第一章 原子核的组成.ppt

1、原子核的组成 核内的非核子自由度 原子核的同位旋,第一章 原子核的基本性质,1、电子的发现 1897年 汤姆逊 阴极射线 荷质比 e/me=1.31011 C/kg 汤姆逊冲破了“原子是不可分的”传统观念。,1.1 原子核的组成,电子的发现,1897年，汤姆孙（JJThomson）从研究阴极射线的实验中测出射线是由带负电的粒子组成的；并测定了该粒子的电荷和质量之比（即荷质比）,第一次从实验上确认了一个新的客观实体电子。,在金属板D和E上加上电压。从射线偏转的方向可以判定射线微粒是带负电的。而后再加上与电场力方向垂直的均匀磁场，调节磁场强度的大小，使带负电微粒所受到的洛伦兹（Lorentz）力与

2、电场力相平衡。由此可得到带负电微粒的速度为 其中E和B分别为所加电场和磁场强度。然后去掉电场而保持磁场不变，这时带负电微粒在洛伦兹力的作用下做圆周运动，从而可测出其运动半径R。由 可得出微粒的荷质比 其中,为微粒质量，e为它所带电荷量。只要测出电场强度E、磁场强度B和半径R，就可以求得荷质比。,电子的发现,2、原子核的发现 1909年Rutherford的学生H.Geiger和E.Marsden在用粒子轰击金箔的实验中，发现有大约八千分之一的几率被反射。 Rutherford说：“就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一样”。 Rutherford认为：正电荷和原子质量集中在原子中心R

3、10-12cm的范围内。,原子核的发现,3、质子的发现 1919年Rutherford用粒子轰击14N，发现了质子。 核反应方程： 布拉凯特通过对粒子径迹的照片分析进一步证明， 质子是由“复合核”分裂出来的，质子是原子核的组 成部分。 粒子轰击氮原子核实验实现了原子核的人工转变。,质子的发现,4、早期原子核组成的想法及其碰到的困难 A个质子、AZ个电子组成说 有关14N核的自旋和统计规律 p和e都是自旋为1/2的粒子 电子在原子核的禁锢问题 有关原子核的磁矩,1.1 原子核的组成,中子的发现 1920年Rutherford在Bakerian讲演中提出：“在某种情况下，也许由一个电子更紧密地与H

4、核结合在一起，组成一个中性的双子，这样的原子也许有很新颖的特性”。同时他指出：“要解释重元素的组成，这种原子的存在看来几乎是必需的”。 1930年Bothe完成了9Be+ 12C+ n实验，但他认为产生的中性射线是g 射线。,中子的发现,1932年Chadwick利用 9Be+ 12C+ n 实验中所产生的中子轰击14N，测量到14N的最大反冲动能为1.2MeV。并根据F.&I.Joliot-Curie夫妇轰击石蜡所测量的反冲质子的最大动能为5.7MeV及动量和能量守恒关系，估算出中性射线的质量为1.15u，并大胆预言该射线是中子。,mn = 1.008665u mp = 1.007277u,2、原子核的组成 原子核=质子+中子 原子核的表示符号：AZXN X为元素符号，A=N+Z 为核子数，N为中子数，Z为质子数。 简写为：AX Z相同N不同的核素称为同位素；N相同Z不同的核素称为同中子异核素； A相同Z不同的核素称为同量异位素。 Heisenberg认为：中子和质子是核子的两个不同状态。,1.1 原子核的组成,4、早期原子核组成的想法及其碰到的困难？ A个质子、AZ个电子组成说（留给学生） 有关14N核的自旋和统计规律 p和e都是