王为民核子(质子或中子)壳层模型概述
质子自旋之谜

质子自旋之谜王为民(四川南充龙门中学)按照王为民核子(质子和中子)的壳层结构模型:质子第一能级也是填充的一个下夸克和一个上夸克,构成质子硬芯,由于它们自旋方向相反,第一能级对质子自旋没有贡献,但是,由于上夸克电荷为+2/3,而下夸克电荷为-1/3,所以,电荷自旋产生的磁矩并没有完全抵消,只要第二能级填充一个与第一能级上夸克自转方向相同的上夸克,而质子的总电荷就带一个单位正电荷,自旋就是1/2,而且质子的自旋磁矩就是正的,与质子自旋方向相同。
为什么要这样填充,主要考虑的是能量最低原理。
同样,由于质子第二能级是S态,所以,质子没有电四极矩,是完美的圆球形。
实验发现,夸克对质子自旋1/2只有30%左右的贡献。
事实上这与用夸克计算质子自旋的方法有关。
传统的方法是两个夸克自旋发现相反,相互抵消,由一个夸克来贡献质子的1/2自旋。
实验又发现这一个夸克又只能贡献30%左右的质子1/2的自旋。
显然,这是传统计算方法出现了问题,而不是没有考虑胶子自旋的原因。
也就是质子中的相反电荷的自旋不应该相互抵消,而应该相加,这样就变成了3个30%左右的1/2夸克自旋相加,即30%×(1/2+1/2+1/2)=3/10×3/2=9/20≈1/2可见,质子自旋之谜由此得到破解。
完全不需要考虑胶子对质子自旋的贡献。
为什么夸克只贡献夸克自旋的30%的自旋呢?原因是夸克的颜色有三种,并且在传递胶子过程中不断变化,所以,一种夸克在一种颜色状态只能分配到3种颜色全部自旋的1/3,也就是说,夸克在一个1/2自旋过程中,平均要变化3种颜色。
所以,每一种颜色的夸克的自旋实际只有1/6。
按照相反电荷自旋要反向相加和夸克3种颜色平均分配夸克自旋1/2为1/6的原则,再考虑王为民核子(质子和中子)壳层模型,核子(质子和中子)自旋就是3个1/6相加,即1/6+1/6+1/6=1/2中子的自旋与质子自旋情况类似。
王为民核子的势阱模型
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王为民核子(质子或中子)的势阱模型王为民(四川南充龙门中学)本人提出一个和现代主流理论一个不同的王为民核子(质子或中子)的势阱模型,它和现代主流理论有严重冲突,所以,我不能保证一定是对的。
但是,由于这个模型能够解释一些物理现象,所以,我还是介绍给大家。
我沿着原子核物理的传统思路构建核子(质子或中子)的势阱模型,如有必要再补充谐振子势阱,构造核子(质子或中子)的壳模型,类似原子核的壳模型。
核子由于没有象原子的原子核这样的质量中心,所以,象原子核物理研究原子核的壳模型那样,假设夸克位于有限深方势阱和谐振子势阱中就是最简单不过的想法。
因为核子(质子或中子)结构没有原子核复杂,所以,一般说来,用方势阱模型说明核子结构就可以了。
下面就是用一维有限深方势阱来计算核子(质子和中子)的磁矩的。
质子带电,所以质子势阱要加库仑势。
中子不带电,所以,势阱没有库仑势。
为了使核子(质子或中子)结构处于能量最低状态,对于夸克在一维势阱能级的填充上,有以下特点:1、基态(第一能态)不能填带电相同的夸克,因为在这个能级上,相同电荷相互排斥,能量不是最低状态。
所以,只能填电荷符号相反的一个上夸克和一个下夸克。
2、基态就是S态,轨道量子数为零,只考虑夸克的自旋量子数。
3、由于基态要求自旋相反,结果两夸克带电符号又相反,结果,它们产生的磁矩方向相同。
上夸克带正2/3电荷,下夸克带负1/3电荷,结果加起来刚好是一个单位的核磁矩μN。
4、要得到第2点一个单位的核磁矩必须假定自由的上夸克和自由的下夸克的静质量为一个核子的质量。
事实上,由于夸克的色禁闭,夸克不能处于自由状态。
但是,按照相对论分离的核子(质子或中子)的自由夸克的质量应该大于它们结合为核子的质量,有一部分质量发生了亏损,这里假定亏损的就是两个核子的静质量。
所以,每一个上夸克或下夸克的静质量应该是一个单位的核子质量。
这与主流理论有矛盾,但是,符合相对论要求。
5、对于质子,另一个上夸克填充到第二能级,这个第二能级是进行了方势阱第二能级的轨道角动量和自旋角动量耦合,发生分裂,结果量子数L+s能级比量子数L-s能级能量低(和原子能级特点不同),结果L+s能级成为第二能级。
原子核内存在谐振结构之原理
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原子核内存在谐振结构之原理原子核是构成物质的基本单位之一,它由质子和中子组成。
在原子核内部,质子和中子之间通过强相互作用力相互吸引,并保持着一定的排列结构。
事实上,原子核内部的质子和中子也存在着一种谐振结构,这种结构可以通过核壳模型来解释。
核壳模型是由玛丽亚·格波多命名的,她于1963年提出并得到了国际核物理学界的广泛认可。
核壳模型基于量子力学的原理,它认为原子核内部的质子和中子的排列方式符合一种类似于电子在原子轨道中排列的方式。
核壳模型将核结构分为几个壳层,并认为这些壳层内的核子是稳定的,而跨越壳层的核子则需要大量能量。
核壳模型中的壳层数目和壳层容量是根据量子力学的规则来确定的。
在核壳模型中,壳层被用主量子数和角动量量子数来描述。
主量子数n 表示壳层的主要能量级,而角动量量子数l则揭示了壳层内核子的运动状态。
根据量子力学的规则,每个壳层可以容纳2(2l + 1)个核子。
这也解释了为什么不同核素的核壳结构可以不同,因为它们的质子和中子数目不同,壳层填充程度也会不同。
核壳模型中的壳层结构对核素的特性有很大影响。
当一个壳层内的核子数目达到壳层容量的一半时,核素就变得非常稳定。
这是因为核壳层内的核子相互作用所形成的平均场对核子起到一种束缚作用,使得核子更加稳定。
这种稳定性也称为"魔数"效应,例如质子数或中子数为2、8、20、28、50、82、或126时,核素更加稳定。
这些"魔数"核壳层内的核子比其他核素更加紧密地排列在一起。
原子核内的谐振结构不仅仅是核壳模型的结果,还与核子之间的相互作用力有关。
核子之间存在着作用力的竞争,包括库伦相互作用力和核力。
库伦相互作用力是负责核子之间的排斥力,而核力则是负责核子之间的吸引力。
当核壳层内的核子数达到魔数时,库伦相互作用力和核力之间的平衡更加稳定。
总之,原子核内存在谐振结构的原理可以通过核壳模型来解释。
