Spin jądra
W widmie sodu stwierdzono rozszczepienie linii widmowych D1 i D2 o długościach fal
m i
m oraz występowania linii, których długości fal różnią się odpowiednio o
m i
m. Efekt ten nazwano nadsubtelną strukturą widma.
Subtelna struktura linii widmowej D sodu |
Nadsubtelna struktura linii widmowej D sodu |
W. Pauli sformułował hipotezę:
Nadsubtelna struktura widm liniowych jest spowodowana istnieniem spinu jądra atomowego.
Założenia eksperymentalnie uzasadnione:
Nukleony poruszają się w jądrze. Z ruchem nukleonów związany jest orbitalny moment pędu
.
Nukleony mają własny moment pędu - spin
.
Całkowity moment pędu nukleonu wynosi:
Moment pędu jądra jest wektorową sumą momentów pędu wszystkich nukleonów wchodzących w skład jądra.
Spinem jądra Jz nazywamy maksymalną wartość rzutu wektora
na kierunek zewnętrznego pola magnetycznego.
Spin jądra może przyjmować wartości będące wielokrotnością
.
gdzie:
Mz - parzysta lub nieparzysta wielokrotność liczby
.
Jądra o parzystej liczbie nukleonów mają w stanie podstawowym spin
Jądra o nieparzystej liczbie nukleonów mają w stanie podstawowym spin
Jądra o parzystej liczbie protonów i parzystej liczbie neutronów mają w stanie podstawowym spin równy zero. Oznacza to, że nukleony łączą się w pary tak, by wypadkowy spin był równy zero.
Jądro o spinie różnym od zera wytwarza pole magnetyczne. Możemy więc jądru przypisać moment magnetyczny.
Jednostką jądrowego momentu magnetycznego jest tzw. magneton jądrowy
, który określamy wzorem:
gdzie:
mp - masa protonu
e - wartość elementarnego ładunku
Spin jądra • Fizyka 2002 - 2003 |
1
|