原子核内轨道角动量分布与核密度的进一步探讨

一.导言 原子核内的密度分布直接地或间接地与许多实验联系着。一个较可靠的核密度分布显然将有助于核模型理论的进一步发展。近来曾有不少人企图从与核内电荷直接有关的实验来确定核内分布,这些实验不外是荷电粒子被     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

高电荷态离子与原子碰撞激发

高电荷态离子与原子碰撞激发原子碰撞物理实验是在研究微观粒子的结构、能级、碰撞过程、能量输运过程的基础上发展起来的．通过粒子与原子的碰撞，使我们对原子的内部结构有更进一步的了解．例如：卢瑟福由α粒子的碰撞实验发现原子中心有一个核，从而他提出了核式原子模...     

人工元素嬗变的发现和发展

一、人工元素嬗变的思想起源1.原子核模型的确立 1909年,英国物理学家卢瑟福的助手盖革(G.Geiger)和研究生马斯顿(E.Marsden)在卢瑟福的指导下,用放射源镭C放射出的α粒子轰击金箔,有很多入射α粒子被反射,这使得卢瑟福很惊讶。因为这种α粒子大角度散射的发生,用J.J.汤姆孙提出的原子模型是不可能给出合理的解释的.为了解释这种现象,1911年卢瑟福提出有核原子模型,并被以后的实验所证实.原子有核模型的确立,使原子理论的研究进入一个新的阶段,为人工元素嬗变奠定了基础.2.人工打破原子核思想的起源 盖革和马斯顿进行α粒子的散射实验,是…     

近代物理讲座 第十一讲 粒子物理学的发展

一、粒子和粒子物理学 本世纪初物理学的发展弄清楚了原子的直径大体上是10-8cm的量级.进一步的发展中又认识到:原子核的直径是 10-12cm量级,原子核是由若干个质子和中子组成.质子、中子、电子和光子就是人们最早认识的一批基本粒子.在当时由于它们被认为可能是物质微粒结构的最小单元,因此被称为基本粒子.在这以后,凡是和这些粒子可以相互作用和相互转化并在当时的认识水平上认为是同一层次的粒子,统称为基本粒子.随着实验和理论研究的发展,显示出某些基本粒子肯定不能看作是点粒子,它们有一定的大小并有内部结构.同时还显示出来从内部结构…     

高能物理学面临的两大难题

 一、物质结构历史简述大家知道,物质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。１９１１年,卢瑟福实验证实了原子中原子核的存在并发现了质子,１９３２年查德威克的实验发现了中子．中子的发现开创了人类认识物质结构从原子核进到质子、中子这一层次．海森伯和伊凡宁柯立即提出了原子核由质子和中子组成的假说．不久,这一假说获得验证并得到了有关原子核的正确认识．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,而原子核由质子和中子通过强相互作用结合而成．这样,随着核物理的发展,人类对物质结构的认识进入到基本粒子这一层次,即认识到自然界万物是由质子、中子、电子这些基本粒子构成的．     

原子核电荷半径的Z~(1/3)律

本文仔细调查了近几年来从μ介原子X射线及电子散射实验所确定的原子核电荷分布半径。根据70多个原子核的电荷半径的实验数据分析,核电荷半径系统地偏离国际文献上所习用的A~(1/3)律,而相当好地遵守Z~(1/3)律,即 R_p=r_(op)Z~(1/3)其中r_(op)≈1.64fm。本文还讨论了同位素和同中子异荷素的核电荷半径的变化规律。此外,按照Z~(1/3)律,原子核库仑能差△的变化近似地与Z~(2/3)成比例,这与实验一致。     

核电荷等于原子序数──与张多文同志商榷

《物理》杂志1976年第2期上刊登了张多文同志的一篇文章。《原子核的电荷恰等于原子序数吗?》张多文同志从莫塞莱公式计算出的许多元素的核电荷与原子序数之间有显著偏差这一事实出发,导致了这样的结论:“原子核荷不等于原子序数,核荷只有钙元素附近不偏原子序数;比它大或比它小的核荷都不等于原子序数,核荷的变化是非整数的.”这涉及到物理学中十分根本的问题.读了以后感到此文有许多处值得商榷.由于莫塞莱定律是张多文同志计算核荷的根据,我们在这里仅就这一点谈谈自己的看法.莫塞莱公式是一个近似公式.如果忽略外层电子的作用,并近似假定…     

