Ядерная Физика Тема Теория Дейтона Исполнитель Т

Ядерная Физика Тема: Теория Дейтона Исполнитель: Т. Бейбарс Астрономия 309 группа

1. Основные свойства элементарных 2. 3. 4. 5. 6. 7. частиц. Рассмотреть изотопы водорода. Рассмотреть законы микромира. Обозначение состояние Дейтона. Потенциальной энергия Две законы со хранения. Две Модель дейтона.

Свойства элементарных частиц Электрон – отрицательно заряженная элементарная частица с массой ≈ 0, 511 Мэ. В, со спином 0, 5 ћ. 0, 511 Мэ. В, со спином 0, 5 Протон – положительная частица с массой ≈ 938, 3 Мэ. В(≈ 1 а. е), со спином 0, 5 ћ. спином 0, 5 Позитрон – античастица электрона. Заряд 1, масса как у электрона, спин 0, 5 ћ. Нейтрон – нейтральная элементарная частица, масса ≈ 939, 6 Мэ. В, спин 0, 5. В свободном Мэ. В, спин состоянии нейтрон нестабилен и имеет время жизни около 16 мин. Вместе с протонами нейтрон образуют атомные ядра; в ядрах нейтрон стабилен.

Водород и его изотопы У водорода три изотопа – протий, дейтерий и тритий. H D T Водород с массовым числом 2 называют тяжелым водородом, дейтерием. Для его обозначения используют символы 2 Н, или D (читается «де» ), ядро d — дейтрон.

Состояния дейтона обозначаются такими же символами, как и состояния атомов что основным со стоянием дейтона является четное состояние.

Характеристики дейтрона Характеристика Значение Энергия покоя mc 2, Мэ. В 1875. 613 Энергия связи W, Мэ. В 2. 224 Спин J 1 Чётность P +1 Магнитный момент μN 0. 857 Электрический квадрупольный момент, фм 2 0. 282 Средний радиус дейтрона, фм 4. 3

Потенциальной энергия (1) Помимо оператора (1), представляющего потенциальную энергию обычного типа, взаимодействие между протоном и нейтроном может иметь характер обменных сил. (2) Полная энер гия взаимодействия равна сумме выражений (1) и (2) Совокупность данных о стабильных состояниях дейтона, изуче ние рассеяния нейтронов протонами и др. не позволяют пока определить вид этих функций. Таким образом, даже простейшая ядерная система ока зывается неизмеримо более сложной, чем атомные системы. Гамильтониан системы из двух ну клонов— протона и нейтрона —с написанной выше энергией взаимодействия, как легко видеть, приводит к двум законам со хранения: закону сохранения полного момента и закону сохра нения четности.

Для дальнейших оценок рассмотрим грубую модель дейтона, в которой будем считать, что потенциальная энергия взаимодей ствия между нейтроном и протоном зависит только от расстоя ния между ними. (3) Относительно потенциальной энергии U(r) мы ограничимся лишь общим допущением о ее быстром стремлении к 0 при r —» r 0, где r 0—радиус действия ядерных сил. При r < r 0 конкретным видом U(г) мы задаваться не можем, так как не знаем закона взаимодействия ядерных сил. (4) Гамильтона используя формулу с L = 0, мы получим уравнение для функции X(r) (5)

При r > r 0 уравнение (5) запишется в форме (6) Будем искать решение, убывающее на бесконечности в виде (7) Подставляя (7) в (6), получим соотношение для а (8) При этом для волновой функции имеем (9) Подставляя (9) в условие нормировки, на ходим (10)

энергия связи дейтона хорошо из вестна из опытных данных. Она равна |е| = 2, 19 Мэв. Подстав ляя значение и mp в h формулу (8), получим r = 4, 3*10 13 см. Следовательно, волновая функция пси дейтона отлична от нуля в области значительно большей, чем область действия ядерных сил (r ~ 2*10 13 см). Таким образом, мы видим, что нейтрон и протон с большой вероятностью могут быть обнаружены на та ких расстояниях друг от друга, которые существенно превосхо дят размеры области действия ядерных сил. рис. 1

Установим теперь общее соотношение между шириной ямы г 0 и ее глубиной. Для этого проинтегрируем уравнение (5) в пре делах от нуля до = r 0. В результате интегрирования r получим: (11) Как видно из рис. 1, значение производной X взятой в точке r = r 0, значительно меньше производной |X’| На малых расстояниях X=Nr, где N — некоторая константа. Тогда (11) преобразуется к виду (12) (13)

Заменяя интеграл в (13) на U r, где U — некоторая сред няя энергия взаимодействия, т. е. средняя глубина ямы, получим по порядку величины:

Спасибо за внимание!!!