原子核的手征对称性

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叶铭汉先生与中国高等科学技术中心(王垂林)-叶铭汉先生与

这是一门边缘学科，在支持力度不足的情况下，得到了叶先生的大力支持。在叶先生的支持下，该全国系列会议从2006年开始，每隔一年在中心召开一次。会议的召开，对展示灰色系统理论的最新研究进展，促进灰色系统研究的交流与合作，进一步巩固我国在灰色系统理论研究中的领先地位，起了积极的作用。
担任加速器学校校长，培养上海光源人才
陈丽萍陈永忠戴志敏龚培荣谷鸣顾强郭春龙何建华林国强刘桂民缪海峰王纳秀肖体乔余笑寒周巧根朱卫华李亚红
女男男男男男男男男男男男男男男男女
本科真空组骨干助工硕士束流测量组骨干副研博士副研硕士高工本科本科助工硕士副研博士工程师大专副研博士助工本科助研本科博士后博士博士博士高工硕士高工大专工程储存环负责人，副所长光束线控制组副组长电源部副主任，注入引出系统负责人增强器高频系统负责人电源组骨干光束线实验部主任直线加速器电子枪负责人加速器物理组组长控制组骨干光束线光学组副组长光束线工程部主任光束线实验部副主任加速器机械部副主任光束线工艺组组长所（光源）工程办主任
主持举办各种学术研讨会、暑期学校
研讨会的内容包括：高能物理、天体物理和宇宙学、核物理、相对论重离子物理、凝聚态物理、超导物理、强关联体系、纳米科学、加速器物理、数学物理、非线性科学、计算物理、复杂性科学、环境科学，以及与物理学科相关的各交叉学术领域。中心的学术活动提供了一个学术交流的平台，增进了国内各科研单位，各相关交叉学科，以及与国外科研单位间的交流合作，促进了新兴和交叉学科的发展，特别为青年科研人员提供了学习和交流的机会。

核物理中的手征微扰论

动量的幂展开外，还需按轻夸克质量的幂来展开．二者结台起来拘成手征微扰论的新的幂级数展开．（Ｔ作为标准模型的低能有效理论已被广泛用于＇ＨＰ和Ｇｏｄｔｎ［ｓｏｅ介子有关的强相互作用、电弱相互作
核子后理论的新特点，并给出了核物理中常用的几
Ｆ１去ｑｒｃ种重子手征微扰论的形式．在第４节．对重子手征（一一）＋）ｊｕ）：（．２ｇ）
收稿日期 ∞ｕ㈨ｌ２；改日期：：０ｌｌ６修￣２ｕｏｏ７＊基金项目：１家自然科学基盘贳助项Ｉｔ８５２，日Ｉｌ０６；岛等学校博士学科点争项科研基金资助课题（７３）７９０５ｌ５８作者筒彳ｒ：张小兵（９０Ｊ男（旌Ｊ河北打家止＾１－７汉．博＋．副教授．Ｍ事原子柱理论研究
＋１（［要理论工具．吉＿ｐ１Ｏｊ
在第２节，们将考虑只包含Ｇｏｄｔｎ我ｌｓｏｅ玻色此处ａ和Ｆ分别称为散射长度和有效力程．准确到ｅ
子的手征微扰论，以简要介绍手征微扰论的核心借
１引言
原子核物理学经近７０年的发展历程积累了丰
如果研究对象是介子，上式中对应两个低则
能参数分别是介子电荷和均方半径．当把低能核物理纳人有效场论并满足低能ＱＣ近似的手征对Ｄ称性要求时，包含着核动力学的有效拉氏量除了按

