Модель оболочечная

Рис. 4<25. Схема разбиения модели оболочечного корпуса на конечные элементы

Модели ядер из независимых частиц. В моделях этого класса предполагается, что движение нуклонов является совершенно несогласованным, они движутся практически независимо друг от друга в потенциальном поле, которое образовано суммарным средним действием всех нуклонов ядра (при этом Х>Я). К такому типу относятся модели оболочечная, модель Ферми-газа, модель потенциальной ямы и др. Кроме того, предложены обобщенная и оптическая модели, в которых делается попытка согласования некоторых противоположных допущений, положенных в основу моделей 1-го и 2-го классов. [c.59]

Во-вторых, даже если принять какой-то приближенный и упрощенный закон ядерного взаимодействия, то и в этом случае квантовомеханическая задача о ядре весьма громоздка, число ее независимых переменных равно числу степеней свободы (ЗЛ, не учитывая спиновой переменной). Здесь возникают значительно большие трудности по сравнению с теми, с которыми мы встречаемся при решении задачи об атоме. В атоме имеется динамический центр — ядро, взаимодействие электронов с которым играет основную определяющую роль. Взаимодействие электронов друг с другом может быть сведено к эффекту экранирования действия заряда ядра. Электроны атома движутся в сферически симметричном поле ядра, которое удается представить некоторым скалярным потенциалом V (г), являющимся функцией только расстояния г от ядра. Сферическая симметрия поля ядра и сравнительно простой вид потенциала V (г) существенно облегчает решение квантовомеханической задачи (например, решение уравнения Шредингера) об атоме, основанное на оболочечной модели атома. В атомном же ядре, учитывая совокупность известных фактов, нет выделенного центрального тела, так как все нуклоны, входящие в ядро, равноправны. [c.170]

Газовая модель ядра при низких энергиях приводит к объяснению ядерного насыщения и ядерного потенциала. Выводы газовой модели первоначально имели ограниченное и чисто качественное использование в теории ядерных реакций. Однако целый ряд своеобразных свойств ядер (оболочечные эффекты и др.) совершенно не могут быть рассмотрены в рамках модели ферми-газа. [c.181]

Отдельные догадки о существовании в ядрах оболочек протонов и электронов высказывались еще в 1924—1928 гг. до от1<рытия нейтрона. Однако доказательства в пользу модели ядерных оболочек часто сменялись сильными аргументами против нее, и наоборот. И вот в период 1935—1945 гг. было установлено, что модель ядерных оболочек не в состоянии объяснить энергии связи ядер и особенно легких ядер. Против модели оболочек выдвигаются серьезные возражения, что ядро в отличие от электронной оболочки атома не имеет преобладающего центрального потенциала и не может рассматриваться по аналогии с атомной (электронной) оболочкой. Успех капельной модели в объяснении деления ядер и правдоподобность идей составного ядра в истолковании ядерных реакций значительно задержали изучение оболочечной структуры атомных ядер. [c.183]

Основные положения обобщенной модели ядра сводятся к следующему. Как и в случае модели оболочек, здесь также принимается, что нуклоны в ядре движутся в некотором среднем самосогласованном поле, почти не зависящем от положения каждого нуклона, и образуют замкнутые нейтронные и протонные оболочки. Это самосогласованное поле резко меняется у поверхности. Можно сказать, что ядро состоит из внутренней более устойчивой области— ядерного остова , образованного нуклонами, входящими в состав замкнутых оболочек, и внешних нуклонов, которые движутся в поле этого остова. Остов ядра , образованный заполненными оболочками, имеет сферическую форму. Внешние нуклоны, не входящие в состав замкнутых оболочек, могут создавать у поверхности ядра неоднородности (флуктуации) потенциала самосогласованного поля, что приводит к несферическому характеру поля. Движение этих внешних нуклонов вызывает деформацию остова ядра , т. е. оболочечной структуры, и сферически симметричная поверхность ядра превращается в эллипсоидальную. В свою очередь деформированный остов ядра еще более усиливает отклонение поля от сферической структуры. Величина деформации поверхности зависит от числа внешних деформирующих нуклонов и от их квантовых состояний. Деформация ядерной поверхности является коллективной формой движения нуклонов, и она может приводить к колебаниям вытянутости по поверхности ядра или к появлению различных вращений. [c.194]

В первой части рассматриваются свойства стабильных ядер, капельная и оболочечная модели ядра, а-распад, р-распад и у-излучение ядер, прохождение излучения через вещество. [c.12]

