《原子核高自旋态》PPT课件
合集下载
原子的精细结构电子的自旋PPT课件演示
量子表达
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
为方磁向矩 上方看向是的线单偏此位振矢光外量。，三个量子数（n ，l ，ml ）表示一个
状态，正好与经典物理中用（x 第三章：原子的精细结构：电子的自旋
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
，y
，z）描
述一个质点的状态相对应。 上一章原子态表示为nL；
由上面的分析我们看到：新能级裂距的大小△E 与 及 成反比。
目录 结束
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
第二节：史特恩—盖拉赫实验
在磁场区域 x 方向： d v t1
（1）
Y
方向： z1
1 2
Fz m
t12（2）
t时1 刻，原子沿z方向的速度为
实验装置 理论推导
vz
at1
Fz m
d v
back
next 目录 结束
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
在 Z 方向的投影表达式为
lz rLz 2em hml （3）
通常令 B
eh 2m
，称之为玻尔磁子。
前言
经典表达 式
量子表达 式
角动量取 向量子化
back
next 目录 结束
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
第二节：史特恩—盖拉赫实验
实验装置 理论推导
back
next 目录 结束
第三章：原子的精细结构：电子的自旋
Automic Physics 原子物理学
第三章：原子的精细结构： 电子的自旋
第一节 原子中电子轨道运动磁矩
第二节 史特恩—盖拉赫实验 第三节 电子自旋的假设
第四节 碱金属双线
第五节 塞曼效应
结束
高中物理-第19章原子核式结构课件
那么原子中应该还有带 正电的物质．
汤姆生的原子模型
原子是一个球体，正电荷均匀分
布在整个球内，电子则像枣核一
样镶在原子里。
电子
正电荷
H
He Li
Be
——“枣糕”模型
卢瑟福 α粒子散射实验
整个装置置于真空中
根据汤姆生原子模型预言实验结果：
影响α粒子运动情况的因素有两个: 原子内正电荷 原子内电子
根据汤姆生原子模型预言实验结果：
少数α粒子发生较大角度 α粒子受到较大的
偏转
库仑斥力的作用
极少数α粒子偏转角超 α粒子在原子中运动
过了900，个别甚至被弹 回
时碰到了质量比它 大得多的东西
1、在原子中心有一个很小的核，叫做原子核
2、原子的全部正电荷和几乎所有的质量都 集中在原子核内
3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转
代表“绝大部分”“少数”“极少数”“个别”四种α粒子通过时 的路径
极少数α粒子有机会十分接近原子 核，受到很大斥力而发生大角度 偏转，极个别α粒子通过时对准原 子核则发生反弹。
原子核的核式结构
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空 旷”的，举一个简单的例子：
原子
体育场
原子核
原子核的组成
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质 子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜 想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
α粒子散射实验结果
绝大多数α粒子穿过 金箔后偏角很小，或者
仍按原来的方向行进
α粒子散射实验结果
绝大多数α粒子穿过 金箔后偏角很小，或者
仍按原来的方向行进
极少数α粒子偏转角超过 了900，个别甚至被弹回
少数α 粒子发 生较大的偏转
汤姆生的原子模型
原子是一个球体，正电荷均匀分
布在整个球内，电子则像枣核一
样镶在原子里。
电子
正电荷
H
He Li
Be
——“枣糕”模型
卢瑟福 α粒子散射实验
整个装置置于真空中
根据汤姆生原子模型预言实验结果：
影响α粒子运动情况的因素有两个: 原子内正电荷 原子内电子
根据汤姆生原子模型预言实验结果：
少数α粒子发生较大角度 α粒子受到较大的
偏转
库仑斥力的作用
极少数α粒子偏转角超 α粒子在原子中运动
过了900，个别甚至被弹 回
时碰到了质量比它 大得多的东西
1、在原子中心有一个很小的核，叫做原子核
2、原子的全部正电荷和几乎所有的质量都 集中在原子核内
3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转
代表“绝大部分”“少数”“极少数”“个别”四种α粒子通过时 的路径
极少数α粒子有机会十分接近原子 核，受到很大斥力而发生大角度 偏转，极个别α粒子通过时对准原 子核则发生反弹。
原子核的核式结构
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空 旷”的，举一个简单的例子：
原子
体育场
原子核
原子核的组成
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质 子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜 想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
