Luận văn Vật lý hạt nhân - HÀ MẠNH KHƯƠNG

Đầu thế kỉ XIX, cấu trúc nguyên tử mới chỉ biết đến là quả cầu gồm cácelectron mang điện âm và các điện tích dương phân bố liên tục trong quả cầu tạothành nguyên tử chung hoà về điện. (Mẫu Thomson 1897). Tuy nhiên không ai biếtphần điện tích dương đó như thế nào?Nămn 1911, xuất phát từ thí nghiệm tán xạ hạt α: Mâu thuẫn với mấu Thomsonở chỗ khi rọi chùm hạt α vào lá kim loại mỏng( Au) thì phần lớn các hạt α bị lệchdưới những góc bé nhưng có một số hạt bị lệch hẳn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Vật lý hạt nhân - HÀ MẠNH KHƯƠNG Luận vănVật lý hạt nhân HÀ MẠNH KHƯƠNG Phần I: Phát hiện ra hạt nhân nguyên tử Đầu thế kỉ XIX, cấu trúc nguyên tử mới chỉ biết đến là quả cầu gồm cácelectron mang điện âm và các điện tích dương phân bố liên tục trong quả cầu tạothành nguyên tử chung hoà về điện. (Mẫu Thomson 1897). Tuy nhiên không ai biếtphần điện tích dương đó như thế nào? Nămn 1911, xuất phát từ thí nghiệm tán xạ hạt α: Mâu thuẫn với mấu Thomsonở chỗ khi rọi chùm hạt α vào lá kim loại mỏng( Au) thì phần lớn các hạt α bị lệc hdưới những góc bé nhưng có một số hạt bị lệch hẳn khỏi phương quỹ đạo, thậm chícòn bị bật lùi trở lại. Điều này chỉ có thể giải thích được khi chấp nhận trongnguyên tử có một điẹn trường rất mạnh sinh ra bởi điện tích d ươngtập trung trongmột thể tích nhỏ và có khối lượng lớn. rutherford gọi đó là hạt nhân nguyên tử. Phần II: Cấu trúc hạt nhân I. Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân. 1. Điện tích hạt nhân. 1,6.10-19C) q = +Ze ( e = Trong nguyên tử: Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron 2. Khối lượng hạt nhân (mhn) Ta có : mhn  mnt   me  mhn  Zme trong đ ó: me  0,0005485(u )   m p  1, 007276(u )  Do đó electron có khối lượng rất nhỏ ( me ~ 5,5.10-4u) nên trong nhiều tínhtoán người ta coi mhn ~ mnt 1 Đơn vị u  khối lượng của nguyên tử C12 12 1 12 ( g )  1, 66055.1024 ( g )  1, 66.10 27 ( kg ) . 12 N A N A là số nguyên tử chứa trong 0,012kg C12 Người ta có thể đo được khối lượng hạt nhân bằng khối phổ kế và kĩ thuậtphản ứng hạt nhân hiện đại. + Người ta tìm ra những chất có cùng nguyên tử số Z nhưng lại có khối lượnghạt nhân khác nhau. Những chất đó có hoá tính giống nhau và gọi là đồng vị, vìchúng có chung một vị trs trên bảng tuần hoàn mendelêv Ví dụ: Hidro (H) có 3 đồng vị: hidro thưưòng (H), đêtơri (D) và triti (T) 3. Kích thước hạt nhân Từ thí nghiệm của Rutherford ta rút ra hạt nhân nguyên tử có dạng hình cầu cóbán kính R ~ 10-15m = 1 fm (fecmi) Từ các thí nghiệm khác người ta đã tính toán được bán kính trung bình của hạtnhân cho bởi 1 R  R0 A3 với R0  1, 2  1, 4( fm) , A là số khối của hạt nhân 4. Spin hạt nhân Hạt nhân có hai thành phần cơ bản là Proton và Notron, gọi chung là nucleon. Mỗi nucleon có tính chất quay xung quanh trục của mình và tính chất này đượcbiểu hiện qua số lượng tử spin khác nhau. Spin hạt nhân sẽ phụ thuộc vào số nucleon A: + A chẵn: hạt nhân có spin nguyên j = 0,1,2,3…. , hạt là bodon. + A lẻ : hạt nhân có spin bán nguyên j = 1/2, 3/2 …, hạt nhân là fecmion. j gọi là số lượng tử spin toàn phần của hạt nhân 5. Mô men từ hạt nhân + Mô men từ hạt nhân do mô men từ của các nuclon tạo thành. + Nhiều nuclon có mô men xung lượng hạt nhân riêng và gắn liền với nó có cả mômen từ hạt nhân riêng. Mặc dù mô men xung lượng hạt nhân có độ lớn cỡ mô menxung lượng của các electron trong nguyên tử, nhưng mô men từ hạt nhân nhỏ hơnmô men từ điển hình của các nguyên tố cỡ 1000 lần. + Mô men từ hạt nhân có thể tính theo công thức: Tên hạt Spin µn proton 1/2 2..97 notron -1.91 1/2 H 2.79 1/2 2 D 0.86 1 3 He -2.13 1/2 Al27 3.65 1/2 N -1.91 1/2 Si29 -0.55 1/2 Ag108 -0.13 1/2 K40 4 -1.30 eh  5, 05.1027 J / T ...