Другая экспериментальная закономерность — уменьшение энергии а-частиц различных изотопов одного и того же элемента с ростом массового числа —также объясняется при помощи капельной и оболочечной моделей ядра. Оказывается, что если с помощью формул (9.6), (9.10) и (9.11) построить производную -, то для Л и Z, соответствующих а-радиоактивным ЗА ]z [c.124]

Отмеченная своеобразная периодичность в изменении свойств атомных ядер, напоминающая периодическое изменение свойств атомов, позволяет предположить, -что, подобно атому, атомные ядра имеют оболочечную структуру. Соответствующая модель атомного ядра называется оболочечной моделью или моделью ядерных оболочек. [c.184]

Принципы построения оболочечной модели ядра [c.190]

На первый взгляд кажется, что оболочечную модель ядра построить нельзя. В самом деле, два из трех условий, необходимых для построения оболочечной модели ( наличие силового центра, слабое взаимодействие частиц между собой и справедливость принципа Паули) для нуклонов атомного ядра, не выполняются. Атомное ядро, в отличие от атома, не имеет выделенного силового центра, и нуклоны ядра, в отличие от электронов атома, сильно взаимодействуют между собой. [c.190]

Таким образом, имеются все необходимые предпосылки для построения оболочечной модели ядра в поле сферического потенциала движутся не взаимодействующие между собой частицы — нейтроны и протоны, которые имеют полуцелый спин и подчиняются принципу Паули. Потенциал в первом приближении одинаков для нейтронов и протонов, так как кулоновское отталкивание для протонов становится заметным только у тяжелых ядер. Это заключение подтверждается совпадением магических чисел для протонов и нейтронов. Благодаря сферической симметрии потенциала орбитальный момент количества движения / является интегралом движения, причем всем 21 -f 1 ориентациям [c.191]

Правильность предположения о существовании сильного спин-орбитального взаимодействия подтверждается (кроме успеха оболочечной модели) существованием поляризации протонов высокой энергии при рассеянии. [c.194]

ОБОЛОЧЕЧНОЙ МОДЕЛИ ЯДРА И ОБЛАСТЬ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ. [c.197]

Одночастичный вариант оболочечной модели правильно предсказывает переход квадрупольного электрического момента через нуль (с изменением знака) при магическом числе нуклонов (однако не позволяет вычислять его величину). [c.198]

Оболочечная модель позволяет также понять, почему запрещенные а-переходы встречаются чаще всего среди ядер с нечетным массовым числом. [c.198]

Таким образом, оболочечная модель позволяет лучше понять также и продесс а-распада. В дальнейшем будут отмечены и другие явления, которые находят свое объяснение в модели ядерных оболочек. [c.199]

Дальнейшим развитием оболочечной модели является обобщенная модель ядра, учитывающая влияние коллективного движения нуклонов на параметры одночастичного потенциала. Обобщенная модель дает правильное описание некоторых свойств несферических ядер. [c.200]

Наличие спин-орбитального взаимодействия (установленного при рассмотрении оболочечной модели ядра) свидетельствует о том, что на нуклон, движущийся внутри ядра, действуют силы, зависящие от скорости нуклона (точнее, от его импульса). Возможно, что такие спин-орбитальные силы надо учитывать и при рассмотрении взаимодействия между двумя нуклонами. [c.486]

Обозначения способа литья 3 —в землю К—в кокиль О-в оболочечные формы В — по выплавляемым моделям Д — под давлением [c.55]

Основные состояния четно-четных ядер характеризуются положительной четностью. Основные состояния других ядер могут быть как четными, так и нечетными. Например, основное состояние изотопа кислорода gO имеет положительную четность, а изотопа азота 7N — отрицательную. Эти особенности четности основных состояний разъясняются в оболочечной модели ядра (см. гл. И1). [c.75]

Укажем масштабы энергий в оболочечной модели. Расстояния между одночастичными модельными уровнями в пределах одной оболочки по порядку величины равняются нескольким МэВ, расстояния между соседними оболочками (точнее, между центрами соседних оболочек) равняются по порядку величины 10 МэВ (в легких ядрах больше, в тяжелых несколько меньше 10 МэВ). [c.97]

И. Посмотрим теперь, в какой мере согласуются с опытом предсказания одночастичной оболочечной модели в отношении магнитных моментов ядра. Для этого нам прежде всего нужно вычислить магнитные моменты протона и нейтрона в различных оболочечных состояниях. Это вычисление производится следующим образом. Магнитный момент ц протона является векторной суммой орбитального момента, обусловленного движением заряда протона, и собственного магнитного момента. В единицах ядерного магнетона [c.100]

