Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Σχετικά έγγραφα
Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μάθημα 12, 13, 14 Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μάθημα 10 & 11 Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα

Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μάθημα 15 β-διάσπαση B' μέρος (διατήρηση σπίν, επιτρεπτές και απαγορευμένες

Μάθημα 7 & 8 Κβαντικοί αριθμοί και ομοτιμία (parity) ουσιαστικά σημεία με βάση το άτομο του υδρογόνου ΔΕΝ είναι προς εξέταση

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Μάθημα 9 Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό Yukawa Δευτέριο Βάθος πηγαδιού δυναμικού νουλεονίνων Ενέργεια Fermi

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Χ. Πετρίδου. Μάθημα 9

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής;

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Ο Πυρήνας του Ατόμου

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Νουκλεόνια και ισχυρή αλληλεπίδραση

Πυρηνικές Δυνάμεις. Διάλεξη 4η Πετρίδου Χαρά

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Μάθημα 5 α) β-διάσπαση β) Ασκήσεις

Μάθημα 5 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Διάλεξη 2: Πυρηνική Σταθερότητα, σπιν & μαγνητική ροπή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 15

Διάλεξη 3: Ενέργεια σύνδεσης και πυρηνικά πρότυπα

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 6β

Μάθημα 15 β-διάσπαση Α' μέρος (νετρίνα και ενεργειακές συνθήκες)

γ-διάσπαση Διάλεξη 17η Πετρίδου Χαρά Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 6

Ξ. Ασλάνογλου Τμήμα Φυσικής Ακαδ. Έτος ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Μάθημα 4 Mέγεθος πυρήνα

Μάθημα 4 Mέγεθος πυρήνα

Μάθημα 5 Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Δευτερόνιο & ιδιότητες των πυρηνικών δυνάμεων μεταξύ δύο νουκλεονίων Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Μάθημα 2 α) QUIZ στην τάξη. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Διάλεξη 11-12: Ασκήσεις στην Πυρηνική Φυσική

Μάθημα 14 β-διάσπαση B' μέρος

γ-διάσπαση Διάλεξη 18η Πετρίδου Χαρά Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Μάθημα 5 Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 2 α) QUIZ. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Ασκήσεις #7 αποδιεγέρσεις γ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

γ-διάσπαση Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου Διάλεξη 8η Πετρίδου Χαρά Friday, December 2, 2011

Πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. πρωτόνιο 1 (1,67X10-24 g) +1 νετρόνιο 1 0 1,6X10-19 Cb ηλεκτρόνιο 1/1836 (9X10-28 g) -1

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 : ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ. Η εξίσωση Schrödinger για ένα σωματίδιο χωρίς spin, έχει τη μορφή: ψ 4.1

Μάθημα 4 α) QUIZ στην τάξη β) Κοιλάδα β-σταθερότητας γ) Άλφα διάσπαση δ) Σχάση και σύντηξη

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. «Πυρηνική Φυσική & Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων» (5ο εξάμηνο)

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 09. ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΑΚΤΙΝΕΣ γ

Μάθημα 2 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Εφαρμογές Θεωρίας Διαταραχών σε Υδρογόνο: Λεπτή Υφή, Φαινόμενο Zeeman, Υπέρλεπτη Υφή

Μάθημα 2 α) QUIZ. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 2 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΣΥΛΛΟΓΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΣΕ ΠΥΡΗΝΕΣ

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 7: Οπτικό θεώρημα, συντονισμοί, παραγωγή σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες

Μάθημα 2 Πείραμα Rutherford και μέγεθος πυρήνων, Πυρήνες-συμβολισμοί

Η ενέργεια σύνδεσης των νουκλεονίων χαρακτηρίζεται από τα εξής χαρακτηριστικά:

ΠΥΡΗΝΙΚΗ 5ου εξαμήνου. 10 διευκρινήσεις και σημαντικά σημεία (όχι σ' όλη την ύλη) Κ. Κορδάς, ακ. έτος

