ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ядерные спины (453. 5. Магнитные дипольные моменты ядер из "Ядерная физика " Вместо энергии связи часто бывает удобнее рассматривать величину E JA, называемую удельной энергией связи (или энергией связи на нуклон). [c.37] Основными составными частями масс-спектрографа являются а) ионный источник, б) анализатор, в) приемное устройство. В ионном источнике происходит образование ионов исследуемого вещества и формирование слабо расходящегося пучка ионов, не сильно различающихся по своим энергиям. В анализаторе исходный пучок разделяется на несколько пучков, различающихся по массам ионов. [c.39] Масс-спектрографические методы дают возможность измерять массы изотопов с относительной точностью 10 —lO , что соответствует определению энер ГИЙ связи ядер с точностью до десятых и даже сотых долей процента. [c.39] Точки — экспериментальные данные. Плавная кривая — результат вычислений по формуле Вейцзеиера. На вставке показана удельная энергия связи для легких ядер. [c.40] Спадание кривой удельной энергии связи при малых А можно объяснить ролью поверхностных эффектов. Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, не полностью используют свои связи, что приводит к возникновению поверхностного натяжения, уменьшающего Ес, 1А на величину, пропорциональную площади поверхности, т. е. А . Роль поверхностных эффектов возрастает при увеличении отношения поверхности к объему, т. е. при переходе к более легким ядрам. [c.41] Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым ядрам объясняется электростатическим отталкиванием протонов, Кулоновская энергия пропорциональна квадрату числа протонов (кулоновские силы не обладают свойством насыщения) и обратно пропорциональна размерам ядра. Таким образом, в целом кулоновская энергия пропорциональна Поэтому вклад кулоновских эффектов в удельную энергию связи возрастает при переходе к более тяжелым ядрам. [c.41] Эту полуэмпирическую формулу называют формулой Вейцзекера и часто связывают с моделью жидкой капли, которую мы рассмотрим ниже в гл. III, 3, п. 1. Однако в действительности формула (2.8) практически не связана с конкретными модельными допущениями. В частности, формула Вейцзекера может быть справедливой и для систем, не похожих по своим внутренним свойствам на жидкую каплю. [c.43] Магические ядра имеют большое число изотопов и изотонов. Ядра с магическим N сравнительно слабо поглощают нейтроны. Сечение захвата нейтрона с энергией порядка 1 МэВ при N = 50, 82, 126 меньше на 1—2 порядка, чем на ядрах с близкими значениями N. Наконец, дважды магические ядра характеризуются повышенной твердостью первые возбужденные состояния у них лежат на 1—2 МэВ выше, чем у соседних ядер. [c.44] За единицу спина всегда принимают постоянную Планка П. Квантовое число J называют значением спина микрочастицы. [c.45] Измерения ядерных спинов и магнитных моментов тесно связаны. между собой и поэтому будут рассмотрены совместно несмотря на то, что природа этих величин глубоко различна. Спин является, наряду с массой, важнейшей механической, т. е. инертной и гравитационной, характеристикой частицы, в то время как магнитный момент является характеристикой взаимодействия частицы с однородным внешним магнитным полем. [c.48] Слева — нерасщепленные уровни, справа — расщепленные. Расщепление изображено без соблюдения масштаба. [c.50] что спин ядра цезия равен /а. [c.51] Определение величины магнитного момента только что описанным методом затруднено тем, что константа С из (2.13) не поддается точному теоретическому расчету. Поэтому для определения магнитных моментов сверхтонкое расщепление изучается во внешнем магнитном поле, т. е. по эффекту Зеемана. При слабых внутриатомных полях, т. е. при малых С, таким путем в некоторых случаях удается довести точность измерения магнитных моментов ядер до 0,1%. [c.51] Пунктирной линией показана напряженность магнитного поля, при которой происходит резонансное опрокидывание спина. [c.52] Только что описанный метод непригоден для измерения магнитного момента нейтрона, поскольку нейтроны нельзя удержать в ампуле, а можно иметь лишь в форме пучков. [c.53] Штрих-пунктирная линия — ось пучка, сплошная линия — траектория частицы с постоянной ориентацией магнитного момента, пунктирная линия изображает частицу, магнитный момент которой переориентировался в области 5. Стрелками на траектории указаны направления магнитного момента. [c.53] С помощью метода магнитного резонанса удалось измерить даже магнитный момент нейтральной нестабильной частицы Л-гиперона, время жизни которого имеет порядок 10 с. Этот магнитный момент jaa оказался равным —0,73 в единицах ядерного магнетона. [c.54] Вернуться к основной статье