原子核的宇称.ppt

* 【教育类精品资料】 1.5 原子核的宇称 空间反演变换表示 与某一坐标轴重叠，空间反演就与镜面反射等价。 ，如果 空间反演下物理规律的不变性,与它的镜像过程服从相同的物理规律等价。 1.宇称的概念 1927年E.P.Wigner提出的,是描述空间反演运算的物理量。 (1902-1995) 1963诺贝尔物理奖 -维格纳 宇称的概念是微观世界中所特有的，它是微观体系在空间反演变换下具有对称性时，所相应的守恒量 如果状态波函数是空间反演算符的本征态，K 是该算符的本征值，那么： 对上式再作一次空间反演变换： 因此： 空间反演算符 由于： 1) k ＝＋1 的情况： 这表明描述粒子状态的波函数在空间反演后有两种可能的结果： 2) k ＝－1 的情况： 偶宇称 奇宇称 2. 空间反演不变性与宇称守恒 微观粒子的物理规律由Sch?dinger方程描述， 在空间反演下，粒子态的波函数为， 微观粒子在空间反演下满足物理规律不变要求， 即， 即，空间反演下物理规律不变等价于H(r)不变。 因此有： 即， 与H对易，宇称量子数K 是好量子数，不随时间改变。 宇称守恒定律： 即一个孤立系统的宇称，奇则永远为奇，偶则永远为偶。若体系发生变化，体系变化前后宇称相同，它的值不随时间改变，即微观体系的宇称保持不变。 原子核的宇称 （见P17） 原子核是由中子和质子组成的微观体系，它 的状态可以近似地用中心力场中独立运动的诸核子 波函数的乘积来描写: 故决定了宇称是相乘量子数。 若各个粒子的轨道角动量分别为 则这个体系的总轨道宇称为 作为微观粒子，除了轨道宇称，还应该有内禀宇称，它和粒子内部结构有关。如果考虑到粒子的内禀宇称，上述n个粒子体系的总宇称为： 质子、中子、电子等的内禀宇称为偶,为+1。 介子、光子等, 其内禀宇称为奇，为-1。 由于核子的内禀宇称为正，所以，质量数为A的原子核的宇称为： 即核的宇称是组成核的各个核子的轨道宇称之积。 以符号 表示核的自旋和宇称。 强相互作用、电磁相互作用宇称守恒； 注意：弱相互作用宇称不守恒。 4、原子核基态的自旋和宇称 　　基态，指质子和中子都填满最低一些能级，这时，原子核的能量最低。 　　激发态，指核子处于较高能级而其较低能级未填满，这时，原子核的能量较高。 　　对于偶偶核，当偶数个核子处于最低那些能级时，在每一个能级上所占有的核子数都是偶数。由于同一能级中的偶数个核子具有同样大小的角动量 j ,而且由于对力的作用，成对的两个核子的 j 的方向相反，因而，同一能级的所有核子的角动量矢量和为零，则质子壳层和中子壳层都具有等于零的角动量。所以偶偶核的自旋为零，偶偶核中每一能级的核子数为偶，因此它的宇称为正。 　　对于奇 A 核，由于其余偶数个核子的贡献，相当于一个偶偶核的贡献，因此，原子核的自旋应与最后一个奇核子的角动量 j 相同。宇称由那个奇核子的轨道量子数 l 来决定。即，奇 A 核的状态由单个非成对的核子的状态决定。这种模型也叫单粒子模型。 *