Μάθημα 6 Μοντέλο σταγόνας: Hμιεμπειρικός τύπος μάζας (ή τύπος του Weitzecker). Κοιλάδα β-σταθερότητας

Δομή ενεργειακών ζωνών

Ακήσεις #1 Μήκος κύματος σωματιδίων, χρόνος ζωής και ραδιοχρονολόγηση, ενεργός διατομή, μέγεθος πυρήνων

Ατομική και Μοριακή Φυσική

Ασκήσεις #1 επιστροφή 11/11/2011

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Ασκήσεις #1 επιστροφή 11/11/2011

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Εφαρμογές Θεωρίας Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

4πε ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 : ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ. Πηγάδι δυναμικού του πυρήνα-πρότυπο Φλοιών

Μάθημα 4 α) QUIZ στην τάξη β) Κοιλάδα β-σταθερότητας γ) Άλφα διάσπαση δ) Σχάση και σύντηξη

ΠΥΡΗΝΙΚΗ. 12 διευκρινήσεις και σημαντικά σημεία (όχι σ' όλη την ύλη, αλλά τα βασικότερα είναι εδώ) Κ. Κορδάς

Μάθημα 4 α) Άλφα διάσπαση β) Σχάση και σύντηξη

Ασκήσεις #1 επιστροφή 15/10/2012

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16

ΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΧΙΛΙΑΔΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΩΝ (ΒΑΣΙΚΟ+ΣΥΝΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ) ΠΟΥ ΔΙΑΘΕΤΟΥΜΕ ΚΑΙ ΠΟΥ ΑΝΟΙΓΟΥΝ ΤΟ ΔΡΟΜΟ ΓΙΑ ΤΟΝ

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Κεφάλαιο 4

Φασματοσκοπίας UV/ορατού Φασματοσκοπίας υπερύθρου Φασματοσκοπίας άπω υπερύθρου / μικροκυμάτων Φασματοσκοπίας φθορισμού Φασματοσκοπίας NMR

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

α) Θα χρησιμοποιήσουμε το μοντέλο του Bohr καθώς για την ενέργεια δίνει καλά αποτελέσματα:

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 20η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Ασκήσεις #2 Μέγεθος και Μάζα πυρήνα. Ενέργεια σύνδεσης και το Q μιάς αντίδρασης. Κοιλάδα σταθερότητας.

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

Διάλεξη 5: Ατομική Δομή. Σύζευξη Σπιν-Τροχιάς

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωμάτια Θεόδωρος Μερτζιμέκης, July 15, Προβλήματα διαλέξεων

Από τις σημειώσεις του καθηγητή Stewart McKenzie c.uk/teaching.html. Μοριακά ενεργειακά επίπεδα. τυπικά

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 4: Οπτικό θεώρημα και συντονισμοί

Σχάση. X (x, y i ) Y 1, Y 2 1.1

Ατομική δομή. Το άτομο του υδρογόνου Σφαιρικά συμμετρικές λύσεις ψ = ψ(r) Εξίσωση Schrodinger (σφαιρικές συντεταγμένες) ħ2. Εξίσωση Schrodinger (1D)

Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα

Transcript:

Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό 2013-14) Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι, Αριστοτέλειο Παν. Θ/νίκης, 25 Νοεμβρίου 2013

