原子核的电荷恰等于原子序数吗?

基本粒子的电荷为一恒值,这是物理学中一个很基本的假定.我们化多年的业余时间调查研究了有关基本粒子电荷的实验依据,着重的分析了有关测定原子核荷的实验资料,得出核荷以一定规律偏离原子序数,从而推出基本粒子的电荷可能随粒子所处的状态(或能量)而变化.最近在整理本文时看到国外 Leiby等有类似的想法,提出电荷与能量互为转换.下面将我们工作的主要结果提出来供同志们讨论. 一、对核荷的传统看法 及其实验依据 核荷就是指原子核所带的电荷.卢瑟福(Rntherford)1911年首先用a粒子散射原子发现原子有核存在,原子核带正电荷,核外电子带负电…     

导出卢瑟福公式的简易方法

卢瑟福公式在《理论力学》教材中一般是从比耐公式出发导出来的,过程比较复杂.现介绍一个用动量矩(角动量)守恒律来导出卢瑟福公式,方法比较简单.-a质点运动的性质 把一个a质点射入原子中,因为a质点带电荷2e,原子核带正电荷2e,(Z为原子的原子序数)它们相互作用遵循库仑定律斥力:又因原子核的质量一般比a质点的质量大许多倍,故近似的可以认为原子核不动,所以a质点运动的性质,是在平方反比斥力的有心力的作用下的运动问题.a质点的轨道是双曲线的一支,这时力心(原子核)在轨道凸的一边.二示意图说明 如图:o代表原子核(力心)的位置,设a质点在力…     

莫塞莱（Moseley，Henry Gwyn Jeffreys，1887-1915）英国物理学家（Physicist，England）

莫塞莱的主要业绩是：用实验证明元素的主要特性由其原子序数决定，而不是由原子量决定，确立了原子序数与原子核电荷之问的关系。1910年任曼彻斯特大学卢瑟福砒。实验室的物理学讲师，在该处工作直到第一次世界大战爆发时参军。在一系列出色的实验中，他发现X射线谱上各对应线的频率之间的关系。在1913年发表的一篇论文中，报告频率与原子序数加一个常数所构成的整数的平方成正比。这个关于原子序数的基本规律的发现叫作莫塞莱定律，是原子知识进展的一个里程碑。     

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.     

关于“对转动”与“对振动”

本文用处理对力的粒子数守恒方法得出了原子核对转动及非简谐对振动能谱公式.给出了对转动带的量子数、二核子传递反应分支比及选择定则.转动谱中粒子数平方项系数近似等于费米面附近的单粒子能级平均间距.在不跨越大壳情况下(包括在满壳附近),对转动谱公式仍然适用.非简谐对振动能谱公式与两套对转动谱公式等价.公式中线性项(振子能量)近似等于费米面处单粒子能级的间隙.振子相互作用能与满壳之上(下)的单粒子能级平均间距的两倍大略相等.非简谐效应对于能谱及二核子传递反应分支比都有重要影响.     

基于原子核密度的核电荷半径新关系

从核质量出发系统地研究核电荷半径,进而得到核电荷半径的计算值和预言值.运用AME2020数据库结合CR2013数据库得到已知质量且已知半径的原子核(Z,N≥8) 884个,计算得到884个原子核密度.研究原子核密度得到常参数经验公式,利用此经验公式结合AME2020数据库得到核电荷半径的计算值与实验值之间的均方根误差σ=0.093 fm.考虑到中子数对原子核密度的影响,添加了中子因子1/N进行修正,均方根误差减少为0.047 fm.再添加中子壳层效应进行修正,均方根误差减小至0.034 fm.基于修正后的经验公式结合AME2020数据库得到Z,N≥8的1573个核电荷半径预言值,其中一些预言值与近些年测得实验值的对比结果说明利用此关系得到的预言值具有一定的意义.此外,剔除一些特殊的壳层后,剩余791个核电荷半径常参数经验公式计算值的均方根误差为σ=0.063 fm,修正后降至σ=0.032 fm.研究结果表明本文提出的核电荷半径关系具有一定的简便性和可靠性,可以与A^1/3律和Z^1/3律修正后的全局核电荷半径关系相媲美.最后,本文又引入Leve...     

关于原子核电荷半径的研究

结合原子核电荷半径实验数据, 对885个中子数N≥8和质子数Z≥8的核电荷半径做了系统的研究. 对于单参数核电荷半径公式, Z^1/3律公式计算的结果优于A^1/3律的结果, 而对于两参数和三参数公式, Z^1/3律和A^1/3律的结果基本相当. 考虑到壳效应及奇偶摆动现象, 在原有的三参数公式基础上提出了加入Casten因子项和δ项的核电荷半径新公式. 利用该公式计算得到的核电荷半径理论值和实验值符合得非常好, 均方根偏差仅为σ=0.0266 fm, 此值比常用的三参数公式的结果下降了近50%, 理论计算值能更好地反映出壳效应及核电荷半径奇偶摆动的变化趋势.     

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     

原子核电荷半径的新公式

结合原子核的电荷半径的实验数据,详细分析了描述原子核电荷半径的经验公式,表明电荷半径的Z^1/3律优于A^1/3律.更细致的考察发现,对于远离β稳定线的核素,电荷半径具有近似线性的同位旋相关性.由此得到的同位旋相关的Z^1/3公式更适合描述原子核的电荷半径.     