核壳模型将核结构分为几个壳层,并且核子的排列方式符合量子力学规则。
王为民辐射创生正反宇宙
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王为民辐射创生正反宇宙王为民(四川南充龙门中学)正反王为民粒子白洞辐射创生正反宇宙的彭罗斯图霍金辐射能够创生宇宙吗?答案是不能。
原因是在真空中的一个黑洞视界外面,真空量子涨落(起伏)产生的正反粒子的一个掉进黑洞,另一个没有掉进黑洞的粒子发射出来,这就是霍金的黑洞辐射。
但是,至于掉进黑洞的是粒子,还是反粒子,这凭运气,两种情况几率相等。
而我们的宇宙是由物质粒子组成的。
所以,要由没有掉入黑洞的相等数量的正反粒子创生宇宙是根本不可能的。
因为正反粒子在宇宙中相互湮灭,重子数为零,而我们的物质宇宙的重子数为正。
本人(王为民)在考虑到这个问题的严重性以后,决定考虑由白洞内部真空的量子涨落(起伏)产生的正反粒子中的正物质进入克鲁斯卡尔坐标系第一片区形成我们的物质宇宙,而反物质粒子进入克鲁斯卡坐标系第三片区形成反物质宇宙,这就是所谓的王为民辐射。
这很自然地解释了我们的物质宇宙重子数为正,反物质宇宙重子数为负。
但是,这仍然有一个问题,是什么原因造成了白洞视界内部真空的极化,使正反粒子有选择性地进入不同的克鲁斯卡尔坐标系的第一和第三片区形成正反宇宙的呢?本人(王为民)想到,这和白洞的来源有关,而且白洞应该是粒子白洞,它的来源也应该是真空量子涨落(起伏)产生出来的,而由真空量子涨落(起伏)产生白洞粒子不应该是一个,而应该是一对正反王为民粒子白洞,这样才符合动量守恒定律,但是,这必然破坏能量守恒定律,但由于真空能量和时间的不确定关系,允许在很短的时间内破坏能量守恒定律产生正反王为民粒子白洞,这叫能量的借贷,但是,必须在很短的时间还回去这个能量。
但是,由于正反王为民粒子白洞奇点相斥,无法相互湮灭,向真空还回能量,所以,正反王为民粒子白洞就由真空产生的虚粒子状态变成了不能相互湮灭的实粒子,这就为正反宇宙的起源创造了条件。
由于正反王为民粒子白洞已经由真空变成了一种实际存在,它们由奇点和视界相互重合到分离的过程相互极化,使得我们可以任意选择一个王为民粒子白洞作为正王为民粒子白洞的克鲁斯卡坐标系来描述正反宇宙的起源、演化、终结的历史过程。
原子核建模核壳层理论研究进展
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原子核建模核壳层理论研究进展近年来,原子核的研究一直是核物理学的重要领域,而核壳层理论则是对原子核结构和行为的重要解释。
本文将介绍原子核建模和核壳层理论的研究进展,并讨论其在核物理学和相关研究领域的应用。
原子核建模是研究原子核结构和性质的重要方法之一。
在过去几十年里,研究人员开展了大量的工作,总结了多种原子核的建模方法。
其中,玻尔模型是最早的一种建模方法,将原子核看作是一个由质子和中子组成的粒子组合体。
这种模型适用于轻核,但无法解释重核的性质。
随后,层状模型和碎片模型被提出,试图解释重核的行为。
然而,这些模型依然存在一些问题,无法全面准确地描述原子核的性质。
在原子核建模方法的发展过程中,核壳层理论逐渐崭露头角。
核壳层理论认为原子核中存在着一些特殊的核子分布,形成了相对稳定的壳层结构。
这些壳层结构在原子核的能级和性质中起着重要作用。
核壳层理论的核心思想是,原子核中的核子按照一定的能级填充原理,类似于电子填充原子的壳层结构。
通过研究这些核壳层结构,可以深入理解原子核的性质和行为。
近年来,核壳层理论的研究取得了一系列重要的进展。
首先,实验证实了核壳层结构的存在。
研究人员通过测量原子核的能谱和电荷分布等实验数据,发现了一些具有壳层结构的核素。
这些实验证实了核壳层理论的基本假设,为后续研究提供了重要的实验依据。
其次,核壳层理论被应用于核素稳定性和衰变规律的研究。
根据核壳层理论,壳层结构的核素相对稳定,而超出壳层的核素则具有不稳定性。
因此,通过核壳层理论可以预测核素的稳定性和衰变规律。
这项研究在核物理学和核能领域具有重要意义,有助于更好地理解和利用原子核的性质。
此外,核壳层理论还被应用于核素产生和核反应的研究。
研究人员发现,核壳层结构影响着核反应的截面和速率。
通过研究核壳层结构在核反应中的作用,可以更好地预测和控制核反应的过程和性质。
这对于核能的开发和利用具有重要价值。
最后,核壳层理论的研究还涉及到核子结构和核力的研究。
量子力学在原子核研究中的应用
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量子力学在原子核研究中的应用量子力学是一门研究微观粒子行为的理论,其应用广泛,从原子、分子到材料科学、物理学等领域都有重要作用。
在原子核研究中,量子力学的应用为我们揭示了原子核结构的奥秘,为核能的开发与利用提供了基础。
本文将探讨量子力学在原子核研究中的应用,从核衰变到核裂变、核聚变的研究,以及核壳模型等方面进行论述。
核衰变是指原子核自发地放出辐射粒子,并转变成具有较稳定结构的核,从而达到能量平衡的过程。
量子力学通过研究核衰变现象,揭示了核内部发生的量子行为。
根据量子力学,原子核内的质子和中子以波函数形式存在,其具有概率的性质。
核衰变的过程可以用量子力学中的衰变算符进行描述,确定衰变速率以及衰变产物的特性。
通过研究核衰变,科学家们得以深入了解原子核结构的复杂性,从而进一步推动了核能的研究和应用。
核裂变是指重核(如铀、钚等)在受到中子轰击后分裂成两个或多个轻核的过程。
量子力学在核裂变的研究中起到了关键作用。
根据量子力学理论,原子核内的粒子被视为波函数的形式,波函数表示了它们可能存在于不同位置和能量的概率。
通过求解薛定谔方程,科学家们可以确定核裂变的可能性及其产物的能量分布。
这对于核能的利用和核反应堆的设计至关重要。
量子力学的应用使科学家们能够研究核裂变的动力学过程,指导核能的开发与利用。
与核裂变相反,核聚变是指轻核(如氢、氦等)在高温高压条件下融合形成重核的过程。
量子力学在核聚变研究中也发挥着重要作用。
量子力学描述了粒子之间的相互作用规律,通过研究粒子之间的散射过程,可以确定核聚变的可能性。
此外,量子力学的应用还有助于解析并预测核聚变反应产物的能量分布以及产物的产率。