α粒子散射实验结果
绝大多数α粒子穿过 金箔后偏角很小，或者
仍按原来的方向行进
α粒子散射实验结果
绝大多数α粒子穿过 金箔后偏角很小，或者
仍按原来的方向行进
极少数α粒子偏转角超过 了900，个别甚至被弹回
少数α 粒子发 生较大的偏转
高中物理第19章原子核课件新人教版
知识导航
本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线(α 射线、β 射线、γ 射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢 瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。
本章从内容上可分为三个单元，第一单元(第 1～2 节)揭示 了原子核的组成及衰变，第二单元(第 3～4 节)介绍了射线的探 测及应用与防护，第三单元(第 5～8 节)主要讲述了原子能及其 利用。
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-5
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十九章 原子核
1 情景切入 2 知识导航 3 学法指导
情景切入
我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的。天然 放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子 核内蕴藏着巨大的能量。你想了解原子核的奥秘吗？请我们一 起走进核世界吧。
本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、 衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。
难点：对半衰亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
核磁共振基本原理 PPT课件
应用较多。 氢核（1H）： 1.409 T 共振频率 60 MHz 2.305 T 共振频率 100 MHz
磁场强度H0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）
共振频率 0 2.79 5.051031 14092 60106 Hz 60MHz
Ih
1 6.61034
2
• 氢核（1H）： 14092G
0
化学位移
仪器频率
感生磁场 H'非常小，只有 外加磁场的百万分之几， 为方便起见，故× 106
CH3
H3C Si CH3
CH3
为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质? (1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(δ值规定为 0)，绝大多数吸收峰均出现在它的左边。 (2)结构对称，是一个单峰。 (3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。
外加磁场方向一致的区域（称为去屏蔽区），去屏蔽效应 的结果，使双键碳上的质子的共振信号移向稍低的磁场区
δ=9.4～10
δ = 4.5～5.7
c.共轭效应 :电子云密度增加→磁屏蔽增加
5.25
H
H
C=C
H
H
4.03
H
OCH3
C=C
H
H
6.27 CH3
H
C=O
C=C
H
H
d.Van der waals 效应 :在空间中两个氢核靠 的很近时,核外电子会互相排斥,这时氢核电 子密度下降, δ值变大.
四、核磁共振波谱仪
nuclear magnetic resonance spectrometer
1．永久磁铁：提供外磁 场，要求稳定性好，均匀， 不均匀性小于六千万分之 一。扫场线圈。 2 ．射频振荡器：线圈垂 直于外磁场，发射一定频 率的电磁辐射信号。 60MHz或100MHz。
磁场强度H0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）
共振频率 0 2.79 5.051031 14092 60106 Hz 60MHz
Ih
1 6.61034
2
• 氢核（1H）： 14092G
0
化学位移
仪器频率
感生磁场 H'非常小，只有 外加磁场的百万分之几， 为方便起见，故× 106
CH3
H3C Si CH3
CH3
为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质? (1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(δ值规定为 0)，绝大多数吸收峰均出现在它的左边。 (2)结构对称，是一个单峰。 (3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。
外加磁场方向一致的区域（称为去屏蔽区），去屏蔽效应 的结果，使双键碳上的质子的共振信号移向稍低的磁场区
δ=9.4～10
δ = 4.5～5.7
c.共轭效应 :电子云密度增加→磁屏蔽增加
5.25
H
H
C=C
H
H
4.03
H
OCH3
C=C
H
H
6.27 CH3
H
C=O
C=C
H
H
d.Van der waals 效应 :在空间中两个氢核靠 的很近时,核外电子会互相排斥,这时氢核电 子密度下降, δ值变大.
