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1、9.1 原 子 核 的 基 本 性 質(zhì) u008665.1 nmu007277.1pm Kg NCu 27 012 1066055.1 121121211 原 子 質(zhì) 量 AZ X1 2 31 1 1H H H6 7 3 43 3 2 2;Li Li He He 1/30 0 1.2 1.5R r A r fm AArRV 303 3434 3173030 /103.24334 mkgruArAuVmA 核 自 旋 ( 1)IP I I 核 磁 矩 27 2( 1) ( 1)25.05 10I Ip peeg P g I I g I Im mAm 核 磁 子 ： 1 1 2 ！1.008665
2、 1.007277 2.015942n pm m u u u 2.013552dm u氘 核 質(zhì) 量 ： ( )p nm Zm A Z m m 2 ( ) p nE Zm A Z m m C 2 2 ( ) ( ) p n nHE Zm A Z m m CZm A Z m m C 原 子 原 子94 Be 2H ( ) nE Zm A Z m m C 原 子 原 子 21.0078252 4 5 1.0086654 9.0121858uC58.163Mev 21 931.5uC MeV 核 子 的 結(jié) 合 能 越 大 ， 原 子 核 越 穩(wěn) 定 。 中 等 質(zhì) 量 核 （ A=40-120）
3、的 結(jié) 合 能 約 為 8.6Mev， 原 子 核 穩(wěn) 定 。 質(zhì) 量 數(shù) 小 于 30的 核 結(jié) 合 能 有 周 期 性 變 化 ， 最 大 值 在 A等 于 4 的 倍 數(shù) 。 質(zhì) 量 數(shù) 30以 上 的 核 ， 平 均 結(jié) 合 能 變 化 不 大 ， 顯 示 了 核 力 的 飽 和 性 。 9.2 原 子 核 的 放 射 性 衰 變 衰 變衰 變衰 變放 射 性 衰 變 、 電 子 、 X射 線 是 十 九 世 紀(jì) 末 的 三 大 重 要 發(fā) 現(xiàn) ， 揭 開 了 近代 物 理 的 序 幕 。 HeYX AZAZ 4242 HeRnRa 422228622688 42He放 射 性 原 子
4、 核 自 發(fā) 地 放 射 出 粒 子 （ ） ， 而 轉(zhuǎn) 變 成另 一 種 原 子 核 的 過 程 。 方 程 表 示 為 ： 2 2( )( )dE m m m CM M M C He子母 He子母 原 子 質(zhì) 量 表 示衰 變 粒 子 能 譜大 部 分 原 子 核 放 射 的 粒 子 的 能 量 不 是 單 一 的 ， 而 是 有 幾 組 不 同 的 分 立值 ， 構(gòu) 成 分 立 的 粒 子 能 譜 。 粒 子 的 動 能 算 出2 221 1 42 2 1 1 A-4d dE m m V mE E Emm m V 子 子子 放 射 性 現(xiàn) 象 的 研究 是 獲 悉 原 子 核內(nèi) 部 狀
5、況 的 重 要途 徑 之 一 衰 變 的 機 制238 234 4U Th He )(354234904.22.1 44.122 313131312 MevAAZRZeEc d eeE E E EE E 子 1956年 ， 從 實 驗 上 發(fā) 現(xiàn) 了 中 微 子 。 01 1X YA AZ Z ee 2 2( ) ( )X Y e X YdE m m m c M M c YX MM 01 1X YA AZ Z ee 2 2( ) ( 2 )d X Y e X Y eE m m m c M M m c 01 1X+ YA AZ Z ee dN Ndt 0 tN N e : 0N N ln2 0.