量子力学在核聚变的研究中为我们提供深入的理解,为核聚变技术的发展提供了理论基础。
此外,核壳模型是量子力学在原子核研究中的又一重要应用。
核壳模型是描述原子核内部核子排布的理论模型,其核心思想是原子核内的质子和中子的运动遵循量子力学规律。
根据核壳模型,原子核可以看作是由壳层填充的核子组成的。
原子核的壳模型全
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③、由实验值知道
E l
能12 级在
能El级12 的下面,所以要求f(r)<0。
④、适当选择自旋—轨道耦合强度f(r)后,就可以解释全部的幻数。
对于原子情况:
2 1 dV (r) f(r)
2me2c2 r dr 这里V(r)可取库仑势:
V (r) ~
Ze 2
r
对于原子核的情况f(r)近似取同样的形式。
最简单的中心场势为方阱势,谐振子势及Woods-Saxon势,下面分别 讨论:
(1)、球方阱势
V (r) 0V0
r R(V0 0) rR
R---势阱半径
V0---势阱深度 (2)、球形谐振子势
V
(r)
1 2
m 2r 2
V0
(V0=Constant)
m--核子质量 (2V0 / mR 2 )1/ 2
5、自旋—轨道耦合
在谐振子势阱和方势阱的讨论中,我们都没有考虑核子的自旋和轨道耦合问题。
实验表明,核子的自旋—轨道耦合不但存在,而且这种耦合作用是很强的。
1949年,在大量实验事实的启示下,M.G.Mayer and J.H.D.Jensen独立提
出了强自旋—轨道耦合模型,使问题的解决有了关键性的突破。他们把方势阱和
对某一个确定的n,l相同的状态,能量都一样,因而某一给定l的2l+1个状 态,能量都相同。
由泡利不相容原理,对于自旋s=1/2的电子,它服从泡利原理。这样,在 能量相同的同一个l能级上总共可以容纳2(2l+1)个电子。
对于l=0,1,2,3,4,5,6,7,分别用s,p,d,f,g,h,I,j,…表示 ∴对于s能级,最多容纳的电子数N=2
第二,核中的核子的密度与原子中的电子密度相比,大得不可比拟,以致 核子在核中的平均自由程可以比核半径小得多,于是可以想象核子间似应不 断发生碰撞,因而很难理解在核子中的运动可以是各自独立的。
原子核式结构模型
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原子核式结构模型在20世纪早期,物理学家发现了原子核的存在,并且发现原子核中质子和中子的存在。
根据这一发现,物理学家开发了原子核式结构模型。
这个模型认为,原子核是原子最重要的组成部分,其中包含了几乎整个原子的质量和正电荷。
原子核中的质子带有正电荷,而中子不带电。
质子和中子被认为是由更基本的粒子组成的,这些粒子称为夸克。
质子由两个夸克组成,其中一个带有正电荷,另一个带有负电荷。
中子由两个带有负电荷的夸克和一个带有正电荷的夸克组成。
这个模型解释了原子核中质子和中子的存在,以及它们如何对整个原子的性质产生影响。
除了原子核,原子还包含着电子。
电子带有负电荷,它们绕着原子核的轨道上运动。
根据原子核式结构模型,电子的质量对整个原子的质量几乎没有影响,而且电子的体积非常小,所以它们被看作是点状粒子。
根据原子核式结构模型,电子的运动轨道是量子力学理论的一个重要方面,它们具有特定的能量和角动量。
原子核式结构模型的提出解释了很多关于原子的性质和行为的问题。
例如,它可以解释原子的稳定性,以及为什么只有特定数目的电子能够占据每个能级。
它还可以解释原子的光谱特征,以及原子如何通过吸收和发射光来吸收和释放能量。
然而,随着科学的发展,原子核式结构模型的局限性也逐渐暴露出来。
例如,原子核式结构模型无法解释原子中电子的精确位置和速度,也无法解释原子间相互作用的细节。
因此,量子力学理论逐渐取代了原子核式结构模型,成为解释原子结构和行为的更准确和全面的理论。
总之,原子核式结构模型是描述原子结构的一个重要模型,它将原子的质量和电荷集中在原子核中,电子则绕着原子核运动。
这个模型为解释原子的性质和行为提供了重要的基础,但随着科学的进步,它被量子力学理论逐渐取代。
18-4原子核的结构模型概述
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2
二、集体模型 (collective model ) 也叫综合模型 综合液滴和壳层模型优点,认为核内核子在核力 作用下互相吸引,形成一个集体,发生集体振动。 每个核子在变化的势场中运动。 1. 球状核的振动 集体振动方式:能量低时形状振动,核形状作周 期性变化而体积不变;能量较高发生体积压缩性振 动,及中子和质子间有相对运动的偶极振动。 振幅不大时形状振动为多极振动叠加,主要四 极振动。四极振动是核形状按长椭球球扁椭球 次序作往返变化,球状是平衡形状。将四极振动 看作简谐振动,利用量子力学方法可以求得能量 的本征值。
轴的截面按照长椭圆圆扁椭圆的次序往返变化。
4
3. 变形核的转动 一个球体相对于任意一条过球心的对称轴的转 动,都是无意义的。转动指变形核的转动。
x
偏离完整壳层结构较远的核平衡形 状是非球形的,可看作旋转椭球状。
o y z
假定核自旋为零(偶偶核),取对称轴为z轴。考 虑核绕x轴的转动,设其转动角动量为L,转动动
无自旋核对于xy平面具有反射对称性,球谐函 数Yj,M 的宇称必须为偶性,式中j只能是偶数,于 是核转动能级为
2 E j j 1, j 0,2,4, 2J
奥格-玻尔和莫特尔逊1953年提出的核转动能谱。
6
3
2. 变形核的振动 变形核是指其平衡形状偏离球状的原子核。 主要振动形式四极振动,存在 和 两种简正 模,分别称为 振动和 振动。 所谓 振动是指旋转椭球状核一会儿变得长 一些,一会儿变得扁一些,但始终保持旋转椭球
对王为民核子(质子和中子)壳层模型的思考

对王为民核子(质子和中子)壳层模型的思考王为民(四川南充龙门中学)实验发现质子自旋是1/2,带一个单位正电荷,磁矩为2.79倍核磁子。
中子自旋是1/2,不带电,居然有-1.91倍核磁子。
人们长期不理解中子不带电,为什么会有磁矩的问题。
直到盖尔曼提出强子的夸克模型后,人们才理解中子中有一个带正电的上夸克和两个带负电的下夸克,所以,通过夸克在中子中的运动可以产生磁场。