王垂林-中国科学院高能物理研究所

名称
组织者
组织者单位
人数
一共 46 次会议，参加人数：4314人
2013LHC/ALICE 物理国际学术会议第八届中国-日本双边核物理研讨会莙政项目学生模拟国际会议周代翠、蔡勖华中师范大学李笑梅、殷中宝柳卫平、张焕乔、原子能院朱升云郑冰雷上海交通大学王群耿立升、赵强程茵曹建苑长征、沈肖雁袁清习中国科技大学北京航空航天大学上海交通大学北京大学教务部高能所高能所 110 84 150 58 93 50 48 38 121
主持李政道大课题的组织工作
李政道大课题是在国家自然科学基金会理论物理专款下的一个重点项目。目前有11位高级科研人员参加。
本项目注重于现代物理前沿课题的创新性研究。研究主要方式是密切关注国内外实验结果，从物理的最基本原理出发，在国际前沿物理领域展开研究工作。
本项目的子课题包括
序号
1 2 3
课题名称
名称
组织者
组织者单位
人数
一共 33 次会议，参加人数：3443人
伽利略-徐光启相对论天体物理国际会议第九届全国重味物理和 CP 破坏研讨会场论、统计物理及相关问题研讨会十四届全国中高能核物理大会暨第八届全国中高能核物理研讨会阈值附近粲介子物理国际研讨会国家中子源多学科应用研讨会-2011 第7届退禁闭相变和QCD临界点物理国际学术会议北京同步辐射装置EXAFS谱分析高级讲习班强场激光驱动下的带电粒子加速研讨会第三届统计物理与复杂性科学路线图研讨会。。。。。。楼宇庆吕才典清华大学理论所 150 70 100 70
近四年举行的研讨会统计
中心在叶先生的主持下，每年组织约三十余次各种规模的研讨会/讲习班。四年来（2011-2014学术年度）共组织 153次会议，参加人数约15200人次。

高中物理必修3-5原子核知识点

高中物理必修3-5原子核知识点原子核是高中物理必修3-5的内容，有哪些知识点需要我们了解?下面是店铺给大家带来的高中物理原子核知识点，希望对你有帮助。

高中物理原子核知识点一、原子核的组成1、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。

2、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。

查德威克经过研究，证明：用天α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强(10-20厘米的铅板)的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。

3、质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。

具有相同质子数的原子属于同一种元素;具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。

二、放射性元素的衰变1、天然放射现象(1)人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。

(2)1896年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽·居里和皮埃尔·居里经过研究发现了新元素钋和镭。

(3)用磁场来研究放射线的性质(图见3-5第74页)：①α射线带正电，偏转较小，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强;②β射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强(几毫米的铝板)，电离作用较弱;③γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强(几厘米的铅板)，电离作用很小。

2、原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。

在衰变中电荷数和质量数都是守恒的(注意：质量并不守恒。

)。

γ射线是伴随α射线或β射线产生的，没有单独的γ衰变(γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

)。

2、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。

放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。

化学概念：手征性

化学概念：手征性手征性(chirality)即为手性，是指一种化学物质同时具有两种不同的分子结构，两种分子结构互为镜像对映体，彼此间的关系就像人的左、右手。

手征性是分子产生旋光性的必要条件，是生物系统基本特征之一。

在生物体内的一些糖类、蛋白质和氨基酸都具有手征性。

并且与生命无关的现象中，左、右旋的氨基酸都同样稳定，也以同样数量存在。

但在地球上构成生命的蛋白质中，绝大多数氨基酸都是左旋的。

此外，生命体只能代谢右旋的糖。

理论上讲，按"手征性"区分，构成生命的基本分子--氨基酸和糖在自然界中可以是左旋的，也可以是右旋的。

但在生命体中，只有左旋的氨基酸和右旋的糖。

有科学家认为，这是生命随机选择的结果。

但也有人认为，可能在最初的生命形成过程中，有某种原因影响了左右旋两类分子的微妙平衡，使左旋氨基酸和右旋糖成为生命的必然选择。

一些人提出，这可能是阳光的圆偏振效应(一种电磁波现象)造成的。

分类手征性有以下几类:①中心型手征性。

由于分子中有手征性碳或其他原子的不对称因素(见不对称原子)，使分子具有手征中心。

②轴型手征性。

通过分子中的一个轴来区别左右手征性，该轴即为手性轴。

例如丙二烯型或联苯型旋光化合物分子。

③面型手征性。

分子就一个平面来区别手征性，该面即为手性面，例如旋光性提篮型化合物或反环辛烯等。

定义手征性(chirality)也是物理学中的一个概念。

以螺旋为例，定义其手性时，可使右手大拇指指向螺旋的轴向，其余四指握拳并据此比较螺旋的旋转的前进方向。

如果螺旋是顺着四指(由指根向指尖)趋向大拇指指尖的方向，则该螺旋称为右手性的;反之，则称为左手性的。

该方法可以更明白地表达成:顺螺旋的轴向观察，如果看到的螺旋是逆时针接近观察位置的，则为右手性的;反之为左手性的。

这个方法操作起来和电磁学中有关电流方向和感生磁场方向的安培定理(Ampére rule)的方式差不多，该定理的两种典型情况分别是:判断载流直导线中的电流方向与感生磁场方向的关系时，让右手大拇指指向电流方向，则其余四指的方向则为磁场方向。