Σήμερα Πυρηνικό δυναμικό δυναμικό Ykawa, σύστημα δευτερίου Βιβλίο C&G, Κεφ. 1 όλο, Παραγρ. 2.4, Κεφ. 3 όλο, Παράρτημα Γ (κυρίως Γ.2,3,4). Σημειώσεις Πυρηνικής, Κεφ. 6 Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών εκτίμηση βάθους δυναμικού, ενεργειακών σταθμών και μαγικών αριθμών Βιβλίο C&G, Παράρτημα Β, Κεφ. 5, 5.1-5.7 Σημειώσεις Πυρηνικής, Κεφ. 8 Χαρακτηριστικά πυρήνων πέρα από το μέγεθος και τη μάζα: σπιν (spin), ομοτιμία (parity), μαγνητική ροπή, ηλεκτρική τετραπολική ροπή Βιβλίο C&G, Παράρτημα Γ, παρ. 1.3, Κεφ. 5, παρ. 5.5-5.7 Σημειώσεις Πυρηνικής, Κεφ. 1, σελ. 4-5 (μαγνητική ροπή) Ιστοσελίδα: http://www.physics.auth.gr/course/show/125 Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 2

Πυρήνες με δέσμια νουκλεόνια - τα πρωτόνια και τα νετρόνια σε διαφορτετικά πηγάδια δυναμικού Ενέργεια Fermi και βάθος πηγαδιών Δέσμιο σύστημα φερμιονίων σε πηγάδι δυναμικού υπάρχουν ενεργειακές στάθμες που συμπληρώνονται από το βάθος του πηγαδιού και πρός τα πάνω, μέχρι μια ενέργεια που τη λέμε Ενέργεια Fermi (Ε F ) Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 3

Διαφορετικά πηγάδια p, n νετρόνια πρωτόνια Δυναμικό Coulomb,όταν έξω απ'τον πυρήνα Δυναμικό Coulomb και ενέργεια ασσυμετρίας (Ν-Ζ),όταν μέσα στον πυρήνα υπερυψώνει το πηγάδι πρωτονίων κατά U Σχήμα 5.1 και εξίσωση 5.1 του βιβλίου σας Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 4

Διαφορετικά πηγάδια p, n Δέσμιο σύστημα φερμιονίων σε πηγάδι δυναμικού ενεργειακές στάθμες, συμπληρωμένες από το βάθος του πηγαδιού και πρός τα πάνω, μέχρι μια ενέργεια που τη λέμε Ενέργεια Fermi (Ε F ) νετρόνια πρωτόνια Δυναμικό Coulomb,όταν έξω απ'τον πυρήνα Ενέργεια σύνδεσης του τελευταίου νουκλεονίου = = Ενέργεια διαχωρισμού του = Sn(N,Z) Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 5

Μέγιστη κατειλλημένη ενέργεια = Ενέργεια Fermi = E F Παράρτημα Β βιβλίου σας C&G, πυκνότητα καταστάσεων, σε κυβικό κιβώτιο (και σε σκεδαζόμενο σύστημα). Και αλλιώς: χώρος των φάσεων (= χώρος θέσης-ορμής) p x h h h Δp x h h h h h h x Δx Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 6

Μέγιστη κατειλλημένη ενέργεια = Ενέργεια Fermi = E F Παραγρ. 5.2 Παράρτημα Β Του βιβλίου σας Για πυρήνες με ίσο αριθμό Ζ, Ν Ν & Ζ μοιράζονται τον όγκο: p x h h h Δp x h h h h h h x Δx Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 7

Πυρηνικό Πρότυπο Φλοιών - εξίσωση Schroedinger (ανάλογα με τα άτομα) με πηγάδι δυναμικού και με όρο για σύζευξη spin-orbit (L. S) Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 8

Ανακάτεμα των ενεργειακών σταθμών και χάσμα σε μερικές περιοχές : μαγικοί αριθμοί Πίνακας 5.1 βιβίλου σας E= ħ2 k 2 2 m n, with : k= x R For l =0, x = n π Εκτός όμως από το κεντρικό δυναμικό (συνάρτηση της απόστασης r μόνο) υπάρχει και όρος με σύζευξη L S (L= τροχιακή στροφορμή, S= spin). Καλοί κβαντικοί αριθμοί: l, s, j, mj Για συγκεκριμένο l, s, έχουμε j=l+s, j= l+1/2 ή j = l-1/2. Για κάθε j, to mj = -j, -j+1,, j-1, j = 2j+1 τιμές. Παραγρ. 5.3 του βιβλίου σας Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 9