6、693T 0 0 t tdNI N e I edt 放 射 性 活 度 （ 強 度 ） 212 784238 992116 3 104.5 1020.4Po TU TC T ， 衰 變 ， s， 衰 變 ， 年， 衰 變 ， 分 00 00 01 1 tt tN e dtN N （ -dN)1 1.44T 9.3 核 力 和 介 子 FPn=Fnn=FPP 。 E t E t t t t x / cE t x c x 2E mc m x c 0m 151.4 10 x m 275 em m 0 、 、 0 9.4 原 子 核 反 應(yīng) 1. 14 4 1 177 2 1 8N He H O 14
7、 17( , )N p O1919年 由 盧 瑟 福 完 成 的 。 這 是 人 類 歷史 上 第 一 次 人 工 實 現(xiàn) “ 點 金 術(shù) ” ： 使一 個 元 素 變 成 了 另 一 個 元 素 。 1932年 ， 英 國 考 克 拉 夫 和 瓦 爾 頓 發(fā) 明 高 壓 倍 加 器 ， 并 把 質(zhì) 子 加 速 到 500千 電 子 伏 ， 實 現(xiàn) 如 下 核 反 應(yīng) ：HeHeHLi 42421173 ),(73 pLi釋 放 的 粒 子 每 一 個 具 有 8.9MeV動 能 ; 輸 入 能 量 為 0.5MeV,因 此 ,凈 輸 出能 量 17.8MeV。 這 是 釋 放 核 能 的 一
8、 個 例 子 。 CnBe 129 1932年 ， 查 德 威 克 。 在 這 之 前 ， 博 思 和 貝 克 爾 及 約 里 奧 居 里 夫 婦 都 進行 過 這 一 實 驗 ， 但 他 們 把 產(chǎn) 物 中 子 理 解 為 光 子 。 ： 反 應(yīng) 前 后 總 電 荷 數(shù) 不 變反 應(yīng) 前 后 總 質(zhì) 量 數(shù) 不 變反 應(yīng) 前 后 總 的 運 動 質(zhì) 量 保 持 不 變20 2/ 1m m c 反 應(yīng) 前 后 粒 子 的 總 能 量 守 恒 2mcE 20cmEk 動 量 守 恒 ： 即 反 應(yīng) 前 后 體 系 的 總 動 量 守 恒3. 1. 0 1 2 3 0 1 2 3A p q Bm
9、m m mE E E E 靜 質(zhì) 量動 能2 2 2 20 0 1 1 2 2 3 3/m c E mc E m c E m c E 質(zhì) 量 能 量 守 恒 ： 20 1 2 22 3 0 1 03 1 2 3( ) ( ) ( ) ( ) ( ) )Q E E E E m m mM M M m cM c : :m M核 質(zhì) 量 ， 原 子 量 Q0, 放 能 反 應(yīng) ； Q=0,為 彈 性 散 射 。Q1 世 界 上 第 一 顆 原 子 彈 ，以 239PU為 燃 料 ,于 1945年在 美 國 國 土 上 爆 炸 ；1945年 8月 6日 ， 在 日本 廣 島 爆 炸 了 一 顆 235U
10、為 燃 料 的 名 為 “ 小 男孩 ” 的 原 子 彈 ；1945年 9月 15日 ， 在 日本 長 崎 爆 炸 了 一 顆 239P U 為 燃 料 的 名 為 “ 胖 子 ”的 原 子 彈 ；1964年 10月 16日 ， 我 國 第 一 顆 原 子 彈 爆 炸 成 功 （ 鈾 彈 ） 。“臟 彈 ” ？ 原 子 核 核 子 平 均 結(jié) 合 能 （ MeV） 1H2H3H3H e4H e6Li 7Li 01.1112.8262.5727.07205.33035.6044 2 2 31 1 1 4.0H H H p MeV 2 2 31 1 2 3.25H H He n MeV 3 2 42 1 2He H He 18.3MeVp 總 效 果 ：2 41 26 2 2 2 43.15H He p n MeV 2 3 41 1 2 17.6H H He n MeV 201 1.44 . 1444 10c e fmMeVE KeVr fm 85.6 10 K 。 4 2 2 26.7p e MeV 12C15O 13C14N4H e15N 13N+ + +pe + p e+ pp 4 2 2 26.7p e MeV MeVnHeHH 61710422131 .
原子核和基本粒子簡介
