Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wykład 2 – własności jąder atomowych Elementy Fizyki Jądrowej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wykład 2 – własności jąder atomowych Elementy Fizyki Jądrowej."— Zapis prezentacji:

1 Wykład 2 – własności jąder atomowych Elementy Fizyki Jądrowej

2 deuter m d = 1875 MeV < m p + m p = 1878 MeV m 3 MeV słabo związany układ dwóch nukleonów 2 1 H - deuter 3 1 H - tryt 1 1 H - wodór

3 A EB/AEB/A [MeV] Energia wiązania Energia potencjalna układu związanego jest ujemna

4 stabilność A EB/AEB/A [MeV] rozpady, rozszczepienie fuzja najsilniej związane ( Ni, Fe)

5 liczby magiczne A EB/AEB/A [MeV] N=50 Z=50 N=82 Z=28 Z=82 N=126 Z=20 N=20 N=28 Z=8 N=8 Z=2 N=2

6 Kształt jąder naskórek neutronowy a / b < 1.17

7 Gęstość jądrowa 208 Pb (eksperyment) prawie stała gęstość dyfuzyjna granica

8 rozkład Fermiego A > 40 R – promień połówkowy a – parametr rozmycia t = (4ln3)a – grubość warstwy powierzchniowej t 2.4 fm

9 gęstość średni promień kwadratowy (rms):

10 Spin Spin – własny moment pędu własność kwantowa przybiera wartości równe wielokrotności wyrażamy w jednostkach :

11 Spin Ustawienie wektora spinu nie jest dowolne – kwantyzacja przestrzenna Liczba stanów (możliwych ustawień) wektora spinu : Np. dla s = ½ liczba stanów = 2 dla s = 1 liczba stanów = 3

12 Bozony i fermiony Bozony – cząstki o spinie całkowitym (0, 1, 2, 3,…) np. fotony, bozony W i Z Fermiony – cząstki o spinie ułamkowym (1/2, 3/2, 5/2,… np. elektrony, protony, neutrony Fermiony podlegają zakazowi Pauliego: Dwa fermiony nie mogą znajdować się w tym samym stanie kwantowym

13 Spin jądra Spin jądra jest sumą wektorową spinów poszczególnych nukleonów oraz ich momentów orbitalnych. Spiny jąder zawierających parzystą liczbę nukleonów są całkowite (równe są całkowitej wielokrotności stałej Plancka) Spiny jąder, w których liczba protonów jak i liczba neutronów jest podzielna przez dwa, tzn. obie liczby są parzyste - są równe zeru. Spiny jąder o nieparzystej liczbie nukleonów są połówkowe (równe są nieparzystej wielokrotności połowy stałej Plancka)

14 Całkowity moment pędu Całkowity moment pędu zachowany w każdym procesie jest równy sumie (wektorowej) spinów i orbitalnych momentów pędów. np. dla 2 cząstek: Przykład: rozpad Ta sama wartość A - oba spiny połówkowe lub oba całkowite. spin = ½ …więc ten spin musi być połówkowy wykluczony kwant

15 Moment magnetyczny S I masa m ładunek q częstość promieńR moment magnetyczny: moment pędu: stosunek giroskopowy

16 Momenty magnetyczne jąder p = n = magneton jądrowy momenty jąder: J = 0 = 0 J = 1, 2... > 0 J = 1/2, 3/2...różnie

17 Spiny jąder parz.parz.J = 0 niep.niep.J = 1, 2,... 7 J = 1/2, 3/2,... 9/2 parzyste nieparzyste spin: 176 Lu 200 Bi J = 7 Kompensowanie (dwójkowanie) spinów

18 Kompensowanie spinów n p n p n bo trzeba uwzględnić również orbitalny moment pędu

19 Kompensowanie spinów npp n pp n

20 Parzystość

21 hamiltonian symetryczny względem inwersji współrzędnych przestrzennych: …więc funkcja falowa będąca rozwiązaniem równania Schrödingera też będzie symetryczna

22 Parzystość Prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w danym punkcie nie zależy od układu współrzędnych… x z y …prawoskrętnego y z x …czy lewoskrętnego + lub - dwa rodzaje funkcji falowej

23 Parzystość funkcje parzyste: P = 1 funkcje nieparzyste: P = 0

24 Parzystość Jądro w modelu powłokowym to układ nieoddziałujących nukleonów poruszających się w uśrednionym polu potencjalnym. Parzystość jądra: l i – orbitalna liczba kwantowa określająca ruch orbitalny i – tego nukleonu wokół wspólnego środka masy np. ma 4 nukleony w stanie s (l = 0) i 3 w stanie p (l = 1). Parzystość jądra w stanie podstawowym =

25 Spin i parzystość ,37 MeV Spiny i parzystości stanu podstawowego i stanu wzbudzonego jądra W oddziaływaniach silnych i elektromagnetycznych parzystość jest zachowana.

26 E lektryczny moment kwadrupolowy zlokalizowany układ ładunków: qiqi szereg Taylora: moment monopolowy moment kwadrupolowy moment dipolowy

27 Multipole moment monopolowy - skalar moment dipolowy - wektor moment kwadrupolowy - tensor symetryczny

28 S ymetryczny rozk ł ad ładunku jeśli rozk ł ad ładunków jest symetryczny względem osi z: diagonalny

29 Ciągły rozkład ładunku moment kwadrupolowy względem osi symetrii: a w przypadku symetrii sferycznej Q 2 = 0 Q 2 jest miarą odstępstwa od sferyczności rozkład ciągły ładunków: - gęstość ładunku

30 Przykład elipsoida obrotowa o jednorodnej gęstości ładunku: a b ś r edni promień parametr kształtu < 0 Q 2 < 0 > 0 Q 2 > 0

31 Momenty kwadrupolowe jąder jądra o magicznej liczbie Z lub N : Q 2 = 0 (jądra sferyczne)

32 Momenty kwadrupolowe jąder w przedziale między dwiema liczbami magicznymi jądro przybiera kształt:

33 Moment kwadrupolowy deuteronu Q 2 > 0 dodatnia wartość momentu kwadrupolowego rozkład ładunku rozciągnięty wzdłuż osi pokrywającej się ze spinem jądra Największa wartość sił jądrowych, gdy spiny nukleonów równoległe do osi deuteronu. Niecentralny charakter sił jądrowych – zależą nie tylko od odległości między nukleonami, a również od wzajemnej orientacji spinów.

34 Siły jądrowe dwuciałowe przyciągające

35 Siły jądrowe silne energia wiązania na nukleon:He: energia oddz. elektrom. na nukleon: wysycone a nie: każdy nukleon oddziałuje tylko z najbliższymi sąsiadami

36 Siły jądrowe krótkozasięgowe do 2 fm Jądro 2 H - największa wartość sił jądrowych, gdy spiny nukleonów równoległe do osi deuteronu. Siły jądrowe nie są siłami centralnymi. zależne od spinu

37 Siły jądrowe niezależne ładunkowo Energie wiązania jąder zwierciadlanych są równe z dokładnością do poprawki na energie oddziaływania kulombowskiego. Oddziaływanie jądrowe każdej pary nukleonów jest jednakowe:

38 Izospin T 3 (p) = 1/2T 3 (n) = -1/2 Ładunek: Q=T 3 +1/2 Izospin nukleonu: ½ (dublet izospinowy)


Pobierz ppt "Wykład 2 – własności jąder atomowych Elementy Fizyki Jądrowej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google