四、核磁共振波谱仪
nuclear magnetic resonance spectrometer
1．永久磁铁：提供外磁 场，要求稳定性好，均匀， 不均匀性小于六千万分之 一。扫场线圈。 2 ．射频振荡器：线圈垂 直于外磁场，发射一定频 率的电磁辐射信号。 60MHz或100MHz。
原子核的自旋
j，I+j-1, …, |I-j|
If: j≥I, F有2I+1个值 I≥j, F有2j+1个值。
由此可见，原来F为定值的能级又分裂成2I+1或2j+1个具有不同F 值的子能级，这种子能级之间的距离，比由不同j值的能级之间的 距离要小得多。从而造成了原子光谱的超精细结构。
如Na的3S1/2能级，它最靠近原子核，受核自旋影响最大。 对于3S1/2态，l=0, 则其电子的角动量j=1/2 则原子的总角动量取值为：F=I+1/2，I-1/2。 所以：3S1/2能级分裂成具有不同F值的两个能级。 3P1/2和3P3/2能级也将分裂，但它们分裂非常小。 由于3S1/2能级一分为二，则由3P1/2跃迁到3S1/2的D1线变成双线， 由3P3/2跃迁到3S1/2的D2线也变成双线。
当前两种方法都不适用时，则可用此方法。
例如：Na原子D线的超精细结构。
由于它是由3S1/2能级分裂成两个子能级而引起，且j=1/2。 则：I ≥j，第一种方法不适用。
又因为：3S1/2能级只可能分裂为两个子能级，所以只有一个能 量间距，则第二种方法也不行。
实验测得D1线（或D2线）的两超精细谱线的相对强度之比为5:3.
说明：间距法仅适用于I>1/2, j>1/2情况。
例：实验发现铋的λ=4722Å谱线分裂成6条。
λ=4722Å对应于 D3 的S跃1 迁，发现能级的分裂数分别为4和2，
2
2
即分裂成2j+1个子能级。
所以： I > j
实验测得D3/2的四个子能级的间距比为 6:5:4 则由间距法有：I + j = 6
§1.4 原子核的自旋
1、核自旋的提出
If: j≥I, F有2I+1个值 I≥j, F有2j+1个值。
由此可见，原来F为定值的能级又分裂成2I+1或2j+1个具有不同F 值的子能级，这种子能级之间的距离，比由不同j值的能级之间的 距离要小得多。从而造成了原子光谱的超精细结构。
如Na的3S1/2能级，它最靠近原子核，受核自旋影响最大。 对于3S1/2态，l=0, 则其电子的角动量j=1/2 则原子的总角动量取值为：F=I+1/2，I-1/2。 所以：3S1/2能级分裂成具有不同F值的两个能级。 3P1/2和3P3/2能级也将分裂，但它们分裂非常小。 由于3S1/2能级一分为二，则由3P1/2跃迁到3S1/2的D1线变成双线， 由3P3/2跃迁到3S1/2的D2线也变成双线。
当前两种方法都不适用时，则可用此方法。
例如：Na原子D线的超精细结构。
由于它是由3S1/2能级分裂成两个子能级而引起，且j=1/2。 则：I ≥j，第一种方法不适用。
又因为：3S1/2能级只可能分裂为两个子能级，所以只有一个能 量间距，则第二种方法也不行。
实验测得D1线（或D2线）的两超精细谱线的相对强度之比为5:3.
说明：间距法仅适用于I>1/2, j>1/2情况。
例：实验发现铋的λ=4722Å谱线分裂成6条。
λ=4722Å对应于 D3 的S跃1 迁，发现能级的分裂数分别为4和2，
2
2
即分裂成2j+1个子能级。
所以： I > j
实验测得D3/2的四个子能级的间距比为 6:5:4 则由间距法有：I + j = 6
§1.4 原子核的自旋
1、核自旋的提出
高中物理人教版《原子核》PPT精讲课件
() A．12.09 eV C．1.89 eV
B．10.20 eV D．1.51 eV
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《原 子核》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《原 子核》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
命题意图：本题考查原子的能级跃迁问题，体现了模型建构的 核心素养．
光电流大 小/mA
逸出光电子的 最大动能/eV
1
4.0
弱
29
第一组 2
4．0
中
43
0.9 0．9
3
4．0
强
60
0．9
4
6.0
弱
27
第二组 5
6．0
中
40
2.9 2．9
6
6．0
强
55
2．9
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《原 子核》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《原 子核》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《原 子核》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
命题角度 | 光电效应规律的应用
例 2 [2019·北京卷，19]光电管是一种利用光照射产生电流的
装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出
