Модели атомных ядер
Атомное ядро, история открытия. Силы, действующие в ядре. Ядерный ферми-газ, одночастичные состояния нейтронов и протонов. Общее понятие об энергии Ферми. Коллективное вращение ядра относительно внешней системы координат и одночастичное движение нуклонов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.05.2016 |
| Размер файла | 378,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Невращательные возбужденные состояния деформированных ядер образуются при переходе нуклонов с заполненных на незаполненные орбиты, расположенные выше уровня Ферми (последнего уровня, заполненного в основном состоянии).
Приведем пример использования обобщенной модели для описания спина и четности основных состояний легких деформированных ядер. Рассмотрим нечетные ядра, приведенные в первом столбце таблицы 6.1. Согласно одночастичной оболочечной модели со сферическим потенциалом все они должны иметь в основном состоянии спин-четность Jр = (5/2)+, так как заполняется орбита 1d5/2 (см. схему уровней на рис. 4.2). Однако, это противоречит экспериментальным данным, как видно из сравнения столбцов 4 и 5 таблицы 1.
Таблица 1
|
Спин и четность основных состояний легких деформированных ядер |
||||||
|
Ядро |
Z |
N |
Jр в основном состоянии |
|||
|
эксп. |
обол. мод. |
обобщ. мод. |
||||
|
19F |
9 |
10 |
(1/2)+ |
(5/2)+ |
(1/2)+ |
|
|
21Ne |
10 |
11 |
(3/2)+ |
(5/2)+ |
(3/2)+ |
|
|
21Na |
11 |
10 |
(3/2)+ |
(5/2)+ |
(3/2)+ |
|
|
23Na |
11 |
12 |
(3/2)+ |
(5/2)+ |
(3/2)+ |
|
|
23Mg |
12 |
11 |
(3/2)+ |
(5/2)+ |
(3/2)+ |
|
|
25Mg |
12 |
13 |
(5/2)+ |
(5/2)+ |
(5/2)+ |
|
|
25Al |
13 |
12 |
(5/2)+ |
(5/2)+ |
(5/2)+ |
Наблюдаемое несоответствие теории и эксперимента объясняется тем, что при заполнении оболочки 8 < N, Z < 20 возникает вытянутая сфероидальная деформация ядерной поверхности се д 0.1 (см. рис. 5.4). В результате спин J основного состояния ядра с нечетным A определяется значением квантового числа K орбиты деформированного потенциала, на которую попадает непарный нуклон при данной деформации. Ядро 19F имеет четное число нейтронов и нечетное число протонов (см. столбцы 2 и 3 таблицы). Нечетный непарный протон размещается на орбите [2 2 0 1/2] c Kр = (1/2)+ (см. рис. 6.4), поэтому основное состояние этого ядра согласно обобщенной модели имеет Jр = (1/2)+ (см. последний столбец таблицы). В ядрах 21Ne, 21Na, 23Na и 23Mg непарная частица (нейтрон или протон) попадает на орбиту [2 1 1 3/2], поэтому эти ядра имеют в основном состоянии Jр = (3/2)+. Наконец, ядра 25Mg и 25Al имеют по пять частиц нечетной нуклонной компоненты в оболочке 8 < N, Z < 20. Четыре из них заполняют орбиты [2 2 0 1/2] и [2 1 1 3/2], а пятая, непарная располагается на орбите [2 0 2 5/2], вследствие чего спин-четность основных состояний ядер 25Mg и 25Al равняется (5/2)+.
Мы рассмотрели простейший вариант обобщенной модели, который отличается от одночостичной оболочечной модели главным образом введением статической деформации среднего ядерного поля, приводящей к возникновению вращательных степеней свободы ядра. В более совершенных вариантах обобщенной модели учитываются также коллективные степени свободы, связанные с вибрациями ядерной поверхности около равновесной деформированной формы. Характерным примером таких вибраций может служить уровень энергии 821.19 КэВ ядра168Er (см. рис. 6.3), на котором основывается вращательная полоса Kр = 2+. Подобные состояния обнаружены почти у всех четно-четных деформированных ядер. Все они интенсивно распадаются в результате квадрупольных электромагнитных переходов на уровни основной вращательной полосы Kр = 0+ и интерпретируются как коллективные возбуждения ядра, обусловленные поперечными квадрупольными колебаниями ядерной поверхности относительно аксиально-симметричной равновесной формы. Более совершенные варианты обобщенной модели рассматривают также взаимодействие между разными вращательными полосами, вызываемое силами Кориолиса, о важности учета которого для нечетных ядер говорилось выше. Наконец, как и оболочечная модель, обобщенная модель может быть усовершенствована путем учета смешивания различных нуклонных конфигураций остаточными силами.
