原子核物理第八章核结构模型.pdf

原子核物理学 主讲：龚学余 尹陈艳 开课单位：核科学技术学院 适用教材：原子核物理（修订版） 2010-9-2 第八章 核结构模型 8.1 幻数存在的实验根据 8.2 原子核的壳模型 8.3 壳模型的应用 8.4 集体模型的概念 8.5 转动能级和振动能级 8.6 变形核的基态性质 返回主目录 第八章 核结构模型 核物理主线：核的性质、结构 π 核衰变→研究核的性质（如基态、激发态的I ） 原子核结构是原子核物理学的一个基本问题，它是物 质结构的一个重要层次。对原子核的深入认识，从根本上 加深对自然界的了解，有助于最终揭示物质结构的奥秘； 同时也为核能的开发、核技术的应用奠定了理论基础。 目前，人们对物质结构的认识还不够清楚，理论不成 熟，主要原因是： a、对核力没有了解清楚； b、用量子力学解决多体问题时，在数学上遇到困难。 第八章 核结构模型 因此，目前有关核结构的理论大多采用半唯像的 模型理论，即在一定实验事实基础上，对核的结构作 某种假设，建立一种模型，解释核的某些性质。 核结构模型理论基本上可分为两大类。一类称为 强作用模型：把核视为一个整体，研究核的集体行 为，忽略个别核子的运动；如液滴模型。另一类称为 弱作用模型：突出研究核内个别核子的运动状态，而 不考虑它们的集体运动。如费米气体模型、壳模型。 本章主要研究两种类型：一种壳层结构模型；另 一种是集体类型。 8.1 幻数存在的实验根据 原子中： 电子数为2，10，18，36，54，86……时元 素特别稳定。 →利用量子力学方法可知电子刚好填满壳层。 原子核中： 当组成原子核的质子数或中子数为某些特殊 的数目时，原子核特别稳定。 即Z(或N)= 2 ，8 ，20 ，28 ，50 ，82 ， N=126 —“幻数”。 8.1 幻数存在的实验根据 幻数存在的实验根据： 1、核素丰度：一种核素在它所属的天然元素中 所占的原子百分数。 （1）核素丰度 地球、陨石以及其它星球的化学成分表明， 下面这些核素的丰度比邻近核素丰度高得多： 4 He , 16O , 40 Ca , 60Ni , 88Sr , 2 2 8 8 20 20 28 32 38 50 90 120 138 140 208 40 Zr50 , 50 Sn70 , 56 Ba82 , 58 Ce82 , 82Pb126 8.1 幻数存在的实验根据 （2 ）同中子素 在所有稳定核素中，当N=20 ，28 ，50 ，82 时，同中子素最多。 8.1 幻数存在的实验根据 （3 ）同位素 当质子数Z为幻数时，稳定同位素的数目 比邻近的元素多。 8O 3个稳定同位素； 20C