Казалось бы, по аналогии с магнитными моментами одночастичная оболочечная модель должна качественно объяснять и значения квадрупольных моментов ядер. Однако здесь эту модель постигла почти полная неудача. Если квадрупольный момент ядра определяется квадрупольным моментом последнего, неспаренного, нуклона, то очевидно, что этот момент должен равняться нулю для всех ядер с нечетными Л и Л/. Однако, как видно из табл. 2.3, многие из таких ядер обладают довольно большими квадрупольными моментами. Далее, для квадрупольных моментов ядер с неспаренным протоном теоретический расчет дает значение [c.102]

У большинства ядер проявляются как одночастичные, так и коллективные степени свободы. Так, например, у ядер с числами Z и N, далекими от магических, спины и четности основных состояний, как правило, хорошо описываются оболочечной теорией, в то время как квадрупольные электрические моменты имеют коллективное происхождение. Одновременный учет коллективных и одночастичных степеней свободы осуществляется в обобщенных моделях. [c.105]

Характеристика основного состояния ядра в этом случае та же, что и в оболочечной модели. Спектр низших возбужденных состояний обогащается, так как возбуждаться могут как внешний нуклон, так и остов. В остове может возбуждаться либо квадрупольное [c.105]

Ферми-газ. Предельно упрощенный вариант оболочечной модели, в котором нуклоны трактуются как идеальный ферми-газ, заключенный внутри большого (в пределе неограниченного) объема. Область применимости простое качественное объяснение некоторых общих свойств ядра, таких как насыщение ядерных сил, существование большой энергии симметрии и др. [c.111]

Перейдем к теоретическим представлениям о механизме гигантского резонанса. При дипольном поглощении -у-кванта на все протоны ядра действует импульс однородного электрического поля, направленного перпендикулярно направлению пучка падающих фотонов. Под действием этого импульса центр тяжести протонов смещается относительно центра тяжести нейтронов. Но это смещение может произойти по-разному. Одним из крайних случаев является тот, когда все частицы смещаются примерно на одинаковые расстояния. Такая модель гигантского резонанса называется коллективной. В другом крайнем случае, наоборот, смещается лишь один нуклон. Это оболочечная модель в ее простейшем варианте независимых частиц. Подчеркнем, что в этом случае смещаться может как протон, так и нейтрон, несмотря на то, что нейтрон не имеет заряда и непосредственно поглощать фотон не может. Фотон поглощается здесь не нейтроном. [c.164]

Реальный Механизм гигантского резонанса, по-видимому, более близок к одночастичному, чем к коллективному, так как расчеты в рамках более сложного варианта оболочечной модели с учетом остаточного взаимодействия между нуклонами (см. гл. 111, 6, п. 6) удается провести так, чтобы получить согласие с опытом. [c.165]

Силы могут зависеть от спинов по-разному. Во-первых, возможны силы, зависящие только от ориентации спинов относительно друг друга. С такими силами мы уже сталкивались при изучении низкоэнергетического рассеяния нейтрон — протон. Эти силы — центральные, т. е. направлены вдоль прямой, соединяющей Центры частиц. За счет таких сил поляризация возникнуть не может. Другими свойствами обладают тензорные силы, зависящие от ориентации спинов относительно прямой, соединяющей частицы (рис. 5.8). Эти силы уже нецентральны и поэтому могут создавать поляризацию. Кроме тензорных нецентральным характером обладают еще спин-орбитальные силы, интенсивность и направление которых зависят от ориентации спинов относительно орбитального момента относительного движения частиц. Со спин-орбитальными силами мы уже встречались в гл. П1, 4 при анализе оболочечной модели ядра. [c.187]

Рис. 1.3> Модель оболочечной конструкции с флянцами

О. Бором совместно с Б. Моттельсоном (1952—1953), соединяет в себе достоинства оболочечной модели и модели жидкой капли. Она основана на учете взаимодействия между одночастичными и коллективными степенями свободы (вращательные и колебательные степени свободы ядра как целого), поэтому Д. Хилл и Дж. Уиллер в одной из работ ее называют коллективной моделью ядра. В настоящее время в советской и иностранной физической литературе для этой модели принято название обобщенная модель ядра. [c.194]

Аналогичным образом удается разместить около десятка ядер в III оболочке, однако, чем сложнее ядро, тем труднее становится подсчет Цтеор- Тем не менее можно утверждать, что оболочечная модель не противоречит эксперименту и при более высоких числах заполнения. Так, например, известно, что среди ядер, содержащих 28 < Л/ < 50 нуклонов одного типа, нет ни одного со спином / = /2 среди ядер V оболочки нет ни одного со спином / = /г и т. д. Наоборот, имеющий один протон сверх зам- [c.197]