了 6 次实验的结果．
组
次
入射光子的 能量/eV
相对 光强
4．原子核的衰变
衰变类型
α 衰变
β 衰变
衰变方程 AZX→ZA－－24Y＋42He
AZX→Z＋A1Y＋－01e
2 个质子和 2 个中子 核内的一个中子转化成了
优秀课件人教版高中物理选修3-5第十九章《原子核》-核聚变 (共24张PPT)
活动1：小小科学家
磁约束——环流器（托卡马克）
活动1：小小科学家
磁约束——仿星器
活动1：小小科学家
惯性约束---激光点火
神 光 Ⅲ 号
二、受控热核反应
2、可控核聚变的实现方法
• 磁约束
将燃料锁定在一定空间
• 惯性约束
产生高温
二、受控热核反应
三、核聚变能源的利用
• 核聚变能源被誉为人类的终极能源 • 具有产能高、原料丰富、废料清洁等优点 2007年10月，中国、欧盟、印度、日本、韩国、 俄罗斯和美国等七个国家和地区合作开展“国际核聚变 实验（ITER）”计划。
我国第一颗氢弹爆炸成功
一、核聚变
1、定义
两个轻核结合成质量较大的核，同时释放大量
的核能，这样的核反应叫做聚变（fusion）
平均每个核子产生的能量是核裂变的3~4倍！
一、核聚变
2、核聚变的条件
要使原子核之间的距离达到10-15m。
V V
要克服巨大的库仑斥力，就需要获得足够大的动能
巨大的热核反应堆-----太阳
一、核聚变 （热核反应）
3、实现方法 • 把原子核加热到足够大的温度
几百万开尔文高温
二、受控热核反应
1、实现核聚变的难点
• 地球上没有容器能承受如此高的温度 • 几百万开尔文的高温如何实现？ 通过查找资料，你是否了解到国际上主流的做法？
活动1：小小科学家 课前自主学习，课堂展示风采
• 介绍一种实现可控核聚变的方法及其原理弊
正方：利大于弊 一辩：陆睿韬 二辩：刘 旭 三辩：邢牧凡 四辩：胡予萱
反方：弊大于利
VS
一辩：李敏慧 二辩：陆子骏 三辩：刘静怡 四辩：彭 皓
四、作业及资料推荐
《原子物理学》PPT课件
R
40 2Z 1.44fmMeV/0.1nm 3105 Z rad
E (MeV)
E
15
1-2-3 解释 粒子散射实验(4)
• 带正电物质散射（汤氏模型）(4)
–电子对α粒子的偏转的贡献（对头撞）(1)
动量、动能守恒
m v0 m v1 meve ,
1 2
m v02
1 2
m v12
1 2
meve2
2
28
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (3)
• 空心圆锥体的立体角 ~ d
ds 2 r sin rd ;
d
ds r2
2
sin d
2 b | db
A
|
a2d 16 Asin4
2
29
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (4)
• 薄箔内有许多环: 核 ~ 环;
• 薄箔体积: At; 薄箔环数: Atn • 粒子打在Atn环上,散射角 相同
• 一个粒子打在薄箔
上被散射到 ~ -d
的几率
dp(
)
16
a2d
4
Asin
nAt
2
30
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (5)
• N个粒子打在薄箔上测量到 ~ -d 的粒子数
dN
N a2d 16 A sin 4
nAt
ntN
1
4 0
Z1Z2e2 4E
2
d
sin4
2
2
• 微分截面(卢瑟福公式)
–重复散射也不会产生大角度
• 重复散射为随机, 平均之后不会朝一个方向 特别不会稳定地朝某一方向散射
–汤姆逊原子模型与实验不符!
18
40 2Z 1.44fmMeV/0.1nm 3105 Z rad
E (MeV)
E
15
1-2-3 解释 粒子散射实验(4)
• 带正电物质散射（汤氏模型）(4)
–电子对α粒子的偏转的贡献（对头撞）(1)
动量、动能守恒
m v0 m v1 meve ,
1 2
m v02
1 2
m v12
1 2
meve2
2
28
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (3)
• 空心圆锥体的立体角 ~ d
ds 2 r sin rd ;
d
ds r2
2
sin d
2 b | db
A
|
a2d 16 Asin4
2
29
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (4)
• 薄箔内有许多环: 核 ~ 环;
• 薄箔体积: At; 薄箔环数: Atn • 粒子打在Atn环上,散射角 相同
• 一个粒子打在薄箔
上被散射到 ~ -d
的几率
dp(
)
16
a2d
4
Asin
nAt
2
30
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (5)
• N个粒子打在薄箔上测量到 ~ -d 的粒子数
dN
N a2d 16 A sin 4
nAt
ntN
1
4 0
Z1Z2e2 4E
2
d
sin4
2
2
• 微分截面(卢瑟福公式)
–重复散射也不会产生大角度
• 重复散射为随机, 平均之后不会朝一个方向 特别不会稳定地朝某一方向散射
–汤姆逊原子模型与实验不符!
