第一节原子核的描述.ppt

第七节 衰变;第一节:原子核的描述; 原子核的基本情况---原子核的质量 由于目前人们对核力的了解还不够清楚，定量描述它还很困难，因此至今我们还无法从第一性原理导出一个核质量公式。;第七章：原子核物理概论;;3.原子核的大小和密度 ;(2)不同原子核的核物质密度(单位体积内的核质量)ρ亦大致是常量 ; 原子核的基本情况---原子核的电荷 原子核带的正电荷恰为e的整数倍，习惯上表示为Ze，; 对于同一系列的特征X射线（比如K,L系），a,b是常数，只要测得元素的特征射线的频率?，就可由上式定出Z。; 原子核的基本情况---原子核的质量 由于目前人们对核力的了解还不够清楚，定量描述它还很困难，因此至今我们还无法从第一性原理导出一个核质量公式。;式中 是电子质量， 是第n个电子的结合能。; 原子核基本情况---原子核的大小 核的半径有一个经验公式 ; 值得指出的是，根据广义相对论的预言，黑洞的判据是; 在发现中子之前，人们知道的基本粒子只有电子和质子。; 因此早在1920年，卢瑟福就推测，核内应当存在一种与质子质量大体相等，不带电的粒子。1932年查德维克发现中子后，海森伯等人马上就提出了核的质、中模型。; 在物理学中，对有一定关系的核素，有些常用的术语如下：;原子核的基本情况---核素图;第二节:核质量;根据Einstein的质能公式; 为了比较不同核素结合能的大小，我们引入平均结合能 ;3）轻核（A较小）和重核（A较大）的平均结合能都比较小，因此，轻核的聚变和重核的裂变都有能量放出，这就是通常所说的聚变和裂变的原子能，这个能量是相当大的。比如;例题 氦(42He)原子和铍(94Be)原子的质量分别是4.002 605u和9.012 183u，试计算氦核和铍核的结合能。已知1uc2=931.5MeV;第三节:核 力;1.核力 (1)核力是短程强作用力 核力只有在核子间的距离小于10-15m数量级时才显示出来，超出此限核力就急剧减小至零。当核子间距为0.8×10-15m以下时，核力表现为斥力；当间距为(0.8～2)×10-15m时，核力表现为吸引力；当间距大于10×10-15m时，核力完全消失。 (2)核力的电荷无关性 (3)核力是具有饱和性的交换力 (4)非有心力的存在 3.核力的介子理论;1.短程性的强相互作用 所谓短，是说这种力的作用距离不大于;质量数为A的原子核内有A个核子，是否所有的核子之间都有相互作用呢？如果是这样，那么原子核内共有 对相互作用，; 核力的大小与产生此核力的核子是否带电是没有关系的，比如对于 它由一个质子，;4．斥力心的存在;在发现的二千多种核素中，绝大多数都是不稳定的，它们会自发地蜕变，变为另一种核素，同时放出各种射线，这种现象称为放射性衰变。放射性核素放出的射线主要有三种： ①α射线，由氦原子核组成，它对物质的电离作用最强，但穿透物质的能力最弱； ②β射线，是高速电子流，电离作用较弱，贯穿本领较大；另外还有所谓β+衰变放出的电量为+e的正电子流； ③γ射线，是波长很短的电磁波，贯穿本领最大，电离作用最小。令射线通过磁场，则γ射线不偏转，α和β射线将向相反方向偏转。除了α、β、γ三种射线外，有的核素还放出含有质子或中子等粒子的射线。 ; 对所有的放射性元素放出的射线进行总结、归纳发现，射线分为 三种， 射线是He原 子核；;设 时，未衰变的原子核是 个，随时间的推移，衰变情况如下： ;2)半衰期; 3)平均寿命 对某种放射物来说，有些核早衰变，有些核晚衰变，即有的寿命长，有的寿命短，平均寿命定义为;可见，核的平均寿命比它的半衰期略长一点 ，它表示，未衰变核为原来核数目的37%，所经 历的时间。;A的单位是：; 定义：某放射源的放射性活度A与其质量ｍ的比，即 ;6)半衰期; ，取 １ｍｇ;比如质子半衰期 ;个水分子，而每一个;1． 放射性衰变的位移定则; 该系从; 该系从 (铀)开始经7次 ，4次 衰变成 （铅）。;第五节： 衰变;由于在许多核素表中给出的是原子质量，而不是核质量， 我们用 分别表示相应核素的原子质量，则有;在 衰变过程中，出射的 粒子具有一定的速度，亦即 粒子具有一定的初能量，而 粒子具有2个单位的正电荷，所以可用如下的方法测量它的能量; 能谱在上述实验中，感光底片上得到的并 不是一条感光线，而是一组分立的感光线。;上面我们定义的衰变能为; 式中 是出射 粒子的能量， 是子核的反冲动能, 称衰变能. 当子核到