Ãëàâíàÿ > Ôèçèêà > Êóðñ ôèçèêè (Ãåâîðêÿí Ð. Ã.)
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô
Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Ìàêåòû ñòðàíèö

ÎÁÎËÎ×Å×ÍÀß ÌÎÄÅËÜ

 «îáîëî÷å÷íîé ìîäåëè» ÿäðà ïðåäïîëàãàåòñÿ, ×òî íóêëîíû ñîçäàþò îáùåå ÿäåðíîå ïîëå, êîòîðîå èìååò öåíòð è ïîýòîìó äåéñòâóåò íà êàæäûé íóêëîí ñ ñèëîé, çàâèñÿùåé îò ðàññòîÿíèÿ äî ýòîãî öåíòðà. Äàëåå ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî íóêëîíû äâèæóòñÿ â îáùåì ÿäåðíîì ïîëå ïî îñîáûì óñòîé÷èâûì îðáèòàì, ïî÷òè íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà, íà êàæäîé îðáèòå èìåþò îïðåäåëåííûå ìåõàíè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ìîìåíòû (ñîáñòâåííûé è îðáèòàëüíûé). Ýòî ïðåäïîëîæåíèå òðåáóåò ñïåöèàëüíîãî îáîñíîâàíèÿ. Äåëî â òîì, ÷òî ÿäåðíîå âçàèìîäåéñòâèå î÷åíü ñèëüíîå, ðàçìåðû ÿäðà ìàëû, à ïëîòíîñòü ÷àñòèö â åäèíèöå îáúåìà âåëèêà:

Ââèäó ýòîãî äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà íóêëîíà â îáúåìå ÿäðà, ðàâíàÿ

(ãäå à — ýôôåêòèâíûé äèàìåòð íóêëîíà), îêàçûâàåòñÿ ñîèçìåðèìîé ñ ðàçìåðàìè ÿäðà. Ïðè ýíåðãèè îêîëî ýêñïåðèìåíòû äàþò äëÿ à çíà÷åíèå ñì, ïîýòîìó

Ïðè ýòèõ óñëîâèÿõ âåðîÿòíîñòü ñòîëêíîâåíèé ìåæäó íóêëîíàìè (ñîïðîâîæäàþùèõñÿ îáìåíîì ýíåðãèÿìè) áóäåò âåëèêà è ïîíÿòèå íóêëîííîé îðáèòû òåðÿåò ñìûñë.

Îäíàêî ñëåäóåò ó÷åñòü äâà îáñòîÿòåëüñòâà:

1) óðîâíè ýíåðãèè â ÿäðå (ñîîòâåòñòâóþùèå îïðåäåëåííûì íóêëîííûì îðáèòàì) çàïîëíÿþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî, íà÷èíàÿ ñ íàèíèçøèõ. Ïîýòîìó â íåâîçáóæäåííîì ñîñòîÿíèè ÿäðà âñå À íèçøèõ óðîâíåé ýíåðãèè çàíÿòû À íóêëîíàìè;

2) ñîãëàñíî ïðèíöèïó Ïàóëè, íà êàæäîì óðîâíå ìîãóò íàõîäèòüñÿ òîëüêî äâà íóêëîíà îäíîãî ñîðòà ñ ïðîòèâîïîëîæíî íàïðàâëåííûìè ñïèíàìè.

Ââèäó ýòèõ óñëîâèé, ñòîëêíîâåíèÿ ìåæäó íóêëîíàìè, â ðåçóëüòàòå êîòîðûõ ïðîèñõîäèë áû îáìåí ýíåðãèÿìè, èñêëþ÷àþòñÿ: íóêëîí, åñëè îí îòäàñò ýíåðãèþ, íå ñìîæåò ïåðåéòè íà íèçøèé óðîâåíü, òàê êàê âñå îíè «çàíÿòû» (èìåþòñÿ â âèäó íåâîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ ÿäåð). Òàêèì îáðàçîì, êàæäûé íóêëîí áóäåò äâèãàòüñÿ â ÿäðå, íå èìåÿ âîçìîæíîñòè èçìåíèòü ñâîþ ýíåðãèþ. Ôëóêòóàöèè ÿäåðíîãî ïîëÿ, âûçâàííûå äâèæåíèåì íóêëîíîâ, ïî òîé æå ïðè÷èíå íå ìîãóò âûçâàòü ñóùåñòâåííîãî èçìåíåíèÿ ýíåðãèè êàæäîãî îòäåëüíîãî íóêëîíà. Òðàåêòîðèÿ äâèæåíèÿ íóêëîíîâ âíóòðè ÿäðà áóäåò äîñòàòî÷íî «ãëàäêîé» è ìîæíî ãîâîðèòü î ñóùåñòâîâàíèè íóêëîííûõ îðáèò.

