Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Квадрупольный момент и форма ядра



Простейшую модель квадруполя представляет пара равных и противоположно ориентированных диполей d, расположенных на некотором расстоянии ℓ (рис. 44, а). Такая система обладает квадрупольным моментом Q=2dℓ=2eδℓ. Так как квадрупольный момент Q пропорционален δи ℓ, то его значение (отнесенное к единичному заряду) измеряется в единицах площади.

Когда говорят о квадрупольном электрическом моменте ядра, то различают собственный (внутрен-ний) квадрупольный момент ядра Q0 и наблюдаемый квадрупольный момент ядра Q. Собственный квадрупольный момент ядра Q0 определяется как интеграл вида

Q0= (7.8)

где r( ) - расстояние от центра инерции ядра; ζ— проекция r на ось ζ, совпадающую с осью симметрии ядра; ρz—плотность распределения заряда Z. Интегрирование ведется по всему объему ядра. Так как r2 = ξ2 + η2 + ζ2,то 2 = r2 для сферически-симметричного распределения; 2>r2 для распределения, вытянутого вдоль осиζ и 2<r2 для сплюснутого распределения. Поэтому Q0=0 для сферически-симметричного заряда (например, для магических ядер); Q0>0 для распределения заряда, вытянутого вдоль оси ζ; Q0<0 для сплюснутого (относительно оси ζ распределения заряда (рис. 44, б—г соответственно).

Собственный квадрупольный момент Q0 может быть определен из экспериментальных данных для сечения кулоновского возбуждения вращательных уровней ядер и вероятности γ-переходов между этими уровнями.

Наблюдаемый квадрупольный электрический момент Q определяется относительно оси z, совпадающей с выделенным направлением в пространстве:Q=

Его значение зависит от Q0 и ориентации ядра относительно оси z. В свою очередь, ориентация ядра относительно оси z определяется ориентацией спина I относительно этой оси и его проекциейК на ось симметрии ядра. В общем случае спин I несферического ядра в возбужденном состоянии равен:I=К+Ω,(7.10)где К—проекция векторной суммы полных моментов нуклонов на ось симметрии ядра, а Ω—вращательный момент ядра какцелого(рис. 45).

Квантовомеханический подсчет, сделанный для максимально возможной проекции вектора I на ось z, дает следующую связь между Q, Q0, I иК:

Q= Q0 (7.11)

где выражение, стоящее перед Q0, называется проектирующим множителем (Q является как бы проекцией Q0 на ось z).

Из формулы (7.11) следует:

1) При Q0≠Q наблюдаемый квадрупольный момент Q по абсолютному значению всегда меньше Q0.

2) При I(I+1)>3К2, т.е. при достаточно большихI, знак Q становится противопо-ложным знаку Q0.

3) Для ядер в основном состоянии (Ω=0; I= К)Q= Q0

Если I=0 (четно-четные ядра) или I=1/2, то Q=0 даже при Q0≠0. При I≥1 наблюдаемый квадрупольный момент Q отличен от нуля. Отношение Q/Q0 приближается к 1 при I>>1.

Q=~

4) Для четно-четных ядер в возбужденных состояниях К=0, но I=Ω≠0 иQ= - Q0, еслиQ0≠0.

 

Отличный от нуля квадрупольный момент Q можно обнаружить при помещении ядра в неоднородное электрическое поле Е, в котором возникает дополнительная энергия взаимодействия, пропорциональная Q. Так, в результате взаимодействия квадрупольного момента ядра с электрическим полем электронов возникают добавочные линии сверхтонкой структуры, которые не подчиняются правилу интервалов, справедливому для магнитного расщепления. Именно таким образом был обнаружен квадрупольный момент у дейтрона.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.