原子核的磁矩讲稿.ppt

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1、关于原子核的磁矩第一页，讲稿共十二页哦1.1.原子核外轨道电子的磁矩原子核外轨道电子的磁矩质量质量m，电荷，电荷-q的粒子作圆周运动时，相当于的粒子作圆周运动时，相当于环形电流，环形电流，产生产生磁矩磁矩 和和角动量角动量Pl.与与 Pl 有如下关系有如下关系:1.3 1.3 原子核的磁矩原子核的磁矩第二页，讲稿共十二页哦电子轨道磁矩：电子轨道磁矩：其中：其中：gl=-1gs=-2其中：其中：电子的磁矩：电子的磁矩：电子自旋磁矩：电子自旋磁矩：玻尔磁子玻尔磁子第三页，讲稿共十二页哦2.2.核子的自旋磁矩核子的自旋磁矩由于核子为自旋为由于核子为自旋为1/21/2的的费米子费米子，因此核子也有相应

2、的，因此核子也有相应的自旋磁矩自旋磁矩。质子质子的自旋磁矩为：的自旋磁矩为：中子中子的自旋磁矩为：的自旋磁矩为：为为核磁子核磁子 如果核子也像电子是如果核子也像电子是点粒子点粒子，按，按狄拉克方程狄拉克方程可得出可得出比较实测结果：比较实测结果：第四页，讲稿共十二页哦 质子、中子质子、中子不是不是基本粒子基本粒子，而，而具有内部结构具有内部结构。中子为。中子为中性粒子，具有磁矩，说明中性粒子，具有磁矩，说明中子中子的的内部结构具有电荷内部结构具有电荷。用核子的夸克模型可得到：用核子的夸克模型可得到：核子核子反常磁矩反常磁矩的的存在存在说明：说明：第五页，讲稿共十二页哦3.3.原子核的磁矩原子核

3、的磁矩原子核的磁矩原子核的磁矩等于核内所有等于核内所有质子的轨道磁矩质子的轨道磁矩与所有与所有核核子自旋磁矩子自旋磁矩的的矢量和矢量和。其中：其中：中子不带电，其轨道磁矩为零。中子不带电，其轨道磁矩为零。第六页，讲稿共十二页哦若原子核的自旋为若原子核的自旋为核磁矩在核磁矩在 z 方向的投影为方向的投影为:磁矩磁矩是是量子化量子化的，的，则原子核的磁矩为：则原子核的磁矩为：gI 核朗德因子核朗德因子，因此包含了，因此包含了核结构核结构的信息的信息。mI 取值为取值为I,I-1,I-2,-I+1,-I。在在z方向投影方向投影有有2I+1个值个值也有也有2I+1个值个值第七页，讲稿共十二页哦 这就是

4、为什么原子光谱的这就是为什么原子光谱的超精细结构超精细结构谱线谱线的间距比的间距比精细精细结构结构谱线谱线的间距要的间距要小小很多的原因。很多的原因。mP比比me 大大1836倍倍核磁子核磁子 N只有玻尔磁只有玻尔磁子子 B的的1/1836核的磁矩比原子中的电子磁矩要小很多。核的磁矩比原子中的电子磁矩要小很多。通常所说的通常所说的核磁矩核磁矩是是 mI=I 时的取值，时的取值，也就是磁矩在也就是磁矩在z方向方向上上投影的最大值来表征磁矩的大小，投影的最大值来表征磁矩的大小，最大投影最大投影记作：记作：第八页，讲稿共十二页哦核核子子的的磁磁矩矩像像角角动动量量一一样样可可以以互互相相抵抵消消。以以氘氘核核为为例例，假假设设氘氘核核的的基基态态是是 s 态态，即即轨轨道道角角动动量量为为零零，仅仅由由质质子子和中子的自旋磁矩确定和中子的自旋磁矩确定.实验值：实验值：说明氘核的基态并不完全是说明氘核的基态并不完全是s态，态，混入了混入了d态态。(见见第四章第四章4.1)第九页，讲稿共十二页哦第十页，讲稿共十二页哦第十一页，讲稿共十二页哦感感谢谢大大家家观观看看第十二页，讲稿共十二页哦