物理学中的对称性与对称破缺

物理学中的对称性与对称破缺对称是自然界的一种普遍现象，而对称性作为物理学中的基本概念之一，则涉及到了宇宙最基本的定律和规律。

在物理学中，对称性具有重要意义，它直接关系着自然规律的描述和研究。

对称破缺作为研究对称性的重要分支，也对我们认识和理解自然界的基本规律和本质起到至关重要的作用。

对称性是物理学的基石之一，它是描述和分析物质和能量之间相互关系的重要方法。

对称性用来描述系统在经过某种变换后，仍然保持不变的特性。

这种变换可以是任意的，例如转动、平移、时间反演等。

而保持不变的特性则是一些数量、形式、结构等性质的不变性。

这些不变性包括质量守恒、动量守恒、角动量守恒等，它们通常是我们在物理学中熟知的一些基本规律。

在对称性的研究中，最具代表性的对称破缺现象之一是超导现象。

超导现象是指某些物质在达到一定的温度和磁场下，电阻突然变为零、电流无限大的一种现象。

这种现象的存在就曾经被视为对称破缺的一种重要表现。

在超导的物理学中，相变是很重要的一种现象，它表明了超导物质由于破缺了其本来的对称性而会发生一些不同寻常的变化。

对称破缺的另一个重要表现就是晶体的外形和性质。

在晶体中，常常存在着多种对称性，在不同的破缺机制下，晶格中出现的不同类型的缺陷、位错、滑移等表现出了晶体所具有的一些特殊性质。

例如，在钠氯化物晶体中，钠离子进入不规则通道而具有六方对称性，这个对称性与其在正八面体中的对称性是破缺的，并且这种破缺是非常稳定的。

对称性和对称破缺的研究在物理学中具有广泛的影响和应用。

在宇宙学中，对称性是研究宇宙演化和结构的基础。

在凝聚态物理领域，对称性破缺是研究物质的性质和物理现象的重要手段。

在粒子物理中，对称性则是研究微观粒子如何相互作用和组合的关键。

通过对对称性和对称破缺的研究，物理学家们深入探索自然界的本质，揭示了自然界的深层次规律，也为现代科技发展提供了思想和理论支撑。

总之，对称性和对称破缺是物理学中非常重要的基础概念，它们是更深入地了解宇宙和自然规律的必要手段。

物理学中的对称性

共六十八页
物理学中的对称性
共六十八页
物理学中的对称性
从库仑定律出发可以论证，电场强度E是极矢量；从毕奥—萨伐尔定律(dìnglǜ)出发可以论证，磁感应强度B是轴矢量。镜象对称是物理学中最重要的对称之一，在宏观、微观领域都广泛存在。
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物理学中的对称性
物理学中的空间对称性物理定律的旋转对称性表现为空间各方向对物理定律等价，没有哪一个方向具有特别优越的地位。例如，分别在南、北半球进行单摆实验，实验仪器取向不同，得出的单摆周期公式仍然相同。物理定律的平移(pínɡ yí)对称性表现在空间各位置对物理定律等价，没有哪一个位置具有特别优越的地位。例如：在地球、月球、火星、河外星系…进行实验，得出的引力定律（万有引力定律、广义相对论）相同
图3 镜像反射(fǎnshè)
对称
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标度变换对称 (biāo dù)
所谓“标度变换”,通俗地讲，就是放大缩小。鹦鹉螺美丽的外壳为标度不变提供了一个很好的范例。在数学中，平面极坐标中描述的一条螺线，具有标度不变性的函数
关过系一是个角度，就，可这以时与当原这来个的图l曲n形r线放重大合或(c缩hóng小hé)时。，下只图需是转典
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物理学中的对称性
物理学中的镜象对称性
物理学中有各式各样的矢量，它们在空间反射操作下表现出不同的性质。一个矢量 r , 经过空间反射，与镜面垂直的分量反向，
与镜面平行的分量则不变。和 r 相联系(liánxì)的 v、a、f 等矢量都应有相同的变换规律。这类矢量称为极矢量。另一类矢量（如转动物体的角速度）称为轴矢量或赝矢，它们在空间反射操作下具有不同的规律：垂直镜面的分量不变，与镜面平行的分量反向。下图所表示的就是这两种矢量