18
原子核的自旋角动量PPT课件
奇偶核的自旋为半整数 奇奇核的自旋为整数
原子的总角动量 F = I + j F 的取值为 I+j, I+j-1,…,Ij
核子是费米子，遵从费米-狄拉克统计：
(X1,…,Xi,Xj,…,Xn) = - (X1,…,Xj,Xi,…,Xn)
原子核的统计性质：奇A核是费米子，偶A核是玻色子
§1.4 原子核的自旋（角动量）
原子核的结合能
原子核的结合能
液滴模型
Weizsacker经验公式: B=BV - BS - BC - BSym + BP
体积能： BV = aVA
aV = 15.67 MeV
表面能： BS = aSA2/3
aS = 17.23 MeV
库仑能： BC = aCZ2/A1/3
aC = 0.72 MeV
1 r2
zd
+
-
电四极距
1 (3z2-r2)d r3
-
+
-
原子核的电四极距
原子核的电四极距
原子核电偶极距为 0
原子核有电四极距
Q 2Z(c2 a2) 5
原子核的电四极距
电四极距超精细相互作用
E1eQ2Ve 3M I2I(I1)
4
z2
I(2I1)
MI
2V
z 2
I
原子核的电四极距
i (r)H(r)(r)
t 在空间反演下，粒子态的波函数为，
Pˆ(r)(r)
微观粒子在空间反演下满足物理规律不变要求，
i (r)H(r)(r)
t 即，
i (r)H(r)(r)
t
H(r)H(r)
即，空间反演下物理规律不变等价于H(r)不变。 因此有：
原子的总角动量 F = I + j F 的取值为 I+j, I+j-1,…,Ij
核子是费米子，遵从费米-狄拉克统计：
(X1,…,Xi,Xj,…,Xn) = - (X1,…,Xj,Xi,…,Xn)
原子核的统计性质：奇A核是费米子，偶A核是玻色子
§1.4 原子核的自旋（角动量）
原子核的结合能
原子核的结合能
液滴模型
Weizsacker经验公式: B=BV - BS - BC - BSym + BP
体积能： BV = aVA
aV = 15.67 MeV
表面能： BS = aSA2/3
aS = 17.23 MeV
库仑能： BC = aCZ2/A1/3
aC = 0.72 MeV
1 r2
zd
+
-
电四极距
1 (3z2-r2)d r3
-
+
-
原子核的电四极距
原子核的电四极距
原子核电偶极距为 0
原子核有电四极距
Q 2Z(c2 a2) 5
原子核的电四极距
电四极距超精细相互作用
E1eQ2Ve 3M I2I(I1)
4
z2
I(2I1)
MI
2V
z 2
I
原子核的电四极距
i (r)H(r)(r)
t 在空间反演下，粒子态的波函数为，
Pˆ(r)(r)
微观粒子在空间反演下满足物理规律不变要求，
i (r)H(r)(r)
t 即，
i (r)H(r)(r)
t
H(r)H(r)
即，空间反演下物理规律不变等价于H(r)不变。 因此有：
[优选]人教版教材高中物理《原子核》PPT精讲课件
C.核反应方程③是太阳内部发生的核聚变，K是电子
D.核反应方程④是人工核转变方程，Y是中子
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
（名师整 理课本 专题） 人教版 教材高 中物理 《原子 核》PPT 精讲课 件ppt 优质说 课稿（ 精选）
(2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下 产生新原子核的过程. ①质子的发现：147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福) ②中子的发现：94Be＋42He→162C＋10n(查德威克) ③放射性同位素和正电子的发现： 2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋ ＋01e
第五章 原子核
学习目标
1.了解四种核反应的特征，会根据质量数守恒和电荷数守恒书写 核反应方程.