前景广阔的核电池

提起核电池,人们可能会把它与层层设防的核电站联系在一起,甚至还会联想到辐射、扩散等危险字眼。殊不知它正在悄悄改变着我们的生活。一、核电池的基本原理与特点原子核按其稳定性可分为稳定原子核和不稳定(或放射性)原子核两类。不稳定的原子核都会自发转变成另一种核而同时放出射线,这种变化叫放射性衰变。原子核在衰变过程中放出α射线、β射线和γ射线。α射线是α粒子流,它是带正电的氦核。β射线是高速运动的电子流。衰变时出射的粒子(射线)会放出能量,如210Po发生衰变时可放出约5.4MeV能量,这一能量基本上为出射的α粒子所带走;氚…     

粒子物理学展望

粒子物理学又称高能物理学或基本粒子物理学,它研究比原子更深层次的微观世界中物质的结构,和在很高能量下这些物质如何相互转化.它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一。 粒子物理学的发展经历了三个阶段。 一、第一阶段(1897—1937) 在这个阶段认识的基本粒子有光子、电子、质子、中微子和中子.光子是构成电磁场的基本单元,而中微子是为了保证原子核在作β衰变中能量和动量守恒的一种理论上假设存在的粒子。它们作为最小的结构基石,构成了当时人们认识的整个微观世界。 在这个阶段,理论上最大的进展是量子力学的建立。 将量子力学…     

寻找磁单极子和分数电荷(上)

1.分数电荷 量子化电荷的首次测量是1909年密立根(R.M.Millikan)所做的著名油滴实验.密立根发现,电荷的电量仅是基本电荷e=1.6×10-19℃的整数倍.在油滴实验之后的二十余年的时间里(中子发现于1932年──译者注),人们把荷电量分别是-e、+e和o的电子、质子和中子看作是自然界的基本粒子.但是,随着岁月的流逝,物理学家们发现了许多其它的基本粒子.粒子种类的杂然纷呈确实使人们感到周围世界的组成错综复杂.于是,理论家们试图寻找更小的一组真正基本的粒子,所有其它的粒子都可以由它们组成.六十年代中期,盖尔曼(Murray Gell-man)和兹韦格(Ge…     

电子散射和原子核的电荷分布

一、电子——揭开原子核秘密的 有力探针 核的大小与形状是怎样的?核内电荷又是如何分布的?…….为了得到解答,可以向核上发射一些试探粒子,观察这些粒子与原子核之间所发生的各种现象.但是,只有当试探粒子的波长与核的大小同数量级或更小一些时,才能通过散射实验探索原子核的秘密.如果入射粒子的波长比被观测的原子核的尺寸大,这个原子核看起来就好象一个点粒子,无法显示其内部的结构.比较合适的“试探”粒子主要有中子、质子和电子.其中电子被认为是最理想的探针粒子,原因是它与核的作用主要是电磁相互作用,这是人们了解得最清楚的一种力…     

今日国外物理

 1 英、澳学者创原子核形状研究新方法据澳大利亚《实验室新闻》报道,英国尼尔·罗利博士提出用相对简单的实验数据确定原子核形状的可能性,改变入射原子核的能量,测量核合成(聚变)的概率的变化.澳大利亚学者杰克·利博士在其学生简星伟协助下,用韦纳滤波器进行这一实验,发现轰击1平方毫米靶区时,只有百万分之一的入射粒子能够进行合成,大多数被散射掉,散射粒子的强度妨碍检测器的正常工作.他们采用球形氧原子核作为入射原子核,其他一系列原子核作为靶,进行了大量测量,获得十分满意的结果.     

