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1 BEPC 储存环 第16章原子核物理和粒子物理简介 2 爱因斯坦 Einstein 第16章原子核物理和粒子物理简介 16 1原子核的基本性质16 2核力和核结构16 3原子核的结合能裂变和聚变16 4放射性衰变16 5粒子物理简介 3 16 1原子核的基本性质 一 原子核的组成 原子核由质子和中子组成 1919年 卢瑟福首先实现了原子核的人工破裂 并发现了质子 记作p 1932年 英国物理学家查德威克在实验中发现了中子 记作n 质子和中子称为核子 4 核子半径约为0 8 10 15m 质子质量 中子质量 u原子质量单位 定义碳同位素12C的质量为12u 二 原子核的电荷和质量 原子核带电量为 Ze Z为核内质子数也称为原子核的电荷数 5 质子质量 中子质量 核素各种原子核的统称 X 元素符号 A 核素的质量数 核子数 Z 核电荷数 核内质子数 例如 铝 A 27 Z 13 6 同位素 例如 同中子异位素 例如 具有相同原子序数的核素 具有相同中子数的核素 7 三 原子核的形状和大小 当质子数或中子数为2 8 20 28 50 82及中子数为126的原子核处于基态时 其电荷与质量的分布是球对称的 其他原子核具有轴对称性 呈现接近球形的旋转椭圆形 原子核的平均半径 fm 飞米 8 实验表明 原子核内物质密度不是处处相同 质子数为A的原子核 平均密度 9 四 原子核的自旋和磁矩 核自旋是核内所有核子自旋角动量和轨道角动量的矢量和 1 自旋 I原子核自旋量子数 实验证明 对不同原子核 I只可能是整数或半整数 10 1 偶 偶核的自旋量子数都等于零 2 奇 奇核的自旋量子数都等于非零整数 3 奇A核的自旋量子数都等于半整数 4 核自旋在给定方向的投影 mI为原子核的磁量子数 11 2 磁矩 原子核的总磁矩 N称为核磁子 gI称为原子核g的因子 核磁矩在给定方向投影的最大可能取值 12 2 质子的磁矩几乎是核磁子的3倍 而中子具有负磁矩 数值约为核磁子的2
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