。 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.4原子核的能级、自旋、磁矩及宇称由于核子间的相互作用,主要包括强相互作用(核力)及电磁相互作用,原子核具有一定的能量。原子核所处的各种能量状态,称为原子核的能级。原子核具有的角动量习惯上称为核自旋:P=VI(I+1)h(式中1为核自旋量子数)奇/偶核,1为半整数;偶偶核,「为零;奇奇核,「为整数。在空间z轴方向上的投影:Pl=m,h(m,是核自旋磁量子数)
14.1.4 原子核的能级、自旋、磁矩及宇称 由于核子间的相互作用,主要包括强相互作用(核力)及电磁相互作用,原子核具有 一定的能量。原子核所处的各种能量状态,称为原子核的能级。 原子核具有的角动量习惯上称为核自旋: 奇/偶核,I 为半整数;偶偶核,I 为零;奇奇核,I 为整数。 PI = I(I +1) (式中I 为核自旋量子数) pIz = mI (m 在空间z 轴方向上的投影: I 是核自旋磁量子数) 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.4原子核的能级、自旋、磁矩及宇称原子核的磁矩e_Pμ1=8 2mp(式中g为原子核的g因子)在z轴方向上的投影:eC:-Pl.= g 2mp-m,h=gmiunμ1: = g 2mp(式中μ称为核磁子)宇称宇称是表征微观粒子运动特性的一个物理量。通常用波函数在空间坐标反演下的变换性质来表示。偶宇称当(r)=+y(r)时,称粒子的运动状态具有偶宇称(或称其宇称为正);奇宇称当(r)=-(r)时,称粒子的运动状态具有奇宇称(或称其宇称为负)
14.1.4 原子核的能级、自旋、磁矩及宇称 原子核的磁矩 I I m e g P 2 p = N 2 p 2 p I z I z mI g mI m e P g m e = g = = (式中g为原子核的g因子) 在z 轴方向上的投影: (式中μN称为核磁子) 宇称 宇称是表征微观粒子运动特性的一个物理量。 通常用波函数在空间坐标反演下的变换性质来表示。 偶宇称 当(r) = +(r)时,称粒子的运动状态具有偶宇称(或称其宇称为正); 奇宇称 当(r) = −(r)时,称粒子的运动状态具有奇宇称(或称其宇称为负)。 第14章 原子核与放射性