中、高能核物理的一些进展

自从1932年发现中子之后,人们确信原子核是由中子和质子组成的.在此基础上发展了一系列的模型理论.首先,尼尔斯·玻尔用液滴模型成功地解释了核密度的饱和性,随后发现了原子核的幻数现象,并由此建立了原子核的壳层结构模型.五十年代初期,奥格·玻尔又提出了描述原子核集体运动的综合模型,解释了一系列原子核的低激发态性质.六十年代以来,又发展了核多体方法的微观理论,在解释低能核物理现象方面,取得了相当的成功. 七十年代以后,随着实验精度的提高以及用高能粒子(或由此得到的次级粒子)轰击原子核的实验增多,这些新的高能核物理现象,给原子…     

α粒子散射与原子核大小的测量

根据α粒子散射实验,卢瑟福在１９１１年提出了如下的原子核式结构学说：原子中的正电荷不是均匀地分布在原子大小的整个球内,而是集中在比原子体积小得多的体积内,他把这个比原子小得多的体积称为原子核,它含有除电子质量以外的原子的全部质量,电子散布在校外整个区域绕核旋转．从这一模型出发,我们可以简化α粒子与原子碰撞的模型如下： 当用α粒子轰击原子时,由于α粒子比电子重７４００倍,从动量的观点来看,原子中的电子引起α粒子的偏转是微不足道的．因而在用α粒子轰击原子时,可以忽略电子的作用,α粒子就仅受到原子核的…     

原子的超精细能级与光谱超精细结构

 原子是由原子核和核外电子构成的,原子核和核外电子都处在运动状态,具有能量.根据实验(例如光谱实验和夫兰克-赫兹实验等)和量子论研究表明,原子中电子(原子核也一样)的能量不是任意的,只能取一些不连续定值,即是量子化的.这些不连续的能量状态就是原子能级.     

粒子物理——物质微观结构研究的最前沿

 人类最早发现的“基本粒子”是电子, 1897年汤姆森(J. J. Thomson)在阴极射线中首次测得了带负电的粒子(电子)的荷质比e/m, 1899年他又测量了电子的电荷e。光子γ 作为粒子是爱因斯坦(A. Einstein)首次在1905年为解释光电效应提出的。但是这一观念20多年后才被物理界所公认。1919年卢瑟福(E. Rutherford)用α粒子轰击氮靶而发现了质子。1932年查德威克(J. Chadwick)证实了中子的存在。同年, 安德森(C. D. Anderson)发现了正电子。     

高电荷态同质异能态的寿命

分析了带电原子由于缺少内转换(同质异能态)或电子俘获跃迁(β衰变)引起的核寿命的变化.理论预言了随着电荷态的增加,内壳的电子在核表面的电子密度降低,内壳电子能级也降低,不稳定原子核的寿命由于前一原因而缓慢增加,但当内壳电子能级降到特殊能量时产生剧烈增加.比较了由于不同的跃迁能量和跃迁类型对内转换过程的半衰期的影响,并将计算的理论值与一些实验测量值进行了比对.并开发了进行这类计算的公共计算程序.     

原子核电荷半径的研究

结合已有的原子核半径的实验数据,对先前的核电荷半径公式进行验证和探讨.比较单参数核电荷半径公式,验证了Z~(1/3)律公式要优于A~(1/3)律公式.对两参数公式和三参数公式进行验证,得到两参数和三参数公式要优于单参数公式.考虑到原子核电四极矩与形变的关系,在原有的三参数公式中加入电四极矩因子项,得出核电荷半径新公式.拟合该公式发现核电荷半径理论值与实验值符合较好.再考虑总自旋与电四极矩的关系,求出内禀电四极矩,代入公式中进行拟合,均方根偏差进一步下降.最后加入能反映奇偶摆动现象的δ项,用公式得到的均方根偏差为0.369 fm,较好地反映出了形变与核电荷半径的关系.     

向您推荐《高能物理》科普杂志

《高能物理》是一份介绍微观世界,特别是粒子物理知识的专业科学普及刊物. 《高能物理》主要刊登内容为:粒子物理与核物理的基本理论、实验和研究方法、当今最新成果的介绍; 高能加速器及高能实验中心;宇宙线高能物理、宇宙线天体物理;有关粒子物理与核物理的科学史、科学家的伟大成就及他们的治学精神;高能物理与核物理在国民经济中的最新应用及应用前景……. 《高能物理》内容丰富、形式多样、它不仅宣传高能物理本身的科学知识,并向纵横发展.纵的方面,从原子物理→原子核物理→高能物理→超高能物理→……(即原子→原子核→基本粒子→层…