2.熟练掌握核能的计算方法. 3.学会结合动量守恒定律和能量守恒定律解决核反应相关问题.
D.核反应方程④是人工核转变方程，Y是中子
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
【 （名校 师课 整 堂 理课】本获 专奖题PP）T- 人［教人版教 教版材］高教 中材物高理中 物《理原《子 核原子 》P核PT》精PP讲T精 课 讲 件课pp件t 优（质最说新课版稿本（）精推选荐）
（名师整 理课本 专题） 人教版 教材高 中物理 《原子 核》PPT 精讲课 件ppt 优质说 课稿（ 精选）
(2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下 产生新原子核的过程. ①质子的发现：147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福) ②中子的发现：94Be＋42He→162C＋10n(查德威克) ③放射性同位素和正电子的发现： 2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋ ＋01e
第五章 原子核
学习目标
1.了解四种核反应的特征，会根据质量数守恒和电荷数守恒书写 核反应方程.
2.熟练掌握核能的计算方法. 3.学会结合动量守恒定律和能量守恒定律解决核反应相关问题.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
散, 受很强的Coriolis力作用, 角动量沿集体转动轴方向
(R)顺排, 急剧增大, 出现图示的回弯.
精选ppt
13
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
14
高自旋及回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
原子核的高自旋态
精选ppt
1
高自旋态研究介绍
原子核具有的角动量称为原子核的自旋,属于原子 核重要的量子力学性质.实验上是从原子光谱存在超精 细结构发现的。
原子核是由核子组成的,每个核子有自旋,同时在核 内作复杂的相对运动,具有相应的轨道角动量,这些角 动量和原子核的集体转动角动量耦合,构成了原子核的 自旋。
退激到基态。即所谓的重离子反应(HI,(xn,xp))。
熔合蒸发反应适用于缺中子核。熔合蒸发反应是
比较好的一种研究高自旋态的方法，最高可以获 得约60ℏ的角动量。
精选ppt
7
120核区高自旋态实验研究
7Li轰击114,116Cd，束流能 量 分마别스为터4텍8和트3스0 타M일eV을。편집합니다
둘째 수준
精选ppt
11
5. 高自旋态中的回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
12
(2) 回弯机制
早期, B. Mottelson and J. Valatin提出, 对崩溃 (带Pa态7ir2마둘셋넷,i年n스째째째gF터C수수수.oS텍준준준rltilgea트,pp转hs스ee动n)타,s惯일a>n量을dc急편时R.剧집,S对합增im니关加o다n联.提受出扰, 回动弯, 超处导实态际是正 内部 다颇섯不째同수的준两个转动带的交义(band crossing), 一个 是基带, 内部核子配对, 小, J, EJ; 另一个是激发带S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆
到更高的激发态和更高的自旋态。
七十年代，人们由晕谱的转动惯量出现回弯而
发现的普遍的“回弯现象”导致了高自旋态核物
理学的出现和发展。
精选ppt
3
核谱学研究的三个主流方向
마스터 텍트 스타일을 편집합니다
둘째 수준
1셋.激째 수发준能自由度(高激发能)
2넷다.同째섯째수位준수준旋自由度(高同位旋)
精选ppt
8
高自旋及回弯现象
19마71스年터A텍.Jo트hn스so타n等일을人편通집过합니160G 다d(,4反n)1应60D研y 究了 核 的둘1高6째0 D 自y수旋준态。他们在分析转动惯量 与转动角 频率
ω셋的째变수化준关系时，发现晕谱在I = 14+附近转动惯
量넷突째然수增준加，出现回弯现象(backbending)，这里 我다们섯给째出수另준一清晰的回弯现象的图，如图4.8.1 所
3自旋自由度(高自旋)
精选ppt
4
高自旋态的布居
마수준
1셋.째重수粒준 子多重库仑激发
2넷다.째섯重째수粒준수준子诱发裂变
3.重粒子融合蒸发反应
精选ppt
5
