原子核的壳层模型备课讲稿.ppt

《原子核的壳层模型备课讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原子核的壳层模型备课讲稿.ppt（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、原子核的壳层模型壳层模型壳层模型提出提出的背景的背景原子的壳层模型世界是元素周期表的基础原子的壳层模型世界是元素周期表的基础 原子的壳层模型成功解释了惰性气体的出现，原子的壳层模型成功解释了惰性气体的出现，Z=2，10，18，36，54（幻数）时，原子最稳定。（幻数）时，原子最稳定。原子核壳层模型的提出原子核壳层模型的提出：实验事实：自然界存在幻数核，当质子数实验事实：自然界存在幻数核，当质子数Z或中子数或中子数N等于等于（幻数）原子核特别稳定！（幻数）原子核特别稳定！那么，那么，原子核是否也具有壳层结构原子核是否也具有壳层结构幻数的存在得到支持幻数的存在得到支持支持幻数存在的实验事实：支持幻

2、数存在的实验事实：1：在偶数：在偶数Z（Z32）的稳定核素中，只有的稳定核素中，只有 的丰度大于的丰度大于50%，足见中子数为，足见中子数为50或或82的数特别稳定的数特别稳定2：稳定核素中，：稳定核素中，N=20，28，50和和82的同中子异荷素的同中子异荷素数目比邻近的要多。数目比邻近的要多。3：幻数核的最后一个核子的结合能要比幻数大：幻数核的最后一个核子的结合能要比幻数大1时最后时最后一个核子的结合能大的多，说明幻数核的结合紧得多。一个核子的结合能大的多，说明幻数核的结合紧得多。4：中子数为：中子数为50，82，126的原子的核的俘获的机率比的原子的核的俘获的机率比邻近核素要小得多，说明

3、幻数和不宜再结合一个中子。邻近核素要小得多，说明幻数和不宜再结合一个中子。5：幻数核的第一激发态能量约为：幻数核的第一激发态能量约为2MeV，比邻近荷素要，比邻近荷素要大得多。大得多。大量实验事实迫使人们对核的壳层模型重新做认真考虑大量实验事实迫使人们对核的壳层模型重新做认真考虑自旋自旋-轨道耦合项轨道耦合项 1949年麦耶尔和简森在势阱中加入了自旋年麦耶尔和简森在势阱中加入了自旋-轨道耦轨道耦合项，得到了合项，得到了50，82，126三个幻数，终于用壳层模型三个幻数，终于用壳层模型成功解释了全部幻数！成功解释了全部幻数！对此我们来做具体的分析对此我们来做具体的分析:自旋自旋-轨道耦合项的引入

4、，使能级发生了分裂，原来以轨道耦合项的引入，使能级发生了分裂，原来以L 表征的能级都一分为二表征的能级都一分为二(0除外除外)，分裂的能级以核子，分裂的能级以核子的总角动量数的总角动量数j表征，分裂的次序随表征，分裂的次序随l的增大而增大。的增大而增大。分裂过程中，核子所受到的自旋分裂过程中，核子所受到的自旋-轨道相互作用势可写轨道相互作用势可写为：为：其中：总角动量为：其中：总角动量为：C C可表示为：可表示为：因而附加能量可表示为：因而附加能量可表示为：进一步可得到两分裂能级的间隔为：进一步可得到两分裂能级的间隔为：根据上述公式，我们可以作如下分析：根据上述公式，我们可以作如下分析：两分裂

5、能级的间隔随两分裂能级的间隔随l增大而增大，随增大而增大，随A的增大而减小。的增大而减小。核内核子受到的自旋核内核子受到的自旋-轨道耦合是相当强，它引起的能轨道耦合是相当强，它引起的能级分裂相当大，由于很大的能级分裂，便得到了原来的级分裂相当大，由于很大的能级分裂，便得到了原来的不到的幻数。大家可以照此思路分析一下一些幻数不到的幻数。大家可以照此思路分析一下一些幻数的产生机理。的产生机理。需要说明的是：在分析两分裂能级的需要说明的是：在分析两分裂能级的间隔的过程中，我们依据的是核子在势阱间隔的过程中，我们依据的是核子在势阱中相对独立地运动。关于此，核理论家的中相对独立地运动。关于此，核理论家的分析是：任何一个核子在其他核子形成的分析是：任何一个核子在其他核子形成的平均势场中运动，由于泡利不相容原理，平均势场中运动，由于泡利不相容原理，相邻的能级均已被占满，核子一般不能进相邻的能级均已被占满，核子一般不能进行能导致状态改变的碰撞，因此，核子在行能导致状态改变的碰撞，因此，核子在核内相当自由地运动，始终保持在一个特核内相当自由地运动，始终保持在一个特定的能态上。定的能态上。