原子核的基本性质

ρ = nmn =1.66×1014 g / cm3
即，一个火柴盒那样大体积的核物质的重量为10亿吨。
四、质量和结合能
原子核的液滴模型
1.质量：核质量＝原子质量－核外电子总质量
实际中，常近似用原子质量。原子质量单位：
u 1 =
12 1 ⋅ 1.6605387×10−27 kg NA 12
由质能关系： E = mc2
一、原子核的比结合能几乎为常量， B ∝ A 说明核子之间的相互作用力具有饱和性，与液体分子力的饱和性类似。二、体积近似正比于核子数，即核物质密度几乎是常量，不可压缩性，与液体类似。因此，把原子核看成带电的液滴。
（2）魏扎克（Weizsacker）公式
1935年，结合能半经验公式： (2).8页
2I −1 Q 0 2(I +1 )
第五节原子核的宇称
宇称：微观物理领域中特有的概念，描述微观体系状态
波函数的一种空间反演
宇算：ˆ 称符 P
ˆ PΨ(x) =Ψ(−x) ˆ PΨ(x) = kΨ(x), Ψ P 本态 k 本值（ (x)是ˆ的征，是征）
ˆ P2Ψ(x) = k2Ψ(x) =Ψ(x)
原子核的磁矩
µs =−
µl =−
r
r
e r e r ps = gs ( ) ps (gs =−2) m 2m e e
e r e r pl = gs ( ) pl (gs =−1 ) 2m 2m e e
二.核子的磁矩质子自旋的磁矩: 中子自旋的磁矩:
µp = gp (
e r ) ps 2mN e r r µn = gn ( ) ps 2mN
（1）当 ≤ j时有 I ， 2I+1个 , 值能级分裂成2I+1个级能，

QCD 揭秘

· 14 ·
然而，除了它们所有的相似性，在 QCD 和 QED 之间还有着几个至关重要的区别。首先，用 QCD 耦合常数标志的胶子对色荷的响应比光子对电荷的响应强得多。其次，正如图 1 所示，除了只对色荷做出响应之外，胶子还可以把一种色荷变成另一种。这类所有可能的改变都是允许的，而且迄今为止色荷是守恒的。例如，如果吸收一个胶子能把一个蓝夸克变成一个红夸克，则这个胶子本身一定带有一个单位的红色荷和负一个单位的蓝色荷。
所有这一切似乎要求有 3×3=9 种不同的色胶子。但是，胶子的一种特殊组合——SU(3)色单态 ——与其他的态不同，它对所有的荷具有同等的响应。如果我们想有一个完全色对称的理论，就必须去除这种组合。这样我们剩下的只有 8 个物理的胶子态（形成一个 SU(3)色八重态）。幸运的是，这个结论被实验所证实。
量子电动力学的物理内容被概括为一种运算法则，它联系着时空中每一个可能物理过程的概率振幅。这些费曼图通过把图 2 一类的相互作用顶角连接在一起构成，它代表着一个带电的点粒子（轻子或夸克）辐射出一个光子。将每一条线对应的运动学传播子因子与每个顶角对应的相互作用因子乘起来就可得到振幅。反转一条线的方向等价于把粒子替换为它的反粒子。
图 3 这里展示的 QCD 拉格朗日量原则上是强相互作用的一个完整的描述。但是实际上它导致了一些众所周知难解的方程。这里 mj 和 qj 分别是第 j 味夸克的质量和量子场， A 是带有时空指标μ和ν以及色指标 a、b、c 的胶子场。数值系数 f 和 t 保证了色的 SU(3)对称性。除了夸克质量之外，耦合常数 g 是该理论唯一的自由参数。
描写现实乍一看来，建议图 3 的方程或图 1 中那些等价的图可用以描述强相互作用粒子真实世界显得令人无法接受。没有一个我们真正看到过的粒子出现在图 1 中，且没有一个出现在图 1 中的粒子曾经被观测到过。特别是，我们从来没有看到过粒子带有分数电荷，然而我们却把它赋予了夸克。而且我们肯定没有见过任何像胶子一样的东西，——一种传递长程强力的无质量的粒子②。因此，如果 QCD 是对于这个世界的描写，就必须解释为什么夸克和胶子不能作为独立的粒子存在。这就是所谓的禁闭问题。除了禁闭之外，在观测的现实与夸克和胶子的幻想世界之间还有另一个定性的区别。这个区别描述起来是很微妙的，但同样是基本的。在这里我不可能对唯象论据完全公平的对待，但我能够以其最终和净化了的理论形式来阐述这个问题。唯象学表明，如果 QCD 是对这个世界的描写，那么 u 和 d 夸克应该具有非常小的质量。然而，如果这些夸克确实具有非常小的质量，那么 QCD 的方程就具有一些附加的对称性，称之为手征对称性（chiral symmetry）（源于“手”的希腊字 chiros）。这些对称性允许在右手夸克间（其旋转方向相对于运动方向像一个普通的右手螺丝）和在左手夸克间分离变换。

