1. Атом ядросының құрамы, зарядтары, массасы
Ядроның квадруполдік моменті
жүктеу/скачать 3,96 Mb.
|
Ядеркаааааааааааааааааа
| 11.Ядроның квадруполдік моменті. Электрлік моментті әртүрлі әдістермен енгізуге болады. Сыртқы электростатикалық өрістегі ядроның энергиясын қарастырайық. Сыртқы өрістің мөлшері ядроның мөлшерінен әлдеқайда үлкен болсын. Бұл болжам шындыққа қиысады. Ядроға ең жақын сыртқы электр өрісі - ол атомдық электрондардың өрісі. Атомның мөлшері ядроның мөлшерінен 105 еседей үлкен. Санақ жүйесінің бас нүктесін ядроның инерция центріне орналастырып, зарядтың ядроның ішіндегі таралу тығыздығы ( ) деп алайық. Сонда ядроның радиус-векторы көлемі d кішкене бөлігінің сыртқы өрістегі потенциялық энергиясы (2.104)ал тұтас ядроның энергиясы осыдан ядроның көлемінде алынған интегралға (2.105) тең болады. Мұндағы ( ) ядроның d көлемшесі тұрған жердегі өрістің потенциалы. Интеграл өте кішкене ядроның көлемі бойынша ғана алынады. Сондықтан ( ) потенциалын координаттардың кішкене мәндерінің дәрежелеріне жіктеуге болады. мұнда . Осыны (2.105)-ке қойсақ ядроның сыртқы электр өрісімен әсерлесу энергиясы (2.106)шығады. Бұл теңдіктің оң жағындағы бірінші мүше -нүктелік ядроның электр өрісіндегі энергиясын береді. Екінші және үшінші орындарда тұрған қосындылардың әр мүшесі екі шаманың көбейтіндісінен тұрады. Олардың біреуі интегралдың алдындағы шама сыртқы электр өрісін, ал интеграл ядроны сипаттайды. Екінші орындағы қосындыны түрінде жазүға болады. Мұндағы біз құраушылары деп алған векторы диполдық момент деп аталады. Заряд ядрода үздіксіз таралмаған. Оның құрамында әрқайсысының заряды е-ге тең Z протон бар. Бірақ кванттық механикада протонның белгіленген орны жоқ. Кезкелген і-ші протон үшін оның d көлемінде болуының ықтималдылығын ғана анықтауға болады. Ол ықтималдылық тығыздығы ядроның күйінің толқындық функциясы арқылы (2.107)анықталады. Бұл жерде интеграл - ден басқа барлық -бойынша алынады. Осыдан радиус –векторы нүктедегі бір і-протон беретін зарядтың тығыздығы
ал ядродағы барлық протондар беретін зарядтың тығыздығы (2.108) болады. Осыдан диполдық моменттің Z- құраушысы үшін (2.109) (2.112)түрінде алуға болады. Бақыланатын Q квадруполдық моментпен қатар, ядроның ішкі симметрия өсіне қатысты анықталған, оның ішкі квадруполдық Q0 моментін қарастырады. Ядроның симметриялық қасиетін анықтайтын жалғыз шама-оның спині. Кванттық механикалық есептеулер бақыланатын Q квадруполдық момент пен меншікті (ішкі) квадруполдық момент арасында (2.113)тәуелдігі барын көрсетеді. Мұндағы К-толық спиннің ядроның симметрия өсіне проекциясы немесе ядроның негізгі күйінің спині. Ядроның толық спинін (2.114) түрінде жазуға болады. Мұндағы -ядроның айналу моменті. (2.113)-тен мынадай қорытындылар шығады: 1.Бақыланатын Q квадруполдық момент әрқашан меншікті Q0 квадруполдық моменттен кіші. 2.Егер болса, Q мен Q0-дің таңбалары қарама қарсы. 3.Негізгі күйдегі ядролар үшін (2.115) ядроның спині , немесе болса, Q0-қандай екеніне тәуелсіз бақылынатын квадруполдық момент Q нөлге тең. 4.Жұп-жұп ядролардың қозған айналу күйлері үшін . (2.116) Квадруполдық момент ядроның пішінімен тығыз байланысты, оның сфералық түрден ауытқұ дәрежесін сипаттайды. Сферадан кейінгі ең қарапайым дене айналу эллипсоиды. Симметриялық өс бағытындағы жарты өсі а, оған перпендикуляр бағыттағы жарты өсі b біркелкі зарядталған эллипсоиды үшін квадруполдық момент (2.117).мұндағы . Пішіні сферадан өзгеше ядроларды деформацияланған ядролар деп атайды. Олардың деформациялану дәрежесін деформация көрсеткіші -мен сипаттайды. (2.118).Мұндағы , ядроның орташашаршы радиусы. Бұл көрсеткіш арқылы квадруполдық момент (2.119)Я дроның бақыланатын Q квадруполдық моментін анықтау үшін магнит моментін анықтаған сияқты, атомдық спектрлердің нәзік түзілісін пайдалануға болады. Атомның электрондық қабығының электр өрісі мен ішкі квадруполдық моменті ядролардың әсерлесу энергиясы (2.120) Бұл энергия атомның энергиялық денгейлерін өзгертеді, ол өз ретінде оптикалық сызықтардың аса нәзік түзілісін туғызады. Осы әдіспен, мысалы, дейтронның квадруполдық моменті анықталды. Ол 0,282 фм2 тең. Бақыланатын квадруполдық моментті радиорезонанстық әдістермен де а нықтауға болады. Ядроның ішкі квадруполдық моментін (Q0) анықтау үшін Кулондық қоздыру мен Мессбауэр эффектін пайдаланады. Ядролардың тәжірибелерден алынған квадруполдық моменттерінің орташа мәндерінің олардың құрамындағы протондардың (немесе нейтрондардың) санына тәуелділігі 2.23-суретте берілген. Одан сфералық емес ядролардың ішкі квадруполдық моменттерінің протонның (нейтронның) санына тәуелді өсетіні байқалады. Және киелі 2,8,20 (28),50,82 және 126 сандардың ерекше мәні тағы да көрінеді. Бұл сандар үшін ядроның квадруполдық моменті нөл. Және бұл нүктелерде график Z(A-Z) өсін жоғарыдан төмен қарай қыйып өтеді. жүктеу/скачать 3,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|