原子核物理课件5核力核模型

V.6核力电磁力核力但是，人类至今还没有一个模型可以完美地解释核力。11）短程性，强作用 几个fm的范围，吸引力，比电磁力强100倍以上。2）饱和性小原子核的比结合能较小，如果每个核子和其他核子有核力作用，那么，比结合能近似正比于A，总结合能正比于A2，可是大原子核的比结合能基本一样。说明每个核子只和周围几个核子有作用。4He6Li8Be12C16O20Ne579B/A(MeV)

235U56Fe8.87.51。核力的特征23）电荷无关性：质子和中子的核力相同。海森堡建议，把中子和质子当成同一种粒子即核子的两种状态，用同位旋（isospin）来表示：核子t=1/2，质子：t3=½中子：t3=-½原子核基态：3镜像核：5/2+0.51/2+3.10½-3.865/2-4.693/2-17F5/2+0.871/2+3.06½-3.855/2-4.553/2-17O4Vpp4）排斥心Vnp55）非中心力氘核：B=2.22MeV

，自旋=1，磁矩=0.85735mN

，宇称=+质子和中子的磁矩：中子有内部结构D核的自旋磁矩：所以，D核一定还有轨道磁矩，即L

0[H,L2]

062S+1LI可能的态：磁矩宇称(-1)L[H,L2]

0I=1(d核）7强相互作用：比Coulomb力大得多，100倍，短程性和饱和性:1fm，比原子核小， B~A,否则，B~A2，象液体分子。电荷无关性:pp,nn,np之间的核力相同，有非中心力成分：[H,L2]=\=0。有排斥心：极短程排斥。核力：核内核子紧密结合的力。唯象特征为：86.2Yukawa

Mesonicexchange(1935)eeg上述交换图象中的媒介传播子都是虚的：这个光子不可能被观察到，是虚的。电磁作用费曼图：eeg质壳方程9电磁作用的力程无穷大，m=0,光子，势能1/r。核力的力程2fm，预言介子，比电子质量大200倍。1947年发现了p

，p0,

质量分别为273me和264me

.汤川秀树1949年获得诺贝尔物理学奖。现在看来是错的，只是一个唯象模型。势能：10费曼图：pnp+pnpnp+pnppp0pppnp-pn11V.7核结构模型7.1液滴模型4He6Li8Be12C16O20Ne579B/A(MeV)

235UA127.2壳模型实验发现，幻数核较稳定。即Z或N为2，8，20，28，50，82，126

等幻数。双幻核尤其稳定，如。2.610.80.90.80.81204Pb206Pb208Pb

210Pb

212Pb双幻核13这种特征类似于原子的壳层结构：电子数为2，10，18，36，54，86的惰性气体。可是，理论分析发现，在任何势阱下，都不能得到幻数2，8，20，28，50，82，126

。？？？V(r)14M.G.Mayer和J.H.D.Jensen在势阱+自旋轨道耦合的联合作用下，成功解释幻数（1949年）。壳模型被成功建立起来。每一个j,可容纳2j+1个中子和质子。核子态：nlj.如：3d3/2,3d5/21151i3p2f1h3s2d1g2p1f2s1d1p1s11/2,5/2,9/213/2½3/25/27/29/211/2½3/25/27/29/2½5/23/27/23/2½5/2½3/21/21268250282082每个能级容纳2j+1个中子和2j+1质子l=0,1,2,3,4,5,6,7s,p,d,f,g,h,i,j1p3/21p1/21d5/21s1/216壳模型应用偶偶核：Ip=0+,核子配对，自旋相反抵消，无例外。

4He,12C,16O,40Ca,6430Zn,….奇偶核：Ip

由单核子的状态决定。有例外。奇奇核：单中子和单质子耦合，I=整数，但不完全准确。宇称=(-1)ln+lp,有例外。宇称=(-1)l177。3集体运动模型振动：En=(n+1/2)hw,等间距能级。180+2+0+，4+，2+120Te19单极