原子物理-原子核物理

二同号点电荷及其等效电荷分布
图7.1.2Biblioteka 旋转椭球所以旋转椭球式的电荷分布等效于一个单电荷和一个四极
子的迭合。令Q=2a3/e，称为电四极矩。可以证明原子核的电四极矩可以用下式表示：
2.原子核的自旋在§4.8节已经讲过原子核的自旋与磁矩的内容。这里我们给
出由实验测得原子核基态时的自旋I有如下规律：
第七章
§7.1
原子核物理学
原子核的基本性质
7.1.1
原子核的电荷、质量和密度
1.原子核的电荷和电荷数
2.原子核的质量和质量数
3.原子核的大小和密度
核半径与A 1/3成正比，这说明以下两点： (1)原子核的体积V正比于核内核子数A，即
也就是说，在不同的原子核内，每个核子所占的体
例题7.2.3:已知 235U原子的质量为235.043
944u，试计算其结
合能和比结合能。
解:由(7.2.1)式和(7.2.2)式知235U的结合能为
EB(235，92)=(92×1.007 825+143×1.008 665
-235.043
944)×931.5 MeV≈1783.87MeV 783.87MeV/235≈7.59MeV
(2)核力的电荷无关性
(3)核力是具有饱和性的交换力
(4)非有心力的存在
3.核力的介子理论
P=n+π+
n= p+π -
p=p±π0
n=n±π0
图7.2.2π介子作为核力的传播子 §7.3
原子核的结构模型
:(1)原子核的结合能近似地正比于核中的核子数A，即比结合能近似为常数，这说明核子间相互作用力具有饱和性，这与液体分子间相互作用力的饱和性类似。

原子核物理总-m1

原子核物理基础概论原子核是原子的中心体．研究这个中心体的特征、结构和变化等问题的一门学科称为原子核物理学．一．原子核物理的发展史１.１８９６年Bequenel发现天然放射性放射性衰变具有统计性质放射性元素经过衰变（αβ），一种元素会变成另一种元素，从而突破人们头脑中元素不可改变的观点２.１９１１年Ｒwtherford α粒子散射实验，由粒子的大角度散射确定了原子的核式结构模型．大角度散射推测原子核的太阳系模型－－核式结构３.１９１９年，α粒子实验，首次观察到人工核反应（人工核蜕变）．使人们意识到用原子核轰击另外的原子核可以实现核反应（就象化学反应一样）４.１９３２年查德威克中子的发现原子核由质子和中子构成，中子不带电荷，易进入原子核引起核反应．在这件大事中，实际上有我国物理学家的贡献．根据杨振宁的文章介绍，我国物理学家在１９３１年发表了一篇文章，记录了中子的存在，但查德威克看了之后来引用．故失去了获得诺贝尔奖的机会５.１９世纪４０年代核物理进入大发展阶段（１）１９３９年（）发现核裂变现象（２）１９４２年Fermi建立第一座链式反应堆，这是人类利用原子能的开端（３）加速器的发展，为核物理理论和核技术提供了各种各样的粒子流，便于进行各种各样的研究（４）射线技术的提高核核电子学的发展，改变了人类获取数据的能力（５）计算机技术的发展和应用，进一步改进了人们获得数据．处理数据的能力，同时提供了在理论上模拟各种核物理过程的工具．例如模拟反应堆中中子的减速―――二．核物理的主要内容按理论和应用可以分为两个方面一方面是对原子核的结构．核子．核反应等问题的研究，这是涉及物质结构的基本物体．同其他基础研究一样，是为了了解自然认识掌握自然规律为更好的改造自然而开辟道路的．另一方面是原子能和各种核技术的应用．这方面的研究相互联系，相互促进，相互推动向前发展．三．学习中的要求基本概念基本规律计算方法思考问题的方法等读物［日］片山泰久量子力学的世界科学出版社１９８３［美］Ｉ.阿石莫夫原子能的故事科学出版社１９８０冯端冯步云熵科学出版社１９９２科普读物掌握一点常识第一章原子核的基本性质概述原子核的基本性质指核作为整体所具有的静态性质．基本性质包括：电荷、质量、核半径、自旋、磁矩、宇称和统计性质等。