莫塞莱对元素的X射线标识谱规律的发现

简述了莫塞莱生平,回顾了莫塞莱通过测量不同金属发出的X射线的波长,发现原子序数和辐射频率的关系,并指出原子序数才是原子最本质的属性.他的杰出贡献在原子物理学的发展史上产生了深刻影响。     

偶偶变形核的集体激发能谱Ⅱ. 基带能谱的分析

本文给出了偶偶变形核基带的能级公式. 它可以近似地表示成一个二个参数的简单的有限形式, 便于分析实验数据. 根据这个近似公式分析了几个典型偶偶核的基带, 得到了令人满意的结果.还讨论了原子核形变随角动量的变化.     

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…     

原子核内电荷分布与各种相关实验的比较

近来有许多实验可直接考验原子核内电荷的分布,如高能及中能电子与原子核的散射,μ介原子的X射线,核库仑能,同位素光谱位移等。不少作者曾假定了各种类型的电荷分布ρ(r),然后从比较计算结果与实验结果中来判定哪些ρ(r)与实验是较符合的。在这些测定ρ(r)的实验中,前两个实验的灵敏度较高,后两个则较低。此外,通过另一种考虑——利用壳层结构理论与汤费模型——也可以近似地决定ρ(r),除掉其中尚有一常数未定。这个常数相当于核中心电荷密度或电荷分布的平均     

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。     

原子核高自旋态的半径典研究

用推广的汤马斯-费米近似和Skyrme势研究了原子核的高自旋态,应用推转模型给出了含转动的能量密度公式,并计算了¹¹⁶Sn,¹⁵⁸Yb和²⁴⁰Pu这三个典型核在不同角动量下的核形变与转动能.计算结果定性地与液滴模型相似,在数值上则有一定差别.计算结果表明,对转动能的量子修正,即使不考虑壳修正,也不能忽略.     

用电子散射对S核和Si核同位素的进一步研究

用相对论平均场计算了^26,28,30,32S和^22,24,26,28Si的结合能, 均方根半径, 质子皮厚度, 单粒子能级等. 两套参数TM2和NL-SH的计算结果与实验值比较符合. 用平均场与相对论Eikonal近似结合计算出³²S和²⁸Si的形状因子和微分截面的结果, 与实验值也符合得较好. 进一步研究了S和Si的同位素链的基本性质和电子散射, 讨论了电子散射的电荷形状因子对电荷密度变化的敏感性. 电荷形状因子在下一代电子--不稳定原子核对撞机上可以测量, 这将能精确测量不稳定核的电荷半径和电荷密度分布, 本文计算的结果可供未来实验参考.     

不同算法原子电荷下的~1J_(CH)理论计算

用一种计算直接键连原子核自旋耦合常数的半经验公式,结合量子化学计算得到的32种有机分子稳定几何构型的7种不同算法下的原子电荷,探究原子电荷算法的不同对1JCH理论计算的影响,拟合出基于7种原子电荷的耦合常数计算公式,并利用拟合公式对5种分子进行了检验.计算结果表明拟合的32种分子及检验的5种分子的耦合常数的计算值均与实验值较好的符合,拟合得到的基于7种原子电荷的计算公式均可以对其他分子体系的耦合常数进行预测.另外,计算结果同样显示原子电荷算法的不同对1JCH理论计算值有一定的影响却不显著,其中基于电荷均衡方法电荷(QEq)得出的耦合常数计算值与实验值的偏差较其它6种原子电荷的小,结果更可靠.     

磁控管法测电子荷质比e／m理论公式推导的改进

一、引言 1987年《大学物理》发表了测定电子荷质比e/m的各种方法的四篇文章。其中文献是在考虑空间电荷分布效应情况下导出r_k→0时电子运动轨迹的近似解,从而导出临界条件下测算电子荷质比的公式:e/m=(8u_a)/(r_a~2B_c~2)。并在注中说明A.W.Hull曾作过类似工作,得到结果与文献[1]完全一致,但推导方法有所不同。本文提出一种完整的推导方法,对历史上已有过的推导方法作了改进使之更符合实际。其主要改进之点为: (1)本文简化设想阴极具有电荷线密     

原子核体积效应对类锂离子体系基态能量的修正

用全实加关联的方法得到类锂离子1s22s（Z=21~30）波函数, 给出了原子核体积效应公式, 计算了原子核的体积效应及质量效应对类锂离子能级的修正. 结果显示, 在中等大小的核电核情形, 原子核体积效应对类锂离子能级的修正要比质量效应对类锂离子能级的修正要显著; 随着核电核数的增加, 原子核体积效应越来越重要.     

原子核体积效应对类锂离子体系基态能量的修正

用全实加关联的方法得到类锂离子15~22s(Z=21～30)波函数,给出了原子核体积效应公式,计算了原子核的体积效应及质量效应对类锂离子能级的修正.结果显示。在中等大小的核电核情形,原子核体积效应对类锂离子能级的修正要比质量效应对类锂离子能级的修正要显著;随着核电核数的增加,原子核体积效应越来越重要.