高自旋及回弯现象
重 核마스裂터变텍：트应스用타重일核을 的편집自합发니裂다变，产生丰中子核
的둘高째自수旋준态。重核裂变同时能够产生大量裂变碎 片셋，째一수次준实验可以研究很多核的高自旋态，但是 这넷些째核수也준会在数据分析时互相干扰。
셋째 수준
넷째3 7L 수 준1 i41 C 86 d151 S 18 b5n 다섯3 7째L 수1 i4 준1 C 86 d152 S 10 b3n
3 7L1 i41 C 84 d151 S 16 b5n
3 7L1 i41 C 84 d1 41 I94 n 3n
3 7L 1 i41 C 86 d 1 51 S 08 n 1p4n
图4.8.1、回弯现象
精选ppt
图4.8.2、晕线
15
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
16
(2) 回弯机制
早期, B. Mottelson and J. Valatin提出, 对崩溃 (带Pa态7ir2마둘셋넷,i年n스째째째gF터C수수수.oS텍준준준rltilgea트,pp转hs스ee动n)타,s惯일a>n量을dc急편时R.剧집,S对합增im니关加o다n联.提受出扰, 回动弯, 超处导实态际是正 内部 다颇섯不째同수的준两个转动带的交义(band crossing), 一个 是基带, 内部核子配对, 小, J, EJ; 另一个是激发带S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆
示。所谓晕态是指同角动量下，能量最低的态， 这些态构成的线称为晕线(yrast line),如图4.8.2所示。
精选ppt
9
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
10
5. 高自旋态中的回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
重다离섯째子수库준仑激发：通过长程电磁相互作用产生
非弹性散射，使靶核处于高自旋态。库仑激发容
易激发起集体运动，但是激发能不太高。适用于
稳定线附近的核，需要稳定的靶。
精选ppt
6
高自旋及回弯现象
熔마合스蒸터发텍反트应스：타일用을加편速집到합一니定다 能量的重离子束流， 打둘在째靶수核준上,与靶核熔合产生复合核。复合核通过 蒸셋发째粒수子준（中子、质子或α粒子 ）可以退激掉大 部넷分째的수能준量，但发射的粒子不能带走很多角动量， 于다是섯形째成수具준有高自旋的剩余核，它通过级联跃迁
一般将原子核自旋量子数大于10的核态称为高自 旋态。
精选ppt
2
从六十年代后期开始，由于重离子加速器的建
立，探测器技术、电子学技术和计算机技术的发
展，在衰变谱学(由原子核的自然衰变而得到能谱) 的基마础스上터逐텍渐트形스成타了일을一편个집新합的니研다究领域—现代核 谱学둘,째大大수준扩大传统核谱学研究的疆界。现代核谱 学一셋方째面수可준以通过某些核反应使人们观测到原子 核的넷多째种수激준发模式和多种退激模式，另一方面， 也可다以섯通째过수某준些反应将反应产物中的生成核布居
(R)顺排, 急剧增大, 出现图示的回弯.
精选ppt
13
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
14
高自旋及回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
原子核的高自旋态
精选ppt
1
高自旋态研究介绍
原子核具有的角动量称为原子核的自旋,属于原子 核重要的量子力学性质.实验上是从原子光谱存在超精 细结构发现的。
原子核是由核子组成的,每个核子有自旋,同时在核 内作复杂的相对运动,具有相应的轨道角动量,这些角 动量和原子核的集体转动角动量耦合,构成了原子核的 自旋。
退激到基态。即所谓的重离子反应(HI,(xn,xp))。
熔合蒸发反应适用于缺中子核。熔合蒸发反应是
比较好的一种研究高自旋态的方法，最高可以获 得约60ℏ的角动量。
精选ppt
7
120核区高自旋态实验研究
7Li轰击114,116Cd，束流能 量 分마别스为터4텍8和트3스0 타M일eV을。편집합니다
둘째 수준
精选ppt
11
5. 高自旋态中的回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
12
(2) 回弯机制