至于为什么中子磁矩为负,却无法解释。
如果按照原子核质子和中子单独各自填充各自的势阱来用不同的夸克各自填充夸克各自的势阱,能级变简单了,但是,却与实验得到的磁矩值矛盾。
这是为什么呢?比如质子,如果让两个带2/3正电的上夸克填充上夸克的势阱第一能级,按照自旋是1/2的费米子必须遵守泡利不相容原理,能态不能相同,所以自旋相反,对质子磁矩无贡献,磁矩为零。
剩下一个带1/3负电的下夸克各自填充自己下夸克的势阱第一能级,结果产生出和自旋方向相反的磁矩,得到一个负的磁矩。
实验证明这是错误的,因为质子磁矩不但为正,而且数值还比较大。
这就是理论和实验的矛盾。
同样情况出现在对中子磁矩的解释上,如果按照原子核壳层模型各自填充各自的势阱,也将出现矛盾。
如果将带1/3负电荷的两个下夸克填充到下夸克的势阱第一能级,自旋方向相反,磁矩为零。
而剩下的一个带2/3正电的上夸克各自填充到自己势阱第一能级,将产生磁矩方向与自旋方向相同的磁矩。
而事实上,实验发现中子磁矩矩与其自旋方向相反。
可见,这种填充法是错误的。
王为民的核子(质子和中子)势阱的的夸克填充法解决了这个矛盾。
方法就是考虑色相互作用,电磁相互作用,弱相互作用,在核子(质子和中子)内部是一个统一的存在,不能单独考虑不同种类的夸克对各自势阱的填充情况,而应该考虑它们形成了一个统一势阱,按照最低能级统一填充。
因为上夸克电荷数值大,质量却小,而下夸克电荷数值小,质量却大。
按照平均力场统一填充能级,在理论上也是有道理的。
这样,对于质子统一势阱的第一能级,填一个上夸克和一个下夸克,为降低角动量,它们的自旋方向相反,但是,由于带电正负的不同,所以得到一个自旋为零,磁矩不为零的能级。
原子核壳模型

原子核壳模型在核物理与核化学中,核壳层模型是一个利用泡利不相容原理的结构来描述的原子核的能量级别的一个模型。
类似的壳层模型最早于1932年,由Dmitry Ivanenko与E. Gapon一起提出,而后在1949年核壳层模型由几个物理学家研究及提出,最主要的几个人是尤金·维格纳、玛丽亚·格佩特-梅耶和约翰内斯·延森,由于发现核壳层模型理论和对称性原理,因此于1963年颁发诺贝尔物理学奖。
核壳层模型部分是类似于原子的电子壳层描述原子中的电子的安排,当壳层填满时特别稳定,核壳层模型描述原子中次原子粒子的排布,当质子与中子填满某个核壳层,该核素更稳定。
当在一个稳定的原子核加入核子(质子或中子)时,也有一定的结合能,但其量值明显小于前一个核子。
发现幻数:2,8,20,28,50,82,126当质子或中子为幻数时有较高的结合能,这就是核壳层模型的起源。
质子和中子的核壳层是相互独立的。
因此,质子或中子可以只有其中一个为幻数,此时称为幻核,也可以两者皆是幻数,则为双幻核。
由于在核轨域填充有一些变化,目前最大的幻数是126,并推测有184个中子,但只有114个质子,这在搜索所谓的稳定岛中扮演了一个重要的角色。
目前已发现一些半幻数,特别是Z = 40时,核壳填充的各种元素,此外,16也可能是一个幻数。
核壳层模型基本信息原子核-内部结构模型表原子核壳层模型表在核物理与核化学中,核壳层模型是一个利用泡利不相容原理的结构来描述的原子核的能量级别的一个模型。
通过分析实验资料发现,原子核具有类似元素周期性的情况,含中子数或质子数为2、8、20、28、50、82以及中子数为126的原子核特别稳定,在自然界中的含量也比相邻的核素丰富。
原子核的某些性质随中子(或质子)数的增加呈现的变化也在经过上述那些值后发生突变。
上述这些数值,人们称之为幻数。
幻数的存在表明,平均场的概念对原子核也是有意义的,可以把原子核里的核子看作是在由其他核子共同产生的某个单粒子平均场中作近乎独立的运动,并认为平均场所不能概括的核子之间的剩余相互作用是比较弱的,可以当作微扰来处理,这就是壳层模型的基本思想。
原子核物理学中的核壳模型

原子核物理学中的核壳模型原子核是构成物质的基本粒子之一,它由质子和中子组成。
核壳模型是描述原子核结构的一种模型,它认为核子在核内的运动方式类似于电子在原子中的运动方式,存在着一些比较稳定的能级和相应的壳层结构。
本文将介绍核壳模型的基本概念和应用。
1. 核壳模型的基本概念核壳模型最早是由美国物理学家玛丽·居里和阿尔伯特·爱因斯坦等人提出的,它基于量子力学理论,并结合了对实验数据的分析得出。
核壳模型认为原子核中的核子具有自旋和轨道角动量,它们在核内遵循普通量子力学的规律运动,因此形成了不同的壳层结构,类似于电子在原子中的分布方式。
核子在核内根据它们的自旋和轨道角动量可以分为奇数或偶数的两类,分别称为费米子和玻色子。
费米子遵循《泡利不相容原理》,即相同的自旋、轨道角动量和能量不能同时存在于同一核子上,因此每个壳层最多容纳2(2s+1)个核子,其中2s+1是核子自旋量子数。
例如,1s壳层最多能容纳2个核子,2s壳层最多能容纳4个核子,3s壳层最多能容纳6个核子等。
当一个壳层被填满时,它就形成了一个核子态,称为壳层闭合态。
壳层闭合态比较稳定,因为它们的核子排布比较对称,核子间相互作用力比较小。
核壳模型还提出了一些重要的概念,如共振态、核子对、中子数和质子数的比例等。
共振态是指一些处于高能态的核子状态,它们的寿命比较短暂,容易通过放射性转变变成更稳定的核子态。
核子对是指相互作用比较强的两个核子,它们可以形成共振态或稳定态。
中子数和质子数的比例也是核壳模型研究的重要内容,根据壳层结构的变化以及核子间的相互作用情况,可以得到不同元素的稳定性和放射性性质。
例如,一些元素的核子数比较稳定,称为“魔数”,如4、8、20、28、50、82和126等;一些元素的核子数比较不稳定,容易发生放射性衰变,如放射性元素钚、氡等。
2. 核壳模型的应用核壳模型在原子核物理学中有广泛的应用,可以用于解释和预测原子核的结构和性质,为新元素的发现和核力学的探究提供了有力的理论基础。
原子核物理学介绍
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原子核物理学介绍原子核物理学是研究原子核的结构、性质、相互作用以及原子核内部各种粒子的运动规律的物理学分支。
作为现代物理学的基石之一,原子核物理学在基础研究和应用研究方面都有着举足轻重的地位。
