23核力核结构模型.ppt

一、核力的主要性质 核力是短程力，只在10-15m数量级的范围内发生作用。 核力是一种强相互作用,核力的强度比库仑力大一百倍 §10.4 核力 核力：核子之间的相互作用力。 强 电磁 弱 万有 引力 相对 强度 1 10-2 10-13 10-38 力程(m) 10-15 ? 10-17 ? 场量子 介子 光子 W?、 Z0 引力 子p 核力近似地与电荷无关 例如： 质子之间的排斥势： 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。 二、核力的介子理论简介 1935年，汤川秀树提出了核力的介子理论： 1947年，鲍威尔在宇宙射线中发现了介子，称为? 介子，有?+ 、?- 、? 0三种，质量分别为： 核力是一种交换力，核子之间通过交换某种媒介粒子而发生相互作用。 汤川还估计这种媒介粒子的质量约为电子静止质量的200倍，介于质子和电子之间，故称为介子。 不同核子的相互作用通过发射或吸收??介子而产生，相当于两核子之间的位置发生交换，核力为交换力。 同类核子的相互作用通过发射或吸收?0介子而产生，此时核子的电荷不改号，位置不交换，此时核子可以是交换力，也可以是非交换力。 1949年，汤川由于这个贡献获得诺贝尔奖。 一、液滴模型 将原子核比作一个密度极大的、不可压缩的核液滴，而将核子比作液滴中的分子。 ?核力是饱和力，即 原子核中的每个核子只与其邻近的几个核子有相互作用。 §10.5 原子核结构模型 2. 成就: ?原子核的密度几乎是一个常数，故 原子核具有不可压缩性 1. 实验依据: ?解释核裂变 ?导出原子质量的半经验公式 体积能 表面能 库仑能 3.原子质量的半经验公式 M0=ZMH+(A-Z)mn：组成原子核的各核子质量的总和 M：中性原子的质量 E：原子核的结合能 “-”表示结合能是放出的能量 “+”表示结合能要减小一些 对称能 奇偶能 偶偶核 奇A核 奇奇核 二、壳层模型 1949年，迈耶尔、简森提出：原子核内的核子也是按壳层分布的。 ?幻数的存在。原子核中，存在某些特殊的数目，当质子数或中子数为2、8、20、28、50、82和中子数为126时，原子核特别稳定，这些数叫做幻数。 1.实验依据 2. 基本思想 假设核中的每一个核子都在其它A－1个核子所提供的平均力场中运动，这种平均力场可近似地看作为有心力场，称为自洽场。 ?原子核的许多性质呈周期性的变化 3. 核子能级图 原子核中的每个核子的状态用量子数n、l、m、ml来描写，能量由n、l描写，且l =0、1、2、3…的状态仍用字母s、p、d、f…表示，所不同的是字母前面标的是n -l 。 每个能态的核子分布遵从泡利原理，能填充的最大质子（中子)为2(2l+1)。 迈耶尔和简森又提出：由于核子存在自旋，必定会产生自旋－轨道的耦合作用，成功地解释了幻数的存在。