化学中的对称性

对称性原理--------化学中的各种对称性化学系11级3班16号贠吉星摘要：化学科学自身有着丰富的哲学内涵，它于物理学有着密切的联系，物理中存在的对称现象，在化学中也存在。

这里，仅从分子的手性，手性以及晶体结构三个方面的理论问题做一论述。

关键词：对称极性手性晶体结构“对称性”一词在我们的生活中并不陌生。

它是人们在观察和认识自然的过程中产生的一种观念。

在物理学中，对称性可以理解为一个运动，这个运动保持一个图案或一个物体的形状在外表上不发生变化。

在自然界千变万化的运动演化过程中，运动的多样性显现出了各式各样的对称性。

对称的现象无所不在，不仅存在于物理学科，也存在于化学乃至自然界。

对称性在化学界有着广泛的应用。

通过对化学一年多的学习，我浅显的了解到化学中存在的一些对称现象。

这些对称现象既深奥，又充满趣味。

分子的极性在化学这门科学中，从微观的角度讲，分子可分为极性分子和非极性分子。

而非极性分子（non-polar molecule）就具有对称性，它是指原子间以共价键结合，分子里电荷分布均匀，正负电荷中心重合的分子（此定义来自百度百科）。

也就是说，在非极性分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷分布是均匀的，对称的。

它大概可以分为两种情况：1）当分子中各键全部为非极性键，分子是非极性的（臭氧除外)。

例如，H2、O2、N2。

2）当一个分子中各个键完全相同，都为极性键，但分子的构型是对称的，则该分子也是非极性的。

例如，CO2、CH4、C2H2、BF3等区分极性分子和非极性分子的方法有以下几种:1、中心原子化合价法:组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价等于族的序数,则该化合物为非极性分子.如:CH4,CCl4,SO3,PCl52、受力分析法:若已知键角(或空间结构),可进行受力分析,合力为0者为非极性分子.如:CO2,C2H4,BF33、同种原子组成的双原子分子都是非极性分子。

4、简单判断方法对于AnBm型 n=1 m>1 若A化合价等于主族数则为非极性分子的手性手性（chirality）一词源于希腊语词干“手”χειρ(ch[e]ir~)，在多种学科中表示一种重要的对称特点。

对称性自发破缺

这不仅仅是研究风格的问题。正如巴丁、库珀和施里弗所阐述的那样，他们的动力学模型基于一个近似，即一对电子只有在它们的动量非常接近某个值的时候才会发生相互作用，这个值称作“费米面”（Fermi Surface）。这就带来了一个问题：如何以近似的动力学理论为基础，来理解超导的精确性质呢？比如严格为零的电阻和严格的通量量子化。只有以严格的对称原理来论证才能充分解释超导体非同寻常的精确性质。
宇宙涨落
这个定理在物理学的很多分支都有应用，其中一个是宇宙学。你或许知道我们对宇宙微波背景辐射的观测正用于对宇宙指数膨胀期的性质设置约束，这一时期称作“暴胀”（inflation），被广泛认为发生于辐射支配宇宙之前。但这有个问题，在暴胀结束和宇宙微波背景辐射发出之间，存在许多没有完全理解的事件：暴胀后宇宙温度提高，重子的产生，冷暗物质退耦等等。那么在我们不理解之间发生了什么的时候，怎么可能通过研究暴胀很久之后发出的辐射来研究暴胀呢？
我们大部分人研究粒子物理既不是因为这些现象奇妙有趣，也不是因为其中的实用价值，而是因为我们在追寻一种还原论的图像。普通物质之所以具有这样或那样的性质，是因为它们遵循原子物理和核物理的原理，而这些原理又来自基本粒子的标准模型，再往下是因为……好吧，我们不知道。这里就是还原论者的前沿阵地，也是我们正在探索的地方。
对称性自发破缺
对称性自发破缺（铁磁体、超导）铁磁 Heisenburg (1928) 超导 BCS 理论（1957）
Nambu (1960)
condensation of Cooper pairs into a boson-like state
对称性自发破缺（粒子物理）
Nambu (1960) 费米子凝聚,手征对称性,pion Goldstone (1961) scalar potential