一、原子核物理学的起源与发展1. 起源原子核物理学的历史可以追溯到20世纪初。
1909年,英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核的存在。
1911年,卢瑟福提出了原子核式结构模型,奠定了原子核物理学的基础。
2. 发展20世纪20年代,原子核物理学进入了一个快速发展阶段。
1928年,海森堡提出了原子核结构的液滴模型,1932年,查德威克发现了中子,使人们对原子核的认识更加深入。
20世纪40年代,随着原子弹的研制成功,原子核物理学进入了应用研究阶段。
二、原子核结构1. 原子核组成原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。
原子核的电荷数等于核内质子数,称为原子序数。
原子核的质量数等于质子数和中子数的总和。
2. 原子核结构模型(1)液滴模型:将原子核视为一个带电的液滴,核子(质子和中子)之间的相互作用力类似于液滴内分子间的相互作用力。
(2)壳层模型:认为原子核内的核子分布在不同的能级上,类似于电子在原子中的分布。
核子填充能级时,遵循泡利不相容原理和能量最小原理。
(3)集体运动模型:原子核内部存在集体运动,如振动、转动等,这些运动对原子核的性质有重要影响。
三、原子核相互作用1. 核力核力是原子核内部核子之间的相互作用力。
核力具有短程性、电荷无关性和饱和性等特点。
核力的作用范围约为12 fm(飞米)。
2. 核反应核反应是指原子核在受到外部粒子作用时,发生的结构变化。
核反应过程遵循质量守恒、能量守恒和电荷守恒等原理。
四、原子核衰变1. α衰变α衰变是指原子核释放出一个α粒子(由2个质子和2个中子组成的氦核),转变为另一个原子核的过程。
2. β衰变β衰变是指原子核中的中子转变为质子,同时释放出一个电子(β粒子)和一个反中微子;或者质子转变为中子,同时释放出一个正电子和一个中微子。
王为民无大爆炸的宇宙创生定律
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王为民CPT不严格守恒无需大爆炸可创生宇宙定律
王为民(四川南充龙门中学)
宇宙之大,真空量子涨落可以无中生有产生各种正反粒子。
正反粒子CPT(电荷、宇称、时间)是严格守恒的。
由于真空存在量子涨落(起伏),不断有正反粒子对的产生和湮灭。
如果真空中正反粒子CPT不对称,就有一部分正反粒子从真空产生出来后,就不能完全湮灭,真空中就会无中生有地产生出物质粒子,而反粒子被衰变为其它次级粒子。
这样宇宙中就会无形中多出大量物质粒子。
随着时间的推移,物质粒子将越来越多,夸克通过交换胶子相互结合为质子、中子、超子、介子等粒子。
质子和中子通过交换夸克形成核力(王为民力)结合成原子核,原子核通过交换光子结合电子形成原子,原子通过交换电子形成分子。
最先形成的是氢元素,宇宙中氢元素最多,两个氢原子结合为氢分子,氢分子通过密度涨落形成星云,星云形成星系、恒星、行星等天体。
可见,宇宙的形成用不着发生宇宙大爆炸就可以创生我们的宇宙。
这种通过CPT(电荷、宇称、时间)不严格守恒,而不通过宇宙大爆炸创生宇宙的过程,本人将其命名为王为民真空量子涨落(起伏)CPT(电荷、宇称、时间)不严格守恒,无需大爆炸创生宇宙定律。
当然,这个模型是建立在CPT对称不守恒的基础上。
就目前看来,CPT对称是严格守恒的,所以,这种宇宙创生方式的可能性非常小。
原子核的组成和稳定性
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原子核的组成和稳定性原子核是构成原子的核心部分,由质子和中子组成。
本文将介绍原子核的组成以及稳定性的原因。
一、原子核的组成原子核主要由两种粒子组成:质子和中子。
1. 质子质子是一个带正电荷的基本粒子,符号为p。
质子的质量约为1.67×10^-27千克,电荷量为基本电荷e,即1.6×10^-19库仑。
质子的数量决定了原子的元素性质,因为原子的核电荷数目等于质子的数目。
2. 中子中子是一个电荷为0的基本粒子,符号为n。
中子的质量约为1.67×10^-27千克,不带电。
中子的存在可以增加原子的质量,但不会改变其元素性质。
二、原子核的稳定性原子核的稳定性取决于两个方面:核力和电磁力。
1. 核力核力是一种强相互作用力,只存在于原子核内部。
它是一种非常强大的吸引力,可以克服质子之间的电磁斥力,使原子核保持稳定。
核力的作用范围非常短,仅限于邻近的核子之间。
2. 电磁力电磁力是质子之间的斥力。
由于同种电荷的质子之间存在排斥作用,所以原子核中的质子会有一定的排斥力。
为了维持原子核的稳定性,必须保证核内的质子数量不超过某个限度,以减小质子之间的排斥力。
三、原子核的稳定性规则基于核力和电磁力的相互作用,可以得出一些关于原子核稳定性的规则。
1. 质子-中子比例稳定的原子核通常具有适当的质子-中子比例。
在轻元素中,质子和中子的数量相近;而对于重元素,中子的数量可能会略多于质子。
这是因为中子的存在可通过核力来中和质子之间的排斥力。
2. 魔数核子某些特定的质子和中子数量组合会使核非常稳定,这些数量通常用魔数来表示。
例如,具有2个、8个、20个、28个等魔数质子或中子的核非常稳定。
3. 壳层结构核壳层模型认为核内的质子和中子以能级的方式排布,与原子的壳层结构类似。
当壳层被填满时,核会更加稳定。
核壳层模型已经解释了魔数核子的稳定性。
四、原子核的不稳定性有些原子核是不稳定的,会经历衰变来达到更稳定的状态。
二、原子核的壳层结构模型
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二、原子核的壳层结构模型构建原子核模型,需要解决两方面问题,一是原子核的整体结构,二是核子的排布规律。
(一)按照形态场假说构建的原子核模型,具有以下结构特征:(1)除氢(H)、氦(He)、锂(Li)三种元素的原子核为单层平面结构以外,当原子序数Z≥4时,即从铍(Be)元素开始,原子核呈双层圆盘状结构。
同层核子之间通过质量场(M场)作用结合在一起,上下层核子之间通过电场(Q场)作用联接在一起。
(2)在原子核内,中子蜕变为质子和动态电子;因此,可以认为,原子核是由质子和动态电子组成的,中子数即为动态电子数。