Список литературы
1. Айзенбуд Л., Вигнер Е., Структура ядра, пер. с англ., М., 1959;
2. Бете Г., Моррисон Ф., Элементарная теория ядра, пер. с англ., М., 1958;
3. Блан Д. Ядра, частицы, ядерные реакции.- М.: Мир, 1989.- 336 с. (Гл. 3,4).
4. Бор Н. Захват нейтрона и строение ядра // УФН. -- 1936. -- Т. 14, вып. 4, № 4. -- С. 425--435.
5. Борн М. Атомная физика: Пер. с англ.- М.: Мир, 1965.-496 с. (Гл. VII).
6. Гепперт-Майер М., Йенсен И. Г. Д., Элементарная теория ядерных оболочек, пер.с англ., М., 1958;
7. Давыдов А. С., Теория атомного ядра, М., 1958;
8. Карнаухов В.А. Горячие ядра и фазовый переход жидкость-газ в ядерном веществе//Природа.- 2000.- № 2.- С. 5-12.
9. Ландау Л. Д., Смородинский ЯДРА, Лекции по теории атомного ядра, М., 1955;
10. Мигдал А. Б., Теория конечных ферми-систем и свойства атомных ядер, М., 1965;
11. Оглоблин А.А. Экзотические атомные ядра // Природа.- 1996.- № 5.- С. 3- 13.
12. Ситенко А. Г., Тартаковски и В. К., Лекции по теории ядра, М., 1972.
13. Соловьев В. Г.. Теория атомного ядра. Ядерные модели. -- М.: Энергоиздат, 1981. -- 296с.
14. Шапиро И.С. Ядро атомное // Физика. Большой энциклопедический словарь/ Гл. ред. А.М. Прохоров.-4-е изд.-М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.- С. 922-927.
15. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика.- М.: Наука, 1980.- 728 с. (Гл. III).
16. Широков Ю.М., Юдин Н.П. ядерная физика.- М.: Наука, 1980.- 728 с. (Гл. 3).
17. Ядерная физика в интернете. Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru/ свободный (22.11.2015)
18. Научно-техническая библиотека. Национальный Томский политехнический институт. Режим доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/m/2010/m2/glava_2.7.html свободный (15.11.2015)
19. Лекция №5 профессора И.Н.Беркмана «Ядерная физика. Теории строения атомного ядра». Режим доступа: http://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L5.pdf свободный (10.11.2015)
20. Энциклопедия по машиностроению XXL. Режим доступа: http://mash-xxl.info/info/485254/ свободный (31.10.2015)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История открытий в области строения атомного ядра. Модели атома до Бора. Открытие атомного ядра. Атом Бора. Расщепление ядра. Протонно-нейтронная модель ядра. Искусственная радиоактивность. Строение и важнейшие свойства атомных ядер.
реферат [24,6 K], добавлен 08.05.2003Краткая характеристика нуклонов. Масса и энергия связи ядра. Формы радиоактивного распада. Ядерные силы и модели атомного ядра. Основные формулы теории атомного ядра. Цепные реакции деления. Термоядерные и ядерные реакции. Химические свойства изобаров.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 21.03.2014Физические основы ядерной реакции: энергия связи нуклонов и деление ядер. Высвобождение ядерной энергии. Особенности применениея энергии, выделяющейся при делении тяжёлых ядер, на атомных электростанциях, атомных ледоколах, авианосцах и подводных лодках.
презентация [1,0 M], добавлен 05.04.2015Основные принципы распределения ядер по группам и квазиоболочкам. Особенности расположения нуклонов в ядрах. Радиоактивность и деление ядер. Синтез ядерных моделей. Сравнительная характеристика предложенной модели ядра с другими ядерными моделями.
книга [3,7 M], добавлен 12.11.2011Физика атомного ядра. Структура атомных ядер. Ядерные силы. Энергия связи ядер. Дефект массы. Ядерные силы. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Измерение радиоактивности и радиационная защита.
реферат [306,3 K], добавлен 08.05.2003Характеристика методов наблюдения элементарных частиц. Понятие элементарных частиц, виды их взаимодействий. Состав атомных ядер и взаимодействие в них нуклонов. Определение, история открытия и виды радиоактивности. Простейшие и цепные ядерные реакции.