Ανακάτεμα των ενεργειακών σταθμών και χάσμα σε μερικές περιοχές : μαγικοί αριθμοί Ο όρος σύζευξης L. S ξεχωρίζει τις καταστάσεις με ίδιο {n, l }, αλλά διαφορετικούς προσανατολισμούς του σπιν ως προς L Συνεισφορά στην ενέργεια (με U SO < 0) : Συμπληρωμένοι φλοιοί Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 10

Ανακάτεμα των ενεργειακών σταθμών και χάσμα σε μερικές περιοχές : μαγικοί αριθμοί Ο όρος σύζευξης L. S ξεχωρίζει τις καταστάσεις με ίδιο {n, l }, αλλά διαφορετικούς προσανατολισμούς του σπιν ως προς L Συνεισφορά στην ενέργεια (με U SO < 0) : Συνεισφορά στην ενεγεια με U SO < 0 1 [U SO 2 l 1 ħ2 ]<[ U SO 2 (l+1)ħ2 ] Oπότε οι καταστάσεις με j= l + ½ έχουν μικρότερη ενέργεια από τις j=l ½ Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 11

Πυρήνες με μαγικούς αριθμούς - οι σταθερότεροι Ζ < Α/2 Ν Ζ Πυρήνες με μαγικούς αριθμούς: Πολύ σταθεροί σε σχέση με τους γειτονές τους (με πολλά σταθερά ισότοπα, μικρή ενεργός διατομή σύλληψης νετρονίου) Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 12

Spin πυρήνα (J) και ομοτιμία (πάριτυ) Σπιν πυρήνα, J = ολικό τροχιακό σπίν των νουκλεονίων + το άθροισμα των σπιν τους. J πυρήνα νουκλεόνια L+ νουκλεόνια S= νουκλεόνια ( L+ S) To ολικό σπίν (J) άρτιων-άρτιων πυρήνων έχει βρεθεί ότι έιναι 0 και η πάριτυ + : J π = 0 + άρα, υπάρχει ισχυρό ζευγάρωμα των σπιν που δίνει άθροισμα 0 Για περιττό αριθμό νουκλεονίων, το ασύζευκτο νουκλεόνιο καθορίζει σπίν και parity του πυρήνα π.χ., 17 8 Ο : Jπ = 5/2 +,σελ. 87 βιβλίου σας. Parity = (-1) l Για περιττούς-περιττούς πυρήνες, το κάθε αζευγάρωτο πρωτόνιο και νετρόνιο συνεισφέρουν το δικό τους J π. Το ολικό σπίν είναι το άθροισμα των επι μέρους σπίν σύμφωνα με τους κανόνες άθροισης σπιν, αλλά αν έχουμε πολλες επιλογές δεν έχουμε κάποιον γενικό κανόνα για το ποιό αποτέλεσμα προτιμάται. Η ολική πάρτυ έιναι το γινόμενο των επι μέρους πάριτυ. ΚΑΝΟΝΑΣ που δουλεύει στα περισσότερα! Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 13

Παράδειγμα - Εξηγείστε τα J π του πίνακα 4.2, με τον πίνακα 5.1 του βιβλίου σας π.χ., 17 8 Ο : α) τα 8 πρωτόνια συνεισφέρουν Jπ = 0 + β) από τα 9 νετρόνια, τα 8 συνεισφέρουν J π = 0 +, κι έτσι το ένατο (το αζευγάρωτο) καθορίζει το J π. Όμως, το ένατο νετρόνιο είναι στον φλοιό 1d 5/2 : το d μας λέει ότι l=2 παριτυ = (-1)^l = (-1)^2 = +1 και το 5/2 μας λέει ότι j=5/2, οπότε αυτό το ασύζευκτο νετρόνιο δίνει: J π = 5/2 + για το 17 Ο 8 Α.Π.Θ - 25 Νοε. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Ασκήσεις #7 14