原子核物理知识点归纳

原子核物理重点知识点第一章原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。

（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。

（P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。

（P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。

（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。

（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。

2、影响原子核稳定性的因素有哪些。

（P3~5）核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。

3、关于原子核半径的计算及单核子体积。

（P6）R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常核力半径＞电荷半径单核子体积：A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。

（P14）1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。

5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。

（P8）结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。

比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。

6、关于库仑势垒的理解和计算。

（P17）1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。

核物理与粒子物理导论教学大纲

《核物理和粒子物理导论》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：PH3372、课程名称（中文）：核物理与粒子物理导论课程名称（英文）：An Introduction to Nuclear and Particle Physics3、学时/学分：48/34、先修课程：基础力学、电磁学、高等数学、数学物理方法、原子物理学5、面向对象：物理系三年级或同等基础各专业学生6、开课院（系）、教研室：物理与天文系粒子与核物理研究所7、教材、教学参考书：教材：低能及中高能原子核物理学，程檀生钟毓澍编著，北京大学出版社，1997。

参考书：a.Das and T. Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics (2nd Edition),(World Scientific, New Jersey, 2003)b.Particle Physics, by Nai-Sen Zhang (Science Press, 1986) (《粒子物理学》，章乃森著，科学出版社，1986)二、课程性质和任务本课程教学目的是使学生掌握核物理与粒子物理的基本概念，了解核物理与粒子物理的一些最新发展动向。

本课程属专业选修课程，适用物理系三年级或以上各专业学生。

在整个课程讲解之中，强调基本的物理概念，并将随时插入目前国际上相关领域的研究进展和前沿问题，以使学生通过本课程的学习，对核物理与粒子物理相关的研究领域现状有一个了解。

三、教学内容和基本要求第一章：概述1）物质的结构层次2）核物理与粒子物理的发展简史3）自然单位第二章：原子核的基本性质1）综述2）原子核的组成及稳定性3）原子核的大小及密度分布4）原子核的自旋和宇称5）原子核的结合能第三章：原子核的结构和衰变1）费米气体模型2）壳模型3）集体模型4）放射性核的衰变的一般规律5）α衰变6）β衰变7）γ衰变第四章：原子核的反应1）综述：核力简介2）反应截面3）光学模型4）复合核模型5）直接反应6）核的裂变和聚变7）重离子反应第五章：极端条件下的原子核物理1）综述2）热核3）远离β稳定线核4）超重元素5）高自旋态及(巨)超形变核6）超核物理简介第六章：强子的基本性质1）粒子物理发展概述2）自然界中的基本相互作用3）粒子的分类4）对称性和守恒定律第七章：量子色动力学简介1）夸克和胶子的颜色自由度2）渐进自由3）色禁闭4）手征对称5）格点QCD第八章：强子结构模型1）强子的夸克模型2）强子的夸克势模型3）强子的口袋模型第九章：标准模型简介(2h)1）Yang-Mills规范场2）标准模型中的相互作用3）标准模型中的粒子第十章：高能碰撞器物理选讲(2h)1）加速器和探测器2）RHIC物理3）LHC物理对课程讲解的内容，尤其是基本的物理概念，要求能够理解并基本掌握，能够完成老师布置的作业。