(3)在层状原子核平面内,动态电子按逆时针方向以螺旋轨迹与质子结合组成中子;与此同时,质子内的一个电子在质量场旋转的切线方向上分离出去,转为动态电子,进入螺旋循环轨道。
动态电子把相关质子联接在一起,构成了原子核的壳层。
(二)关于原子核内质子和动态电子排布规律的探讨。
实验分析发现,含中子数或质子数为2、8、20、28、50、82以及中子数为126的原子核特别稳定,在自然界中的含量也比相邻的核素丰富。
上述这些数值,人们称之为幻数。
例如,Z >32并为偶数的稳定核素中,同位素的丰度一般都不大可能超过50%,但是三种属于幻数核的核素的丰度却都在70%以上。
自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。
当原子核中质子和中子数都为幻数时,这样的情况称为双幻数。
例如,自然界存在质子数82、中子数126的铅同位素Pb,就具有双幻数,显得异常稳定。
[3]幻数的存在很容易让人们联想到原子的壳层,当原子序数等于2、10、18、36、54…时,元素表现出了特别的稳定性。
1949年,德国核物理学家迈耶和延森等人用轨道和自旋相互作用来解释这种现象,并建立了“壳层模型”,他们由此而获得1963年诺贝尔奖。
形态场原子核模型认为,幻数是原子核壳层结构的反映,它表示壳层中的质子数和动态电子数的配比在标准范围内,核子间的结合能达到极值。
原子核的质量公式与能级结构的壳模型与液滴模型
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原子核的质量公式与能级结构的壳模型与液滴模型原子核的质量公式:原子核的质量可以通过质能方程E=mc²来计算,其中E代表能量,m代表质量,c代表光速。
原子核的质量公式具体可以表示为:M = Z(m_p) + N(m_n) - Δm其中M代表原子核的总质量,Z代表核中质子的数目,m_p代表质子的质量,N代表核中中子的数目,m_n代表中子的质量,Δm代表核的质量缺失部分,即核能。
原子核的质量公式基于质能方程,展示了核中质子和中子的质量以及核能的相互作用。
核能与能级结构的壳模型与液滴模型:原子核内的质子和中子以一定的方式排布在不同的能级上,形成能级结构。
壳模型和液滴模型是描述原子核能级结构和核性质的两种模型。
1. 壳模型:壳模型是基于量子力学理论的标量终点模型。
根据这个模型,原子核中的质子和中子以类似电子在原子轨道中排布的方式,以核子的自旋和轨道角动量来填充不同的能级。
这里的能级就像一个个壳,能容纳的核子数有限。
当某个能级完全填满时,核子的总能量最低,原子核也就比较稳定。
壳模型能够很好地解释一些核性质,比如核自旋、异核间的相对稳定性等。
它为解释某些元素的同位素存在性提供了合理的解释。
但是,壳模型并不能很好地解释原子核的质量和半径等性质,因此需要液滴模型作为补充解释。
2. 液滴模型:液滴模型是基于经典物理的模型,将原子核看作是一个密集的、不可压缩的液滴。
这种模型认为原子核由质子和中子组成的液滴,通过表面张力来保持形状。
液滴模型可以解释一些核性质,比如原子核的形状、振动和转动等现象。
在液滴模型中,原子核的能量由体积能、表面能和静电相互作用能组成。
体积能与原子核的体积有关,表面能与原子核的表面积有关,静电相互作用能与质子之间的库伦相互作用有关。
根据这些能量成分,液滴模型可以解释原子核的质量与半径的一些规律。
实验准备:为了研究原子核的质量公式以及能级结构的壳模型与液滴模型,我们可以进行一系列实验。
以下是一些实验的准备工作:1. 质量测量实验:需要准备质谱仪或者其他测量质量的装置,用于测量不同元素的原子核的质量。
质子中子内部结构
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质子中子内部结构引言在原子核中,除了电子外,还存在着质子和中子。
质子和中子被认为是构成原子核的基本粒子,它们的内部结构对于我们理解原子核的性质和行为具有重要意义。
本文将探讨质子和中子的内部结构及其特性。
质子的内部结构质子是带有正电荷的粒子,它的质量和电荷与氢原子核中的质子相同。
质子的内部结构是由夸克组成的。
夸克是一种基本粒子,具有电荷、质量和强相互作用。
质子由两个上夸克和一个下夸克组成。
上夸克的电荷为+2/3,而下夸克的电荷为-1/3,因此两个上夸克和一个下夸克的总电荷为1。
质子内部结构的示意图如下: - 夸克组成:两个上夸克、一个下夸克。
中子的内部结构中子是没有电荷的粒子,它的质量与氢原子核中的中子相同。
中子的内部结构也是由夸克组成的。
中子由两个下夸克和一个上夸克组成。
因为两个下夸克的电荷都是-1/3,而上夸克的电荷为+2/3,所以中子的总电荷为0。
中子内部结构的示意图如下: - 夸克组成:两个下夸克、一个上夸克。
质子和中子的相互作用质子和中子之间存在着强相互作用力。
强相互作用是一种在非常小的尺度上起作用的力,它能够保持质子和中子的夸克紧密地结合在一起。
强相互作用力是由胶子传递的,胶子是一种中间粒子,负责传递强相互作用力。
质子和中子之间的强相互作用力是稳定原子核的关键因素。
质子和中子通过强相互作用力相互吸引,在原子核中形成稳定的结构。
夸克的颜色和束缚态夸克除了带有电荷外,还有一种被称为“颜色”的属性。
夸克的颜色具有三种状态:红色、绿色和蓝色。
质子和中子内部的夸克通过交换胶子来保持紧密连接。
胶子的颜色会改变,以保持整个系统的颜色为无色。
这种相互作用被称为“色荷的束缚”。
夸克的颜色和束缚态在原子核中起着关键的作用。
它们通过强相互作用力相互作用,形成了稳定的原子核结构。
实验证据科学家通过大量的实验证据来支持质子和中子的内部结构模型。
其中一种实验证据是散射实验。
散射实验通过将高能粒子轰击到物质上,观察散射的行为,从而推断物质的内部结构。
原子核的壳层模型
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原子的壳层模型世界是元素周期表的基础 原子的壳层模型成功解释了惰性气体的出现,
Z=2,10,18,36,54……(幻数)时,原子最稳定。
原子核壳层模型的提出:
实验事实:自然界存在幻数核,当质子数Z或中子数N等于
(幻数)原子核特别稳定!
