大学《原子物理学》第七章《原子核物理概论》课件

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1、第七章原子核物理§7.1原子核的基本性质一.原子核的质量和大小(一)、原子核的质量原子的质量=原子核的质量+核外电子的电子的质量-电子的结合能(可以忽略)1．原子质量单位原子核的质量通常采用的单位2．原子核的质量数3．质谱仪由此可以算出离子的质量，进而算出原子及原子核的质量。(二)、原子核的大小(三)、原子核的密度二、原子核的电荷是核外电子数，即原子序数，也称核电荷数。e=1.60217733×10-19C，三.原子核的组成--质子和中子组成氢核---质子：带一个单位正电荷核子--中子和质子四.原子核

2、的自旋和磁矩1、原子核自旋原子核的角动量称为核自旋原子核的自旋是所有核子的自旋角动量和轨道角动量的矢量和：原子核角动量量子数，称为核自旋量子数，它可以是整数，也可以是半整数。原子核角动量在空间某一选定方向的投影：也是量子化的。：核自旋磁量子数共个值。1．A为奇数的核(奇A核)，I为半整数2．Z、N都为偶数的核(偶-偶核)，3．Z、N都为奇数的核(奇-奇核)，I为整数2、原子核的磁矩电子的角动量与相应的磁矩之间的关系为：原子核也有磁矩，它与角动量的关系为：核磁子远小于玻尔磁子，可见原子核的磁矩比电子的磁

3、矩小得多，因此产生的超精细结构谱线也比精细结构谱线间距小得多。在外场方向的取向也是量子化的，它在外场方向的投影：测量原子核磁矩的重要方法之一是核磁共振。§7.2原子核力核力：核子之间的相互作用力。一、核力的基本性质1．核力是短程力，只在数量级的范围内发生作用。~：引力<：斥力>：消失2．核力是一种强相互作用核力的强度比库仑力大一百倍3．核力近似地与电荷无关4．核力是具有饱和性的交换力核力的饱和性：核子只与它最靠近的几个核子有相互作用。核力是交换力：核子之间通过交换某种媒介粒子而发生相互作用。1947年

4、，鲍威尔在宇宙射线中发现了介子，称为介子，有、、三种，质量分别为§7.3原子核放射衰变一、放射性衰变规律（一）、放射性的发现1896年，法国物理学家贝克勒尔发现：铀矿物能自发地发射穿透力很强并能使照相底版感光的不可见射线。1898年，居里夫妇又发现了钋和镭，并发现它们也能自发地放射出射线。放射性衰变：核素自发地放射出某种射线而变成另一种核素、或从激发态过渡到基态的现象。凡能发生放射性衰变的核素叫放射性核素。放射性物质放出的射线主要有三种：1．射线：即氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强。2．射线：

5、是电子流，有较大的贯穿本领和较小的电离作用，其贯穿本领大约是射线的100倍。3．射线：是光子流，即波长很短的电磁波，在电磁波谱上排在x射线之后，有最大的贯穿本领和最小的电离作用。（二）、放射性衰变的基本规律放射性衰变要遵守：电荷守恒、质量数守恒、质量和能量守恒、动量守恒。1．指数衰变规律代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率，称为衰变常数2．半衰期放射性物质的原子核的数目衰变到原来数目的一半时所经过的时间叫半衰期。3．平均寿命一个原子核在衰变前存在的时间叫做它的寿命。所有原子核寿命的平均值称为平

6、均寿命。各个原子核的寿命不同，但平均寿命却具有确定的值。二、衰变－原子核自发地放射出粒子而发生的衰变１、衰变能：原子核在衰变过程中释放的能量，用Q表示２、衰变条件３、衰变能的释放形式例：判断　　　是否发生衰变。三、衰变泡利认为：当放射性物质发生衰变时，除了放出粒子外，还要放出一个中性粒子，其静止质量几乎为0，故称为中微子。1．　衰变：能量守恒：衰变条件：2．　衰变：四、衰变原子核通过发射光子从激发态跃迁到较低能态的过程