《第三章核力课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章核力课件.ppt（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第三章 核力,说明,一、研究途径：1、唯象（*）2、量子场论二、核力：短程强相互作用三、两核子体系：1、两体作用V：假定两个核子之间的作用跟其近旁有无其他核子无关2、类型：1）中子质子（np）：有一稳定的束缚态氘核基态2）质子质子（pp）：无束缚态3）中子中子（nn）：无束缚态,说明,四、同位旋1、同位旋：把中子和质子看成是核子的两个不同状态，用同位旋 t 描述核子处于中子或质子状态。2、质子：t3 =1/2; 中子： t3 = -1/23、核子的总同位旋：4、同位旋第三分量：,5、同位旋量子数满足：核基态同位旋：6、同位旋多重态：A、自旋、宇称及T都相同，但是T3不同的各个态。,图1 核力的
2、电荷无关性,Ch3.1 氘核基态,一、中心力3S1态1、量子力学处理方法：质心运动相对运动相互作用只考虑相对运动2、核子相互作用势V=V(r,p, 1,2)r 核子间相对位置p 相对动量1,2 ：泡利算符，表示核子自旋核子自旋算符s: s=/2,量子数s=1/23、氘核只有一个束缚态,E=-2.2246Mev束缚态:能量小于势垒高度，粒子被约束在有限的空间内运动，他的波函数在无限远处为零,Ch3.1 氘核基态,4、球形直角势阱1）表示2）薛定愕方程：3）求解,Ch3.1 氘核基态,Ch3.1 氘核基态,Ch3.1 氘核基态,二、 3S1态与3D1态的混合,Ch3.1 氘核基态,由于核子磁矩与角
3、动量有关(P12)，实验常通过测磁矩来得到自旋。有,Ch3.1 氘核基态,测得氘核距d=0.857N,但S d=0.022N，远超实验误差，说明氘核不可能是纯3S1态，而是不同l态的组合。如d (3S1)= 0.87981 N dexp= 0.8574376 N d (3D1)= 0.310 N d =96% d (3S1)+ 4%d (3D1)三、非中心力（介子场论）与核子间相对位置r的取向有关。 r的取向可以用1,2,r 三者的点积有关，用S表示，(S, r)就是r的极角。势函数,Ch3.2 核子核子散射,一、低能核子核子散射1、n-p散射有效力程核力是短程力散射截面2、低能p-p散射和核
4、力的电荷无关性相对运动状态和自旋态相同时，核子间的作用与电荷无关。二、高能核子核子散射1、核力的自旋-轨道耦合力成分n-p散射：出射的中子部分极化，说明存在非中心力场。但计算表明：仅非中心力场不能给出与实验相符的极化度。自旋-轨道耦合力：自旋-轨道耦合作用只存在于自旋三重态中实验表明：核力具有交换性,Ch3.2 核子核子散射,散射截面 scattering cross section 描述微观粒子散射概率的一种物理量。又称碰撞截面，简称截面。一种运动中的粒子碰撞另一种静止粒子时，如果在单位时间内通过垂直于运动方向单位面积上的运动粒子数为1，静止粒子数也是1，则单位时间发生碰撞的概率称为碰撞截面
5、，截面的量纲与面积的量纲相同，单位是靶恩，1靶恩=10-28米2，与核反应截面的含义相同。如果碰撞为弹性散射，相应的截面称为弹性截面，如果碰撞为非弹性散射，相应的截面称为非弹性截面。根据粒子散射截面的分析可获得许多有关粒子的信息。 散射截面是在卢瑟夫散射实验以后提出来的，是指放射源的粒子从铅盒小孔水平射出，打到金属箔上向四面八方飞出，在垂直或平行粒子速度方向上的截面称散射截面，在这样的截面上的萤光屏上可看到光点，这样可分析出散射情况,Ch3.2 核子核子散射,图2 空心圆锥体,图1 粒子散射截面,d称为有效散射截面，凡是击中这一截面积的粒子都被散射到d之中。定义,为微分截面，表示粒子散射到角附
6、近单位立体角内每个原子有效散射截面,Ch3.2 核子核子散射,核力的排斥力芯（核子不能无限靠近）核子相距0.8-2.0fm时，表现为吸引力核子相距小于0.8fm时，表现为排斥力核子相距大于10fm时，核力几乎完全消失,Vpp,Vnp,Vnn,r,r,Ch3.3 核力的主要性质,核力的主要性质原子核的密度1014g/cm3。核力是强相互作用:核力约比库仑力大100倍核力的短程性：核力的力程为fm量级核力的饱和性：核力具有饱和性核力的电荷无关性：Fpp=Fnn=Fnp,Ch3.4 核力的介子理论,现代物理学认为：电磁相互作用是带电粒子间交换“虚光子”而产生的交换力。核子间的作用是由于交换介子引起的。,核力介子介子质量估计：1947年发现介子：,p,p,p,p,p,p,p,p,n,n,n,n,+,0,小结,Ch3.1 氘核基态（*）Ch3.2 核子核子散射Ch3.3 核力的主要性质（ *）Ch3.4 核力的介子理论,
