ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 2218
Скачиваний: 1
Спин
Спин
-
-
орбитальное
орбитальное
взаимодействие
взаимодействие
Спин
-
орбитальные
силы
играют
существенную
роль
в
атомных
ядрах
.
С
учётом
спин
-
орбитального
взаимодействия
ядерный
потенциал
имеет
вид
V
(
r
)
=
1
( )
r
V
+
2
( )
r
V
⋅
ls
При
учете
спин
–
орбитального
взаимодействия
снимается
вырождение
по
полному
моменту
j
нуклона
в
пределах
одной
оболочки
,
который
при
данном
l
в
зависимости
от
ориентации
спина
нуклона
,
принимает
два
значения
:
j
=
l
±
1/2.
Происходит
расщепление
состояния
данного
l
на
два
состояния
с
разной
взаимной
ориентацией
l
и
s
.
Каждый
одночастичный
уровень
расщепляется
на
два
.
Ниже
по
энергии
опускается
уровень
с
j
=
l
+
1/2,
так
как
в
этом
случае
нуклон
сильнее
взаимодействует
с
остальными
.
Состояние
характеризуется
полным
моментом
нуклона
j
.
Величину
j
указывают
в
качестве
нижнего
индекса
при
l.
Так
,
вместо
уровня
1
p
появляются
два
уровня
2
1
1
р
и
2
3
1
р
.
Величина
расщепления
,
тем
больше
,
чем
больше
l
.
Начиная
с
уровня
1
g
,
затем
1
h
и
т
.
д
.,
ls
-
расщепление
становится
сравнимым
с
расстоянием
между
соседними
осцилляторными
оболочками
.
Расщепление
уровней
с
l
≥
4
настолько
велико
,
что
нижний
уровень
оболочки
с
максимальным
j
и
l
сильно
опускается
вниз
по
энергии
и
оказывается
в
предыдущей
оболочке
.
Это
относится
к
уровням
2
9
1
g
,
2
11
1
h
,
2
13
1
i
и
2
15
1
j
,
которые
попадают
соответственно
в
4-
ю
, 5-
ю
, 6-
ю
и
7-
ю
оболочки
.
В
результате
происходит
перегруппировка
уровней
в
оболочках
.
Спин
Спин
орбитальное
орбитальное
взаимодействие
взаимодействие
( )
ls
r l
V V
s
∼
Состояние
|n,l,l
z
,s, s
z
>
Число
частиц
N(l)
одного
типа
на
уровне
с
орбитальным
моментом
l
N(l)=(2l+1)·2
Состояние
|n,l,j=l+s,j
z
>
Число
частиц
одного
типа
N(j)
на
уровне
nlj
N(j)=2j+1
l
1 / 2
j
l
= −
1 / 2
j
l
= +
Пример
Пример
N(l=2) = 2(2l+1)=10
N(j=5/2) = 2j+1=6
N(j=3/2) = 2j+1=4
В
состоянии
1d
может
находится
10
протонов
и
10
нейтронов
.
В
состоянии
1d
3/2
,
может
находится
4
протона
и
4
нейтрона
.
В
состоянии
1d
5/2
,
может
находится
6
протонов
и
6
нейтронов
.
Полное
число
нуклонов
в
состоянии
1d
равно
суммарному
числу
нуклонов
в
состояниях
1d
3/2
и
1d
5/2
1
d
3 / 2
1
d
5 / 2
1
d
Определить
число
частиц
одного
типа
в
состояниях
1d,1d
3/2
1d
5/2
2
d
l
→ =
10
4
6
Ядерный
Ядерный
потенциал
потенциал
|l, s , j, j
z
>
n=2j+1
Спин
-
орбитальное
взаимодействие
приводит
к
перераспределению
ядерных
уровней
между
оболочками
.
В
результате
число
нуклонов
,
заполняющих
оболочки
,
оказывается
в
согласии
с
экспериментальными
значениями
магических
чисел
.
Спин
Спин
-
-
орбитальное
орбитальное
взаимодействие
взаимодействие
Ярким
проявлением
спин
-
орбитального
взаимодействия
является
поляризация
протонов
при
рассеянии
на
ядре
4
He
.
Неполяризованный
пучок
протонов
проходит
через
щель
I
и
рассеивается
на
ядре
4
He(I)
.
Протоны
,
проходящие
через
точку
а
,
имеют
орбитальный
момент
[
]
L
r p
= ⋅
,
направленный
вверх
относительно
плоскости
рассеяния
.
Направление
вектора
L
,
проходящего
через
точку
b
противоположно
.
Если
считать
,
что
преимущественно
рассеиваются
протоны
с
параллельно
ориентированными
орбитальными
и
спиновыми
моментами
,
то
выделение
части
пучка
протонов
,
прошедшего
через
щель
II,
означает
отбор
протонов
,
имеющих
спины
,
направленные
преимущественно
вверх
.
Т
.
е
.
происходит
частичная
поляризация
пучка
протонов
.
В
этом
можно
убедиться
,
если
вторично
рассеивать
этот
частично
поляризованный
пучок
протонов
на
втором
ядре
4
He(II)
.
При
это
оказывается
,
что
при
вторичном
рассеянии
проявляется
асимметрия
пучка
протонов
—
интенсивность
пучка
будет
больше
с
той
стороны
,
где
орбитальный
момент
L
протонов
по
отношению
к
4
He(II)
имеет
такое
же
направление
,
как
и
спин
протонов
.
Т
.
е
.
протоны
будут
чаще
попадать
в
детектор
I
по
сравнению
с
детектором
II,
если
детекторы
расположены
симметрично
по
отношению
к
направлению
пучка
протонов
,
проходящего
через
щель
II.