Äëÿ îáîëî÷å÷íîé ìîäåëè ÿäðà, íà îñíîâàíèè îïðåäåëåííîãî ïðåäïîëîæåíèÿ î õàðàêòåðå ÿäåðíîãî ïîëÿ, ïîëó÷åíà ñîâîêóïíîñòü óñòîé÷èâûõ óðîâíåé ýíåðãèè ãäå êâàíòîâûå ÷èñëà: îçíà÷àåò íîìåð óðîâíÿ, íà÷èíàÿ ñ íàèíèçøåãî, I âûðàæàåò îðáèòàëüíûé ìîìåíò èìïóëüñà íóêëîíà. Îäíàêî âñëåäñòâèå óïîìÿíóòîãî âûøå «ñïèí-îðáèòàëüíîãî ðàñùåïëåíèÿ» êàæäûé èç ýòèõ óðîâíåé ðàñïàäàåòñÿ íà äâà óðîâíÿ: ïðè ïàðàëëåëüíîé îðèåíòàöèè ñîáñòâåííîãî ñïèíà íóêëîíà è îðáèòàëüíîãî ìîìåíòà I (êîãäà ïîëíûé ìîìåíò ðàâåí ýíåðãèÿ óðîâíÿ îêàçûâàåòñÿ ìåíüøå, ÷åì ïðè àíòèïàðàëëåëüíîé îðèåíòàöèè (êîãäà Ðàçíîñòü ýíåðãèé ìåæäó ýòèìè óðîâíÿìè ïðîïîðöèîíàëüíà âåëè÷èíå ò. å. âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì îðáèòàëüíîãî ìîìåíòà è óáûâàåò ïðè ïåðåõîäå ê òÿæåëûì ÿäðàì. Ñ ó÷åòîì ýòîãî ðàñùåïëåíèÿ óäàëîñü óñòàíîâèòü, ÷òî óðîâíè ýíåðãèè ðàçäåëåíû íà îòäåëüíûå ãðóïïû, íàçâàííûå «îáîëî÷êàìè». (Ðàçíîñòü ýíåðãèè ìåæäó óðîâíÿìè îäíîé îáîëî÷êè ìàëà, ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçíîñòÿìè ýíåðãèè ìåæäó óðîâíÿìè, ïðèíàäëåæàùèìè ñîñåäíèì îáîëî÷êàì.) Âûÿñíèëîñü, ÷òî ÿäðà ñ ìàãè÷åñêèìè çíà÷åíèÿìè èìåþò çàïîëíåííûå îáîëî÷êè: çàïîëíåíà ïåðâàÿ îáîëî÷êà; ïåðâàÿ è âòîðàÿ; òðè îáîëî÷êè è ò. ä.

 ÿäðàõ ñ çàïîëíåííûìè îáîëî÷êàìè ìåõàíè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ìîìåíòû íóêëîíîâ îêàçûâàþòñÿ ñêîìïåíñèðîâàííûìè. Åñëè æå ñâåðõ çàïîëíåííîé îáîëî÷êè èìååòñÿ îäèí íóêëîí (íàïðèìåð, ó 8709) èëè æå îáîëî÷êà íå çàïîëíåíà è èìååòñÿ îäíà âàêàíñèÿ, òî, î÷åâèäíî, ìåõàíè÷åñêèé è ìàãíèòíûé ìîìåíòû ÿäðà áóäóò îòëè÷íû îò íóëÿ è îáóñëîâëåíû ëèøíèì èëè íåäîñòàþùèìñÿ íóêëîíîì. Ýòî ñëåäñòâèå ïîäòâåðæäàåòñÿ äëÿ íåêîòîðûõ ëåãêèõ ÿäåð.

Äëÿ îáúÿñíåíèÿ èçâåñòíûõ ñâîéñòâ ðàçëè÷íûõ ÿäåð â îáîëî÷å÷íîé ìîäåëè òàêæå èñïîëüçóþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå ïðåäïîëîæåíèÿ, óòî÷íÿþùèå õàðàêòåð âçàèìîäåéñòâèÿ íóêëîíîâ â ÿäðå, ðàñïîëîæåíèå óðîâíåé, ôîðìû îðáèò è ò. ä.

<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Îãëàâëåíèå