那么,原子核是否也具有壳层结构
壳层模型提出遭到的挫折:
1:缺乏物理基础 原子壳层模型是考虑到原子中存在一个
相对固定的中心体(原子核),电子在其 势场中独立运动,在以此求解薛定谔方程 而得到的。这样的物理思想在原子核内缺 少根据:一缺少中心,二有强核力。
2:初试失败 人们假定核内核子在其他核子的平均场中做相对独立
运动利用核子在势阱中运动求解薛定谔方程,却得不到 与实验相符的幻数!
2l 1C
E E j1 2 E j1 2 2 根据上述公式,我们可以作如下分析: 两分裂能级的间隔随l增大而增大,随A的增大而减小。 核内核子受到的自旋-轨道耦合是相当强,它引起的能 级分裂相当大,由于很大的能级分裂,便得到了原来的 不到的幻数。大家可以照此思路分析一下一些幻数 的产生机理。
支持幻数存在的实验事实:
1:在偶数Z(Z〉32)的稳定核素中,只有 或8882S的r50,数138 B特a8别2,14稳0C定e82 的丰度大于50%,足见中子数为50 2:稳定核素中,N=20,28,50和82的同中子异荷素 数目比邻近的要多。 3:幻数核的最后一个核子的结合能要比幻数大1时最后 一个核子的结合能大的多,说明幻数核的结合紧得多。 4:中子数为50,82,126的原子的核的俘获的机率比 邻近核素要小得多,说明幻数和不宜再结合一个中子。 5:幻数核的第一激发态能量约为2MeV,比邻近荷素要 大得多。
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王为民核子(质子和中子)壳层模型概述
王为民(四川南充龙门中学)
王为民核子(质子和中子)壳层模型类似原子的能级结构,类似原子核平均场的壳层模型。
这就是要考虑仅仅由质量差不多的三个夸克,类似经典天体物理三体的绕转问题。
核子的力场是胶子场,它形成了一个势阱,因为考虑到质子带电,中子不带电,所以质子的势阱要加一个小小的势垒,而质子势阱底部却比中子高一些。
虽然核子没有一个质量特别大的结构作为质量中心,但是,其约化平均质量的中心却是存在的。
于是核子中的夸克可以围绕这个约化质量中心旋转形成能级结构。
在核子直径方向形成一维势阱。
或考虑三维立体坐标形成三维势阱。
但是,由于三维势阱第一能级(基态)和一维势阱一样,只有一个能级,是s态(基态),第二能级有三个简并势阱比一维多两个。
但是,考虑到核子中的夸克仅仅只有三个进行填充,所以,不影响最低能级的填充情况。
势阱中的能量表达式为
E n=n2h2/8md2,n=1,2,3, (1)
其中,m为上夸克或下夸克的质量,d为势阱宽度。
自旋-轨道相互作用的附加能量为
△E j=C L▪s=C▪[j(j+1)-L(L+1)-3/4]/2
=CL/2或-C(L+1)/2 前者对于j=L+1/2,后者对于j=L-1/2 (2)其中的常数C由实验确定。
两个能级的间隔为
△E=△E L-1/2-△E L+1/2=-(2L+1)C/2 (3)其中,L越大,能级分裂越厉害。
在核子内,夸克受自旋-轨道相互作用势影响特别强,和原子中的电子情况不一样,不是微扰势,仅产生能级的精细结构。
按照能量最低原理和泡利不相容原理将夸克在核子的势阱中进行填充。
质子(p)的填充情况为:第一能级填一个上夸克(u)和一个下夸克(d),让其自旋方向相反,因为上夸克带正2/3单位电荷,而下夸克带负1/3单位电荷,可以做到正负电荷相吸,能量最低,同时,自旋方向相反,结果磁矩方向相同,对于磁场来说,磁矩方向相同能量最低,降低磁场能,这是磁铁形成原理。
第二能级的就只能填上夸克(u)了,为了减小能量,第二级的上夸克的自旋方向应该和第一能级的上夸克方向相同,以便形成相同的磁矩方向,降低磁场能。
所以,质子的总自旋是三个夸克自旋之和,等于1/2,按照这样的质子壳层结构,计算质子的磁矩和实验值相等的情况下可以配合中子磁矩的计算,求出上夸克和下夸克的精确静质量。
中子(n)的填充情况为:第一能级(基态)同样填一个上夸克(u)和一个下夸克(d),和质子填充情况一样。
只是第二能级填的是下夸克,为了降低磁场能,下夸克(d)的自旋方向和第一能级的下夸克自旋方向相同,所以,中子的自旋仍然是1/2,是三个夸克自旋之和。
但是,磁矩方向却和下夸克的自旋方向相反,而与上夸克自旋方向和磁矩方向相同,这就是中子为什么整体不带电却有磁矩,而磁矩方向与中子自旋方向相反的原因。
同样,根据中子的这个能级结构计算中子的磁矩,在等于实验测定值的情况下,和质子磁矩计算等式相配合,可以精确计算出自由上夸克和下夸克的静质量。
由此可见,质子和中子为两个球壳结构,第一能态(基态)为质子和中子的硬芯。
经过实验精确测定质子的磁矩为
μp=2.79285μ(4)
中子的磁矩为
μn=-1.91304μN (5)
但是,第一能级(s态),和原子情况s态一样,轨道量子数L=0,不会和自旋量子数s 耦合,但是,第二能级轨道量子数L=1,可以和夸克的自旋量子数s=1/2发生耦合,使能级发生新的分裂,变成L+s和L-s两个能级。
质子的自旋之谜不存在,质子自旋量子数1/2就是两个上夸克和一个下夸克的自旋量子数之和。
核磁子的表达式为
μN=e h/4πm p=3.152×10-8eV/T (6)
上夸克和下夸克的电荷不是一个单位电荷e和质量不是一个核子质量m p,所以,需要调整上夸克和下夸克的电荷和质量。
设上夸克在静质量为质子静质量的x倍,下夸克在静质量为质子静质量的y倍。
