3-лекция Ядроның негізгі сипаттамасы
жүктеу/скачать 85 Kb.
|
1 2
Байланысты:3 Ядроның негізгі сипаттамасы
|
3-лекция Ядроның негізгі сипаттамасы Ядроның өлшемі. Ядро өлшемі – шартты түрде алынған шама. Ол кванттық-механикалық жүйе болғандықтан нақты шекарасы жоқ. Ядро өлшемдерін анықтауда ядроның жылдам нейтрондар мен электрондарға ыдырау нәтижелері нақтырақ болып табылады. Ядроның пішіні сфера тәріздес екенін барлық тәжірибелер дәлелдеді. Ядроның радиусы А массалық сан арқылы анықталады: мұнда r0 = (1,2 ÷ 1,4)·10 -15 м. Ядродағы ядролық заттың тығыздығының таралуы ρя: мұнда R0 = 1,08·10 -13·А 1/3 см – центрден ядро тығыздығы екі есе азаятын жерге дейінгі арақашықтық, ал δ ≈ 0,55·10-13 см – ядролық заттың кему жылдамдығы. Ядро спині Көптеген жағдайда ядроның өзін бір микробөлшек ретінде қарастыруы мүмкін. Ядро құралған нуклондарда өздік механикалық момент және спині болғандықтан, және де бір-бірімен салыстырғанда қозғалғандықтан (ядроның инерция центрімен смлаыстыра қарағандағы орбитальдік қозғалыс) ядрода өздік механикалық моменті (немесе жай ғана момент) және спині бар. Ядроның спині нуклондардың толық моментрерінің векторлық қосындсына тең. Ал әрбір нуклонның толық моменті орбиталь момент пен нуклон спинінің қосындысына тең: Нуклондардың моменттерінің қосындысын есептеудің басқа да жолы бар. Бірінші, барлық нукландырының спиндерінің векторлық қосындысын бөлек, орбиталь моментерінің векторлық қосындысын бөлек есептеп, екі векторды қосса, нуклондардың моменттерінің қосындысын береді. Бірақ ядролық күштер центрлік емес болғандықтан және ядрода спин-орбитальді әсерлесу болғандықтан ядро теориясында жоғары көрсетілген формула қолданылады. Кванттық механикада импульс моментінің өлшем бірлігі ретінде Планк тұрақтысы ħ = 1,0546·10-34Дж·с. Ядро спинінің негізгі қасиеттері: Ядро спинінің векторының абсолютті шамасы тек дискретті мән қабылдайды: ; мұнда I – бүтін не жартылай бүтін сан: I = 0, 1/2, 1, 3/2, ... I санын момент шамасы немесе моменттің кванттық саны деп атайды. I кванттық санын спин векторының модулін табуда қолданылатын болғандықтан, I кванттық саны мен спин векторының модулін айыра білген жөн. «1/2 моменті» дегенде кванттық сан туралы айтады. Орбиталь моментті сипаттайтын lk кванттық саны әрдайым бүтін мәнге ие, lk = 0, 1, 2, …., спин кванттық саны s = ½ (спині ½-ге тең)(нуклондар мен электрондарға) Момент векторының абсолют шамасы және оның кеңістіктегі проекцияларының бірі, көбінесе Z осіне проекциясы Iz , ғана нақты мән қабылдай алады. Iz момент проекциясы кез келген (2I+1) мәнінен бірге кем мән қабылдай алады: Iz = Iћ, (I– 1)ћ, . . . , -Iћ. Егер I – жартылай бүтін сан болса, Z осіне проекция саны жұп, ал егер I – бүтін сан болса, тақ болады. Кеңістікте таңдап алынған Z осінің бағытымен момент векторының бағыты оң не теріс деп алынады. Ix және Iy проекция шамаларының нақты мәні жоқ, олар нөлдің маңындағы орташа мән қабылдайды. Момент векторының Х және Y проекциясыларының квадраттары нөлге тең емес. Сол себепті, Iz момент проекциясы әрқашан механикалық момент векторының абсолют шамасынан кем. Ең үлкен мәні: Момент векторы Z осіне қарағанда бір бұрыштық жылдамдықпен өзгереді. Проекциясы Z осінде +Iħ-тан – Iħ аралығындағы мәнге ие болатындай момент векторы Z осінің бағытымен бағыттыас немесе қарама-қарсы бағыттала алады. Бұл вектор Z осінің бағытымен дәл бағыттала алмайды, себебі жоғарыда айтылғандай оның модулі Iħ-қа тең емес. Сондықтан, оның модулін ескермеген жағдайда, уақыт өте келе тек Z осіндегі проекциясы өзгермейді. Момент векторының Iz проекциясының толық саны (2I+1) тең. Моменттері және тең екі әсерлесетін жүйеден тұратын күрделі жүйенің момент векторының модулі өзінің квантық сандары арқылы былай өрнектеледі : Мүмкін болатын векторының проекциясының әрқайсысы вектор проекциясымен оған сәйкес вектор проекциясының қосындысына тең. Кванттық сандарының мәндері барлығы (2I1 + 1)(2I2 + 1) проекция бар – кванттық механикадығы моменттерді қосу ережесі. Спині I´ болатын күйдің пайда болуының салыстырмалы ықтималдылығы векторының проекциялар саны мен векторының проекцияларының толық санының қатынасына тең. -статистикалық фактор немесе статистикалық салмақ. Тәжірибелік заңдылықтар: а) А жұп болатын ядролардың спині әрдайым бүтін, А тақ болған жағдайда әрдайым жартылай бүтін мән қабылдайды. ә) Жұп-жұп ядролар (А - жұп) спині бүтін санға тең. б) Тақ-тақ ядролар (А - жұп) спині бүтін санға тең. в) А тақ болғанда спині ½-1/9 аралығындағы жартылай бүтін мән қабылдайды. Ядроның магниттік моменті Элементар бөлшектердің (электрон, протон, нейтрон) магниттік моменті оларда спинінің болуымен сиппатталады. Ядроның магниттік моменті - ядроны құраушы протон мен нейтрондардың спиндік магниттік моменттерінің және ядроның спині анықталған ереже бойынша анықталатын ядроның ішіндегі орбиталь қозғалысты сипаттайтын магниттік моменттердің қосындысына тең. Ядроның спині мен магниттік моменті қатынаспен байланысқан, мұнда g – гиромагниттік көбейткіш (қатынас) : Сыртқы магнит өрісімен бағыттас магнит моментінің Z осіндегі проекциясы : 5,05٠10 -27 Дж/Тл – ядролық Бор магнетоны. Бор магнетоны ядролық магниттік моменттерді өлшейтін универсал өлшем бірлігі болып табылады. Ядроның спинін және магниттік моментін тәжірибе жүзінде анықтау ядро магниттік моменті мен магнит өрісінің әсерлесуін зерттеулерде негізделген: Ядро снинін анықтаудың әдісі – ядроның магниттік моменті мен ядро орналасқан жерде атомның электрондық қабатынан туындайтын магнит өрісінің әсерлесуінің нәтижесінде пайда болған атомның спектрлік сызықтарының аса жұқа құрлымын зерттеу. Ядро магниттік моментінің электрондық қабаттың магнииттік өрісімен әсерлесу энергиясы тең. Атомның толық механикалық моменті: жүктеу/скачать 85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2