29. Электрический дипольный и квадрупольный момент ядра. Единицы измерения. Сферические и несферические ядра.

Диполем называется система из двух равных по величине зарядов q разного знака, жестко закрепленных на расстоянии d. Такая система, имея равный нулю электрический заряд, обладает свойством ориентироваться по направлению электрического поля Так как отрицательных зарядов в ядре нет, то смещение положительного заряда (протонов) относительно нулевого (нейтронов) вызывает появление дипольного момента и ядро поворачивается в электрическом поле относительно центра инерции.

В ряде случаев наблюдается нарушение правила интервалов (1.6.24), справедливого для магнитного расщепления. Это свидетельствовало о том, что ядра могут иметь отличный от нуля квадрупольный электрический момент Q, взаимодействие которого с неоднородным электрическим полем вызывает появление добавочных линий сверхтонкого расщепления. Электрическим квадрупольным моментом Q ядра называется величина, определяемая соотношением е где ось Z совпадает с направлением оси симметрии ядра, а . Если предположить, что плотность электрического заряда постоянна, а ядро имеет форму эллипсоида Величина Q положительна для вытянутых ядер (b>a), отрицательна для сплюснутых (b<a) и равна нулю (b=a) для ядер, имеющих сферическую симметрию. квадрупольный момент -мера отклонения распределения электрического заряда от сферически-симметричного. Квадрупольный момент имеет размерность площади в единицах барн, 1 барн = 10^‑24 см² Все магические ядра имеют сферическую форму (Q = 0), которая, таким образом, соответствует наиболее устойчивым ядрам.

30. Капельная модель ядра. Формула Вайцзеккера.

В основу капельной модели положено сходство в поведение атомного ядра и заряженной капли жидкости. Ядра имеет достаточно четко определенный радиус R ~ A^1/3 из чего следует практически одинаковая (не зависящая отА) концентрацию нуклонов в ядрах: 10³⁸ см^-3,

одинаковая плотность ядерного вещества ρ = m_N ·n = 1,66·10^-24·10³⁸ ≈ 10¹⁴ г/см³ = 10⁸ т/см³

и одинаковые средние расстояния между нуклонами: см.

То, что плотность ядерного вещества всех ядер постоянна, свидетельствует о его несжимаемости. Это свойство сближает ядерное вещество с жидкостьюэто позволяет построить капельную модель атомного ядра, согласно которой ядро представляет сферическую каплю заряженной сверхплотной жидкости. формула Вейцзеккера где a₁, … a₅, и d - постоянные величины. член а₁A в этой формуле предполагает, что все нуклоны в ядре равноценны, и определяет примерно линейную зависимость энергии связи ΔW от А, отражая свойство насыщения ядерных сил Второй член а₂A^2/3 учитывает, что не все нуклоны в ядре равноценны и дает поправку на уменьшение полной энергии связи, обусловленную тем, что часть нуклонов находится у поверхности ядра Третий член а₃· в формуле определяет взаимное кулоновское отталкивание протонов, энергия которого пропорциональна Z²/R. Кулоновские силы не испытывают насыщения, и каждый из Z протонов взаимодействует со всеми остальными Z – 1; таким образом Z(Z - 1) ≈ Z² Четвертый член в формуле который носит название поправки на энергию симметрии, уже не следует из модели жидкой капли и отражает наблюдаемую в природе тенденцию к симметрии в строении ядер Последний член в формуле отражает распространенность стабильных элементов и учитывает эффект спаривания одинаковых нуклонов