第一能级填充情况对于质子和中子是一样的,并且,没有自旋-轨道耦合,所以,无论质子还是中子,无论第二能级自旋-轨道怎样耦合,第一能级(基态)的磁矩计算是一样的,只是质子(p)符号为正,上夸克的磁矩为(2/3)μN /x,下夸克的磁矩为(1/3)μN /y,中子(n)符合为负,上夸克的磁矩为-(2/3)μN/x,下夸克的磁矩为-(1/3)μN/y。
所以第一能级(基态)磁矩就变成了
μp基态=(2/3)μN/x+(1/3)μN/y (7)
μn基态=-(2/3)μN/x-(1/3)μN/y (8)
对于,第二能级存在自旋-轨道耦合的情况下,使第二能级发生分裂,并且改变能级的高低。
这里有三种情况:
1、核壳层模型:核子(质子和中子)和原子核壳层结构一样,与原子能级结构相反,L+s
能级比L-s能级低。
这样L+s能级成了新的第二能级。
质子第二能级的磁矩为(2/3)μN[(L+s)(L+s+1)]1/2/x=(2/3)μN[(1+1/2)(1+1/2+1)]1/2/x=151/2μN/3x,所以,质子的总磁矩为
(2/3)μN/x+(1/3)μN/y + 151/2μN/3x=μp=2.79285μN (9)
中子第二能态磁矩为(-1/3)μN[(L+s)(L+s+1)]1/2=(-1/3)μN[(1+1/2)(1+1/2+1)]1/2=(-1/3)μN(15/4)1/2=- 151/2μN /6y,所以,中子的总磁矩为
(2/3)μN/x +(1/3)μN/y + 151/2μN/6y=μn=1.91304μN (10)
联立方程(8)和(9)式,可以求出
x≈0.8081787002
y≈0.8995447467
2、原子壳层模型:按照原子能级结构,L-s能级比L+s能级低。
这样L-s能级成了新的第二
能级。
质子第二能级的磁矩为(2/3)μN[(L-s)(L-s+1)]1/2/x=(2/3)μN[(1-1/2)(1-1/2+1)]1/2/x=(2/3)μN(3/4)1/2/x=31/2μN/3x =0.5773502692μN/x,所以,质子的总磁矩为
(2/3)μN/x+(1/3)μN/y + 31/2μN/3x=μp=2.79285μN (11)
中子第二能态磁矩为(-1/3)μN[(L-s)(L-s+1)]1/2/y=(-1/3)μN[(1-1/2)(1-1/2+1)]1/2/y=(-1/3)μN(3/4)1/2/y=-31/2μN /6 y=-0.2886751346μN/y,所以,中子的磁矩经过质量修正后的总磁矩为
(2/3)μN/x +(1/3)μN/y + 31/2μN/6y=μn=1.91304μN (12)
联立方程(10)和(11)式,可以求出
x≈0.5016540948
y≈1.0648951004
3、质子第一能级填一个上夸克和一个下夸克,带正电,第二能级填充上夸克,也带正电,
两个能级相互排斥,类似原子核能级的壳层模型,所以,对于质子按照L+s能级比L-s 能级低。
L+s能级成了新的第二能级计算磁矩。
中子第一能级填一个上夸克和一个下夸克,带正电,第二能级填充下夸克,带负电,两个能级相互吸引,类似带正电的原子实对带负电的外层电子的吸引,所以,类似原子的壳层结构,中子的L-s能级比L+s能级低。
这样中子L-s能级成了新的第二能级。
质子第二能级的磁矩为(2/3)μN[(L+s)(L+s+1)]1/2/x=(2/3)μN[(1+1/2)(1+1/2+1)]1/2/x=151/2μN/3x,所以,质子的磁矩的总磁矩为
(2/3)μN/x+(1/3)μN/y + 151/2μN/3x=μp=2.79285μN (13)
中子第二能态磁矩为(-1/3)μN[(L-s)(L-s+1)]1/2/y=(-1/3)μN[(1-1/2)(1-1/2+1)]1/2/y=(-1/3)μN(3/4)1/2/y=-31/2μN /6 y,所以,中子的磁矩的总磁矩为
(2/3)μN/x +(1/3)μN/y + 31/2μN/6y=μn=1.91304μN (14)
联立方程(12)和(13)式,可以求出
x≈1.2631049255
y≈2.029*******
这三种耦合方式都有一定的道理,我认为第三种方式更有道理。
具体是哪种耦合方式,还需要更多的实验证明。
按照不同耦合方式计算出的上夸克和下夸克的质量不一样。
但是,质子和中子的壳层模型基本结论仍然正确。
质子和中子自旋是1/2,是严格的圆球体,电四极矩为零,所以没有集体转动产生的能级的分裂。
上述王为民核子的夸克填充规则适用于所有强子,重子八重态和重子十重态和介子同样采用类似分析方法进行填充。
只是要注意质量大的夸克填充的能级越低,尽量让带相反电荷的夸克填在同一能级上(准确地说,由于质量不同,近似同一能级),让其自旋方向相反,以降低角动量。
带相同电荷的夸克要尽量避免填充到同一能级上。
由于夸克质量对能级分裂有影响,所以,实际情况是,质量不同的夸克影响了相同夸克在同一能级上的填充,而迫使带相同质量和带相同电荷的夸克填在不同能级上以降低重子(或介子)的总能量。
这里只列出自旋为1/2重子八重态的填充情况。
重子十重态实际上类似重子八重态的激发态,并且加上了相同夸克的激发态形成的特殊状态。
介子则只考虑一个能级或几种夸克的混合能级。
这些填充情况另文具体写出。
附重子十重态和介子八重态填充情况图。
参考杨家福《原子物理学》第三版。