Спін, магнітний та електричний моменти ядер
Ядро, як просторово обмежена і пов'язана система взаємодіючих між собою нуклонів, в определ ?? енних випадках може розглядатися в цілому як одна мікрочастинка. Так як нуклони, з яких складається ядро, володіють власним механічним моментом, або спіном, а також здійснюють рух відносно один одного (орбітальний рух щодо центру ін ?? ерціі ядра), то і ядра повинні мати власний механічний момент (далі просто момент) або спин.
спін ядра
Можлива інша схема складання моментів окремих нуклонів, що дає інший результат, коли спочатку окремо підсумовуються вектори спинив, а потім вектори орбітальних моментів нд ?? ех нуклонів, і отримані два вектора складаються. При цьому, оскільки ядерні сили не центральні (див. §1.9 п.7) і в ядрі існує спін-орбітальна взаємодія (див. §2.3 п.1), то по цій причин ?? е в теорії ядра використовують першу схему.
Природною одиницею виміру моменту імпульсу в квантовій механіці служить постійна Планка # 295; = 1,0546 · 10 -34 Дж · с. має розмірність моменту імпульсу.
Вектор моменту будь-яких мікрочастинок, як, втім, і спін ядра, володіє своєрідними властивостями.
1. Абсолютна величина вектора моменту будь-ізольованою фізичної величини може приймати тільки дискретні значення:
|
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, квадрати проекцій вектора моменту на осі Х і Y не рівні нулю. З цієї причини ?? е проекція моменту Iz нд ?? егда менше абсолютної величини вектора механічного моменту. Дійсно, згідно з (1.6.4), максимальне значення
Всі перераховані вище властивості вектора механічного моменту зазвичай демонструють за допомогою квазікласичних моделі (рис. 1.6.1), яка знаходиться в определ ?? енном згоді з властивостями квантовомеханічного вектора моменту. Вектор момента͵ величина якого обчислюється за допомогою (1.6.2), прецессирует щодо осі Z з деякою кутовою швидкістю і може орієнтуватися уздовж або проти напрямку осі Z тільки таким чином, щоб його проекція на вісь Z дорівнювала одному зі значень від + Iћ до -Iћ через одиницю. Цей вектор ніколи не може орієнтуватися точно у напрямку осі Z. оскільки його величина, як зазначено вище, не дорівнює Iћ. З цієї причини, крім величини вектора момента͵ зберігається в часі величиною є тільки одна проекція вектора - проекція на вісь Z. Повний число проекцій Iz вектора моменту на рис.1.6.1 одно (2I + 1).
3. Модуль вектора моменту
звичайним чином через свої квантові числа
Співвідношення (1.6.8) прийнято називати правилом складання моментів в квантовій механіці.
Оскільки кожне значення проекції з (2I1 + 1) (2I2 + 1) можливих реалізується з однаковою ймовірністю, то відносна ймовірність утворення стану зі спіном
ᴛ.ᴇ. дорівнює відношенню числа можливих проекцій вектора
4. Будь-яка векторна величина
де а - константа͵ повністю характеризує вектор.
Відносно спинив різних ядер спостерігаються такі досвідчені закономірності:
а) Для ядер з парними А спини нд ?? егда цілі, а при непарному А - нд ?? егда напівцілий.
б) парному-парні ядра (А - парне) в основному стані мають спін рівний нулю. Цей факт дає підстави вважати, що однойменні нуклони об'єднуються в пари (ефект спарювання, см. §1.4 п.3) з протилежно спрямованими спинами, так що сумарний момент імпульсу ядра виявляється рівним нулю.
в) Непарній-непарні ядра (А - парне) мають цілочисельний спін. Це вказує на те, що різнойменні нуклони об'єднуються в пари з однаковим напрямком спінів, створюючи єдиний момент (див. §1.11).
г) Ядра з непарним А мають напівцілий спин в межах від 1/2 до 9/2, що вкрай мало в порівнянні з сумою абсоютно значень повних моментів
Читайте також
Використання приладів високої роздільної здатності і спеціальних джерел збудження спектру дозволило виявити надтонку структуру спектральних ліній. Її існування В. Паулі пояснив (1924) наявністю у атомних ядер власного моменту імпульсу (спина) і. [Читати далі].