Spin πυρήνα (J) και μαγνητική ροπή (μ) Σπιν πυρήνα, J = ολικό τροχιακό σπίν των νουκλεονίων + το άθροισμα των σπιν τους. J πυρήνα νουκλεόνια L νουκλεόνια S= νουκλεόνια L S Κι έτσι καθορίζει τη μαγνητική ροπή του, μ μ μ j ħ J Την οποία μετράμε με πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό: παλλόμενο Η/Μ πεδίο κυκλικής συχνότητας ω U= μ B= μ z B μ z = μ j ħ m j οπότε U = μ j ħ m j Β= ( μ j ħ Β)m j μ j =k ħ ω= μ j ħ Β μ j =k 1 Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 15

Spin νουκελονίων και μαγνητική ροπή Κάθε νουκλεόνιο, εδώ πρωτόνιο, έχει μαγνητική διπολική ροπή: Πρωτόνιο έχει σπιν {+1/2, -1/2}, όπως και τα νετρόνια. Κι έτσι έχει μαγνητική ροπή λόγω σπιν, ίση με : όπου: μ N μ p =g s e ħ 2 m p c q 2 m p c e S =g s 2 m p c S S=g s μ N ħ μ p =g s μ N s s 1 Πυρηνική μαγνητόνη ~ 2000 μικρότερη της μαγνητόνης του Bohr μ B (που ορίζεται για τη μάζα ηλεκτρονίου) μ p = μ L μ s =g L q 2 m p c L g s q 2 m p c S =g L μ Ν ħ L g s μ N ħ S μ p, z =g s μ N m s μ p 2.79 μ N μ n 1.91 μ N U p = g s μ N m s B g s 2 όχι στοιχειώδες m s = ½ ή - ½ = 2 επι μέρους ενεργειακές στάθμες Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 16

Mαγνητική ροπή πυρήνα = μαγνητική ροπή ασύζευκτου νουκλεονίου Κάθε νουκλεόνιο έχει μαγνητική διπολική ροπή: μ N = μ L μ s =g L q 2 m p c L g s q 2 m p c S =g L μ Ν ħ L g s μ N ħ S =μ Ν [g L L g s S ] Για να πάρουμε υπόψιν μας το ότι το νετρόνιο δεν έχει φορτίο, γράφουμε για τη μαγνητική ροπή λόγω L: Πρωτόνιο: g L = 1, νετρόνιο: g L = 0 Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 17

Spin πυρήνα, J Oι πυρήνες έχουν μαγνητικές ροπές μ ~ -3 μ N έως 10 μ N Μικρή σε σχέση με τον αριθμό νουκλεονίων (που το καθένα συνεισφέρει ~ -2 μ N έως +3 μ N ) Ταιριάζει με την υπόθεση ότι ουσιαστικά μόνο τα ασύζευκτα νουκελόνια συνεισφέρουν Μικρή σε σχέση με μαγνητόνη Bohr Γιατί: Μάλλον δεν έχουμε ηλεκτρόνια στους πυρήνες Μαγνητόνη του Bohr, μ Β : Πυρηνική Μαγνητόνη, μ Ν : μ Β μ Ν e ħ 2 m e c eħ 2 m p c μ Β 2000 μ N Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 18

Ηλεκτρική τετραπολική ροπή πυρήνα, Q Κατανομή ηλεκτρικού φορτίου στον πυρήνα χαρακτηρίζεται από το Q Όταν πυρήνας σφαιρικός Q = 0 Αλλιώς Q>0 όταν επιμήκυνση κατά άξονα z Q<0 όταν συμπίεση κατά άξονα z Όταν j=0 ή j= ½ Q = 0 Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 19

Ηλεκτρική τετραπολική ροπή πυρήνα, Q Α.Π.Θ - 25 Νοεμβ. 2013 Κ. Κορδάς - Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι - Μάθημα 7β: μοντέλο φλοιών 20