реферат [32,0 K], добавлен 12.12.2009Основы ядерной энергетики. Способы получения энергии. Способы организации реакции горения, цепные реакции. Взаимодействие нейтронов с ядерным веществом, реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов.
курсовая работа [20,6 K], добавлен 09.04.2003Внутренняя структура и компоненты ядра, специфика взаимосвязи нуклонов. Энергия связи и масса ядра, квантовые характеристики, а также электрические и магнитные моменты. Оболочечная и ротационная модель, несферичность ядер. Текучесть ядерного вещества.
контрольная работа [51,7 K], добавлен 31.01.2016Заряд, масса, размер и состав атомного ядра. Энергия связи ядер, дефект массы. Ядерные силы и радиоактивность. Плотность ядерного вещества. Понятие ядерных реакций и их основные типы. Деление и синтез ядер. Квадрупольный электрический момент ядра.
презентация [16,0 M], добавлен 14.03.2016Модели атомных ядер, в которых понятие потенциала применяется и нет. Экспериментальные факты, подтверждающие зависимость ядерных сил от расстояния, спинов, относительного орбитального момента нуклонов. Различные классификации ядерных потенциалов.
дипломная работа [133,1 K], добавлен 16.08.2011Деление тяжелых ядер. Реакция деления ядра урана-235. Развитие цепной реакции деления ядер урана. Коэффициент размножения нейтронов. Способы уменьшения потери нейтронов. Управляемая ядерная реакция. Главные условия протекания термоядерной реакции.
презентация [459,5 K], добавлен 25.05.2014Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами. Механизм протекания ядерной реакции. Коэффициент размножения нейтронов. Масса урана, отражающая оболочка и содержание примесей. Замедлители нейтронов, ускорители элементарных частиц.
доклад [18,8 K], добавлен 20.09.2011Планетарная модель атома Резерфорда. Состав и характеристика атомного ядра. Масса и энергия связи ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Взаимодействие между заряженными частицами. Большой адронный коллайдер. Положения теории физики элементарных частиц.
курсовая работа [140,4 K], добавлен 25.04.2015Нейтронная спектроскопия как уникальный метод исследования атомных ядер. Резонансный характер возбужденных состояний компаунд-ядер. Анализ спектрометра нейтронов по времени пролёта. Расчет Нейтронных сечений по формуле Брейта-Вигнера. Установка ИРЕН.
курсовая работа [6,9 M], добавлен 12.12.2013Вивчення фізичної сутності поняття атомного ядра. Енергія зв’язку і маса ядра. Електричні і магнітні моменти ядер. Квантові характеристики ядер. Оболонкова та ротаційні моделі ядер. Надтекучість ядерної речовини. Опис явищ, що протікають в атомних ядрах.
курсовая работа [50,2 K], добавлен 07.12.2014Нулевые граничные условия. Зависимость энергии низших мод от времени в задаче Ферми-Пасты-Улама. Явление возвращаемости, эволюция системы. Начальное возбуждение в виде второй моды. Распад синусоидального профиля волны на солитоны. Неоднородная А-цепочка.
контрольная работа [822,4 K], добавлен 04.01.2014Сущность цепной ядерной реакции. Распределение энергии деления ядра урана между различными продуктами деления. Виды и химический состав ядерного топлива. Массовые числа протона и нейтрона. Механизм цепной реакции деления ядер под действием нейтронов.
реферат [34,4 K], добавлен 30.01.2012Опыт Резерфорда. Исследование строения атома. Измерение дифференциального сечения. Состав атомного ядра. Методы измерения размеров ядер и распределения в них массы. Характеристики протона, нейтрона, электрона. Тензорный характер взаимодействия нуклонов.
презентация [222,2 K], добавлен 21.06.2016Эффект Холла и магнетосопротивление в модели Друде. Высокочастотная электропроводность металла. Распределение Ферми-Дирака и его применение. Сравнительный анализ статистики Максвелла-Больцмана и Ферми-Дирака. Недостатки теории свободных электронов.
курсовая работа [723,0 K], добавлен 21.10.2014Функции классического идеального газа. Распределение атомов идеального газа в пространстве квантовых состояний. Распределения Ферми и Бозе. Сверхплотный ферми-газ и гравитационное равновесие звезд. Связь квантовых и классических распределений Гиббса.
контрольная работа [729,7 K], добавлен 06.02.2016
