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第七章

第七章. 原子核物理概论. §32 原子核物理的对象. (1) 原子的中心：原子核 线度、质量 (2) 历史回顾 1896 年 , 贝克勒尔发现铀的放射现象；. 1897 年 , 居里夫妇发现钋和镭； 1899-1900 年，发现 、、 射线 ； 1903 年，卢瑟福证实  射线是氦核，  射线是电子； 1911 年，卢瑟福提出原子核式模型； 1919 年，卢瑟福首次实现人工核反应：用 粒子 从氮核中打出质子；. 1932 年，查德威克发现中子，海森伯提出原子核由质子和中子组成； 1934 年，小居里夫妇发现人工放射性；

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  1. 第七章 原子核物理概论

  2. §32 原子核物理的对象 (1)原子的中心：原子核 线度、质量 (2)历史回顾 • 1896年,贝克勒尔发现铀的放射现象；

  3. 1897年,居里夫妇发现钋和镭； • 1899-1900年，发现、、 射线； • 1903年，卢瑟福证实 射线是氦核，  射线是电子； • 1911年，卢瑟福提出原子核式模型； • 1919年，卢瑟福首次实现人工核反应：用粒子从氮核中打出质子；

  4. 1932年，查德威克发现中子，海森伯提出原子核由质子和中子组成；1932年，查德威克发现中子，海森伯提出原子核由质子和中子组成； • 1934年，小居里夫妇发现人工放射性； • 1939年，重核裂变现象被发现，玻尔和惠勒提出重原子核裂变的液滴模型理论； • 1942年，费米等发明热中子链式反应堆；

  5. 1945年，美国制造出原子弹；原子弹在日本广岛分裂；1945年，美国制造出原子弹；原子弹在日本广岛分裂； • 1952年，美国实现轻元素的热核爆炸； • 1954年，苏联建成第一个原子能发电站； • 1958年，我国建成第一座重水型原子反应堆； • 1964年，我国成功试爆原子弹； • 1967年，我国成功试爆氢弹。

  6. ★原子核由质子和中子组成 nucleon （3）原子核(nucleus)的组成 • ★原子核由质子和电子组成 • 微观粒子的波动性 • 核自旋

  7. （4）核素(nuclide)图

  8. §33核的基态特性 之一：核质量

  9. 质量亏损(mass defect) （2）结合能EB( binding energy)

  10. 原子核平均结合能曲线

  11. （3）半经验质量公式 液滴(liquid droplet)模型 依据: • 原子核大小有限，形状近于球形； • 核力的短程性和饱和性； • 原子核的不可压缩性

  12. 体积能 表面能 库仑能 体积能EBV （volume energy） 原子核的结合能：

  13. 表面能EBS（ surface energy） （surface tension coefficient）

  14. 库仑能EBC（coulomb energy）

  15. 原子核结合能的半经验公式： 原子核质量的半经验公式：

  16. 结合能的主要部分

  17. （4）较完整的质量公式 体积能 表面能 库仑能 对称能 对能

  18. §34 核力(nuclear forces） （1）一般性质 核力:核子与核子之间的强 相互作用力。 短程力; 饱和性; 强相互作用;

  19. 与自旋有关. 与核子电荷无关; 在极短程内存在斥心力; 核子作用势

  20. 核子作用势

  21. （2）核力的介子理论 两个电子的相互作用

  22. 汤川秀树：介子(meson)场理论 核子间的相互作用

  23. π介子作为核力的传播子

  24. §35核的基态特性之二： 核矩 （1）核自旋 线系限 主线系

  25. 基态原子核的自旋规律 偶偶核的自旋为零 奇偶核的自旋为半整数 奇奇核的自旋为非零整数

  26. （2）核子磁矩 电子的磁矩：

  27. 核的玻尔磁子（简称核磁子）nuclear magnetron 质子的磁矩：

  28. （3）核磁矩(磁偶极矩)

  29. （4）电四极矩

  30. 对任意带电体：

  31. 原子核电四极矩的定义：

  32. 原子核的形状与电四极矩的关系

  33. 一些核素的核矩实验值

  34. §37 放射性衰变的 基本规律(decay) 放射性(radioactivity)衰变：不稳定原子核自发地放射出各种射线后,转变为另一种原子核的现象.

  35. 已发现的放射性衰变模式: • 衰变 • -衰变、+衰变、电子俘获(EC) • 衰变（跃迁）、内转换（IC） • 自发衰变（SF） • 几种罕见的衰变模式 ★p放射性★14C放射性 ★ 延迟p发射★ 延迟n发射 ★双-衰变

  36. （1）指数衰变律 发生衰变的 原子核数目 t时刻未发生衰变的原子核数目 时间 间隔

  37. （2）半衰期( ) 半衰期(half life period)：放射性核素的原子核数目衰变到原来的一半所需要的时间。

  38. 13N 衰变

  39. （3）平均寿命( ) 平均寿命：放射性原子核在 衰变前的平均生存时间。

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