核子的同位旋与超对称性

核子的同位旋与超对称性前言核物理是研究原子核性质和相互作用的学科，其中核子同位旋和超对称性是两个重要的概念。

本文将介绍核子同位旋和超对称性的基本原理和相关研究进展。

核子的同位旋核子是构成原子核的基本粒子，包括质子和中子。

同位旋是指具有相同质子数Z，不同中子数N的核子。

例如，12C、14C、16C等都是碳同位素，它们的质子数Z=6相同，但中子数N不同。

目前已知的核素中，有一些同位素具有特殊的化学和物理性质，被广泛应用于医学、工业和生物学等领域。

例如，碳同位素14C可以用于地质年代学和生物碳定年；放射性同位素60Co可以用于辐射疗法和工业无损检测。

在核物理学中，同位旋的概念是研究原子核的基础。

同位旋可以通过核素的质量数A=N+Z来描述，其中N为中子数。

同一种同位素的不同同位旋是不同的原子核，它们具有不同的能级结构和核反应特性。

超对称性超对称性是一种基本对称性，它在粒子物理学和宇宙学中具有重要的应用。

超对称性指的是每个费米子（自旋 $\\frac{1}{2}$ 费米粒子）都有一个对应的玻色子（自旋为整数的玻色粒子），其中费米子和玻色子通过一种对称关系联系起来。

在现代物理理论中，超对称性被广泛应用于解决量子场论、弦论和宇宙学等问题。

超对称性在一些理论模型中具有自发破缺的现象，这使得理论和实验有了更大的研究空间。

核子同位旋与超对称性的关系核子同位旋和超对称性之间存在着密切的关系。

在一些核物理模型中，核子同位旋可以被解释为超对称性的一种体现。

在核结构理论中，存在一种称为“同位旋超对称性”的现象。

这种超对称性是由于同位旋相同的质子和中子在相同的强相互作用下能够产生相同的谐振模式。

因此，具有相同同位旋的核素可以被看作是超对称的。

同位旋超对称性在核物理中的应用有很多，例如它可以用于解释各种核反应和原子核共振的性质。

同时，同位旋超对称性也被用于研究核子底态的空间对称性和对称能的影响。

结论核子同位旋和超对称性是核物理学中的两个重要概念。

原子轨道对称性匹配的判据

原子轨道对称性匹配的判据
对称性是否匹配，可根据两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴（设为x轴）或对于含键轴的某一平面的对称性决定。

只有对称性匹配的原子轨道才能组合成分子轨道，这称为对称性匹配原则。

原子轨道有s、p、d等各种类型，从它们的角度分布函数的几何图形可以看出，它们对于某些点、线、面等有着不同的空间对称性。

一个分子的HOMO和另一个分子的LUMO必须以正与正重叠，负于负重叠的方式互相接近进行反应。

要根据符号相同的轨道相互作用时成键，符号不同的轨道相互作用时成反键的原则，来判断对称性是否匹配。

扩展资料：
在符合对称性匹配的条件下，在满足能量相近原则下，原子轨道重叠的程度越大，成键效应越显著，形成的化学键越稳定。

如两个原子轨道沿x轴方向相互接近时，s轨道之间，px轨道与px轨道的重叠，就属于轨道最大重叠原则。

为了原子轨道的有效重叠，参与重叠的原子轨道必须满足：
1、对称性原则，即参与重叠的原子轨道，对称性要匹配；
2、能量近似原则，即参与重叠的原子轨道的能量要相近；
3、轨道最大重叠原则，即参与重叠的原子轨道在可能的情况下，采用波函数角度部分最大处重叠。

偶偶核的自旋和宇称

偶数核（奇奇核）与自旋和宇称对称性有关。

在核物理中，核子（质子和中子）的自旋是其一个内禀的属性，可以有1/2（向上或向下）的取值。

核子能够通过自旋的翻转实现不同的组合，从而增加原子核的稳定性。

对于偶数核，其核子的总自旋可以通过将单个核子的自旋向量相互相加来获得。

由于核子自旋向量之间的相互作用是矢量求和，因此对称性在向上和向下自旋的情况下是相同的。

这意味着在偶数核中，自旋的取向不会影响核的性质或相互作用。

至于宇称，它是描述物理系统在镜像操作（即左右翻转）下是否保持不变的性质。

在核物理中，宇称守恒指的是核子和反核子的相互作用具有相同的强度。

对于偶数核而言，它们由中子和质子组成，相互作用的强度在镜像操作下保持不变，因此宇称守恒成立。

总结起来，偶数核的自旋和宇称都与其对称性相关。

自旋不受取向影响，宇称守恒意味着相互作用在镜像操作下保持不变。