早期, B. Mottelson and J. Valatin提出, 对崩溃 (带Pa态7ir2마둘셋넷,i年n스째째째gF터C수수수.oS텍준준준rltilgea트,pp转hs스ee动n)타,s惯일a>n量을dc急편时R.剧집,S对합增im니关加o다n联.提受出扰, 回动弯, 超处导实态际是正 内部 다颇섯不째同수的준两个转动带的交义(band crossing), 一个 是基带, 内部核子配对, 小, J, EJ; 另一个是激发带S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆
到更高的激发态和更高的自旋态。
七十年代，人们由晕谱的转动惯量出现回弯而
发现的普遍的“回弯现象”导致了高自旋态核物
理学的出现和发展。
精选ppt
3
核谱学研究的三个主流方向
마스터 텍트 스타일을 편집합니다
둘째 수준
1셋.激째 수发준能自由度(高激发能)
2넷다.同째섯째수位준수준旋自由度(高同位旋)
精选ppt
8
高自旋及回弯现象
19마71스年터A텍.Jo트hn스so타n等일을人편通집过합니160G 다d(,4反n)1应60D研y 究了 核 的둘1高6째0 D 自y수旋준态。他们在分析转动惯量 与转动角 频率
ω셋的째变수化준关系时，发现晕谱在I = 14+附近转动惯
量넷突째然수增준加，出现回弯现象(backbending)，这里 我다们섯给째出수另준一清晰的回弯现象的图，如图4.8.1 所
3自旋自由度(高自旋)
精选ppt
4
高自旋态的布居
마수준
1셋.째重수粒준 子多重库仑激发
2넷다.째섯重째수粒준수준子诱发裂变
3.重粒子融合蒸发反应
精选ppt
5
高自旋及回弯现象
重 核마스裂터变텍：트应스用타重일核을 的편집自합发니裂다变，产生丰中子核
的둘高째自수旋준态。重核裂变同时能够产生大量裂变碎 片셋，째一수次준实验可以研究很多核的高自旋态，但是 这넷些째核수也준会在数据分析时互相干扰。
셋째 수준
넷째3 7L 수 준1 i41 C 86 d151 S 18 b5n 다섯3 7째L 수1 i4 준1 C 86 d152 S 10 b3n
3 7L1 i41 C 84 d151 S 16 b5n
3 7L1 i41 C 84 d1 41 I94 n 3n
3 7L 1 i41 C 86 d 1 51 S 08 n 1p4n
图4.8.1、回弯现象
精选ppt
图4.8.2、晕线
15
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
16
(2) 回弯机制
早期, B. Mottelson and J. Valatin提出, 对崩溃 (带Pa态7ir2마둘셋넷,i年n스째째째gF터C수수수.oS텍준준준rltilgea트,pp转hs스ee动n)타,s惯일a>n量을dc急편时R.剧집,S对합增im니关加o다n联.提受出扰, 回动弯, 超处导实态际是正 内部 다颇섯不째同수的준两个转动带的交义(band crossing), 一个 是基带, 内部核子配对, 小, J, EJ; 另一个是激发带S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆
示。所谓晕态是指同角动量下，能量最低的态， 这些态构成的线称为晕线(yrast line),如图4.8.2所示。
精选ppt
9
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
精选ppt
10
5. 高自旋态中的回弯现象
마스터 텍트 스타일을 편집합니다 둘째 수준 셋째 수준 넷째 수준 다섯째 수준
重다离섯째子수库준仑激发：通过长程电磁相互作用产生
非弹性散射，使靶核处于高自旋态。库仑激发容
易激发起集体运动，但是激发能不太高。适用于
稳定线附近的核，需要稳定的靶。
精选ppt
6
高自旋及回弯现象
熔마合스蒸터发텍反트应스：타일用을加편速집到합一니定다 能量的重离子束流， 打둘在째靶수核준上,与靶核熔合产生复合核。复合核通过 蒸셋发째粒수子준（中子、质子或α粒子 ）可以退激掉大 部넷分째的수能준量，但发射的粒子不能带走很多角动量， 于다是섯形째成수具준有高自旋的剩余核，它通过级联跃迁
一般将原子核自旋量子数大于10的核态称为高自 旋态。
精选ppt
2
从六十年代后期开始，由于重离子加速器的建
立，探测器技术、电子学技术和计算机技术的发
展，在衰变谱学(由原子核的自然衰变而得到能谱) 的基마础스上터逐텍渐트形스成타了일을一편个집新합的니研다究领域—现代核 谱学둘,째大大수준扩大传统核谱学研究的疆界。现代核谱 学一셋方째面수可준以通过某些核反应使人们观测到原子 核的넷多째种수激준发模式和多种退激模式，另一方面， 也可다以섯通째过수某준些反应将反应产物中的生成核布居