Исследование различных свойств атомиых ядер (энергия связи, распространенность в природе, особенности а- и р-распада и др.) локазывает особую устойчивость ядер, содержащих 2, 8, 20, 50, 82 или 126 (магические числа) протонов или нейтронов. Подобное поведение атомных ядер объясняется в оболочечной модели ядра, построенной по аналогии с моделью электронных оболочек в атоме. [c.200]

В простейшем одночастичном варианте оболочечной модели ядра рассматривается движение непарного нуклона в сферически симметричном однородном потенциале, образованном взаимодействием остальных нуклонов. Решение уравнения Шредингера для этого потенциала с учетом сильного спин-орбитального взаимодействия позволяет получить определенную последовательность энергетических уровней, группирующихся около нескольких значений энергии. Уровень характеризуется величиной энергии, полным моментом г и орбитальным числом /. В соответствии с принципом Паули на каждом уровне размещается 2i + 1 нуклонов. Полное заполнение группы соответствует построению оболочки, которая содержит магическое число нуклонов. Размещение ядер по оболочкам производится путем содоставления массового числа, спина и других характеристик ядра с параметрами уровней. [c.200]

Область точного закона 7 - 321, 340 Обменная энергия 326 Оболочечное распределение но Фрёлиху 769 Одновалентные металлы, сравнение с теорией 192 Одномерная модель Фролпха 776 Одноэлектронная модель 215 Ожижение воздуха 38, 67,86, 99,106,119, 136 [c.930]

В модели оболочек без остаточного взаимодействия состояния нуклонов в ядре полностью описываются самосогласованным потенциалом типа (3.8) (с добавкой (3.9) в применении к протонам). Одним из важнейших применений теории оболочек в целом является получение спинов и четностей основных и некоторых возбужденных состояний ядер. Эта возможность базируется на том, что каждая замкнутая оболочка имеет нулевой полный момент и положительную четность. Поэтому в создании спина и четности уровня ядра принимают участие только нуклоны внешних оболочек. Например, в ядре изотопа кислорода gO основное состояние должно иметь (и действительно имеет) характеристику так как сверх заполненных оболочек Z = 8H yV, = 8в этом ядре имеется один нейтрон в третьей оболочке, начинающейся уровнями ld /j. К сожалению, однако, для большинства ядер такие предсказания оказываются неоднозначными. Рассмотрим для примера ядро изотопа хрома В этом ядре заполнены оболочка Z = 20 и подоболочка N = 28. Сверх этих оболочек в состоянии fy имеются четыре протона, моменты которых могут складываться различными способами по правилу (1.31) с учетом принципа Паули. В результате этого сложения получаются различные состояния с суммарными моментами У = О, 2, 4,. .. В модели без остаточного взаимодействия энергии всех этих состояний одинаковы. Поэтому без допущений о виде остаточного взаимодействия нельзя сказать, каким должен быть спин основного состояния ядра 24Сг . Последовательный учет остаточного взаимодействия сложен и математически громоздок. Поэтому мы ограничимся рассмотрением модели оболочек с феноменологическим спариванием, в которой остаточное взаимодействие учитывается предельно простым способом. В этой модели принимается, что остаточное взаимодействие приводит к спариванию одинаковых нуклонов. С явлением спаривания мы уже встречались в гл. И, 3, п. 5. Оно состоит в том, что нуклоны одного сорта стремятся объединиться внутри ядра в пары с нулевым суммарным моментом и положительной четностью. Допущение о феноменологическом спаривании, как видно, совершенно не усложняет математического аппарата модели. Ниже мы увидим, что оно существенно расширяет область применимости оболочечных представлений. [c.98]

До сих пор мы излагали предсказания оболочечной модели только в отношении свойств основных состояний ядер. В этом пункте мы остановимся на вопросе о применимости этой модели к исследованию структуры возбужденных состояний. Если самосогласованное взаимодействие намного превосходит остаточное, то можно сделать следуюш,ие предсказания о структуре возбужденных состояний магических и околомагических ядер [c.102]

В целом из изучения возбужденных уровней ядер следуют два вывода об области применимости оболочечных представлений. Во-первых, оболочечные эффекты наиболее отчетливо проявляются у ядер магических и близких к магическим. Во-вторых, успех обо-лочечной модели объясняется не малостью остаточного взаимодействия, а тем, что многие оболочечные эффекты оказываются очень устойчивыми, т. е. сохраняются даже при сильном остаточном взаимодействии. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...