原子核的直觀結(jié)構(gòu)

　　原子核的直觀結(jié)構(gòu)
　　論文摘要
　　從根本上解決核力問題進(jìn)而得到一個(gè)自然界的普遍規(guī)律即原子核是由質(zhì)子與中子較均勻地相間排列然后首尾相連而構(gòu)成的核子環(huán)圍繞其自身的軸線高速轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的殼層結(jié)構(gòu)的帶電液滴球核。核子環(huán)的成環(huán)張力是由核環(huán)上所有質(zhì)子相互推斥提供的，這樣就得到了原子核這個(gè)微觀量子多體系的直觀結(jié)構(gòu)圖象核子環(huán)。
　　關(guān)鍵詞：核鍵核子環(huán)次中子
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　　原子核的直觀結(jié)構(gòu)
　　原子核是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)層次，它介于原子與粒子之間，是由質(zhì)子與中子（統(tǒng)稱核子）組成的非相對(duì)論量子多體體系。此量子多體體系的結(jié)構(gòu)圖象是由核內(nèi)的質(zhì)子與中子依靠一種短程的強(qiáng)相互作用力來維系的。這種核子間的強(qiáng)相互作用，稱為核力或者強(qiáng)力。
　　目前，對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的了解是“多側(cè)面”的：它既具有“獨(dú)立”核子在由其它核子構(gòu)成的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而又突出地具有核子間有強(qiáng)耦合的集體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；它既是一個(gè)由核子構(gòu)成的非相對(duì)論量子多體體系，而又反映介子、重子乃至夸克_度的復(fù)雜介質(zhì)；它既是一個(gè)有一定量子數(shù)的有序物質(zhì)狀態(tài)，而又表現(xiàn)出明顯的統(tǒng)計(jì)性及在一定條件下具有量子混沌的行為，由于核力問題
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飽和性，那么它們是怎樣組成穩(wěn)定的原子核的呢？原來，原子核并不是那種單純的“核”，而是由質(zhì)子和中子較均勻地相間排列成鍵，然后首尾相連而構(gòu)成的核子環(huán)，圍繞其自身的軸線高速轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的殼層結(jié)構(gòu)的帶電液滴球核。由于核子都集中在核子環(huán)上，因此核內(nèi)是空心的，即原子核具有空虛的質(zhì)心。核環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)形成的球形核就象乒乓球一樣，形成的橢圓形核就象蛋殼一樣。核環(huán)的成環(huán)張力是由核子環(huán)上所有質(zhì)子相互推斥提供的。這樣，原子核外觀表現(xiàn)為質(zhì)子間的較大庫侖斥力，使核環(huán)伸張，內(nèi)觀則表現(xiàn)為核子間的核力，這種強(qiáng)力使核子一個(gè)拉著一個(gè)，使核收縮，從而產(chǎn)生核的表面張力，但核的表面張力遠(yuǎn)大于質(zhì)子間的斥力，之所以能維持平衡，是因?yàn)楹肆哂酗柡托缘木壒�。另外，因核的轉(zhuǎn)動(dòng)使核子產(chǎn)生離心力。原子核內(nèi)的斥張力及離心力同核的表面張力的相互抗衡，維持著原子核空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定存在。
　　在核子環(huán)上，每個(gè)核子只與它兩側(cè)的核子有核力作用，形成兩個(gè)核鍵達(dá)飽和，而與其它的核子一般不再有核力作用。這就是核力在原子核內(nèi)的飽和性，正由于這種飽和性，使原子核這個(gè)多體體系的性質(zhì)從復(fù)雜歸于簡(jiǎn)單、單一，核子環(huán)成為環(huán)上任一核子運(yùn)動(dòng)的平均場(chǎng)。
　　三、原子核的運(yùn)動(dòng)形式
　　原子核的核環(huán)上質(zhì)子均勻排列的空間有序性，與核外電子的規(guī)則排布相聯(lián)系。核子環(huán)的自轉(zhuǎn)是環(huán)上所有核子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)有矢量和，即單粒子運(yùn)動(dòng)必須服從或服務(wù)于統(tǒng)一的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，這是綜合模所描述的――核子在核內(nèi)單粒子運(yùn)動(dòng)與集體運(yùn)動(dòng)相耦合。原子核作為一個(gè)微觀量子體系，核子環(huán)的集體轉(zhuǎn)動(dòng)并非像流體那樣作非旋轉(zhuǎn)動(dòng)，它的集體轉(zhuǎn)動(dòng)是指原子核勢(shì)場(chǎng)空間取向的變化�！病�
　　由于核子環(huán)整體向一定方向自轉(zhuǎn)（順時(shí)針或逆時(shí)針），質(zhì)子也都相應(yīng)做環(huán)系運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生環(huán)系電流，這樣就使原子核中顯示出質(zhì)子的正電移動(dòng)性――質(zhì)子流。因此，它們的統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了相同的磁場(chǎng)，這樣核環(huán)就有了較固定的旋軸線――核軸線（沿磁極方向，就象地磁線一樣）。中子也同樣產(chǎn)生中子流，中子流與質(zhì)子流，它們占據(jù)著各自的量子軌道（能級(jí)），雖然通過核子――核子相互作用，不斷地交換著能量、動(dòng)量和角動(dòng)量，但它們大體上保持著相對(duì)的獨(dú)立性，即從總體上看，它們近似地保持著原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這正是獨(dú)立粒子模型，即殼模型所描述的。核子的高能級(jí)軌道是與軸線垂直的核的腰部，核子的低能級(jí)軌道是軸線附近的核的端部。這樣，核內(nèi)核子表現(xiàn)出兩重性――粒子空穴性，核內(nèi)核子的填充狀態(tài)是一種軌道運(yùn)動(dòng)的幾率分布，不再以費(fèi)米面作為占據(jù)或空缺的自然分界線，這是引入準(zhǔn)粒子時(shí)所描述的。而核子環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的相對(duì)薄的表面及核子環(huán)的變形使核物質(zhì)有低的可壓縮性，正是液滴模型的兩個(gè)基本假設(shè)。〔〕
　　核子環(huán)上的核子大體上可看成是在同一個(gè)平面上，圓面的轉(zhuǎn)動(dòng)形成了旋轉(zhuǎn)球體的原子核。核環(huán)上的核子時(shí)時(shí)刻刻都在平衡形狀附近做或強(qiáng)或弱的形狀振動(dòng)，這種振動(dòng)從外觀上看是原子核體積不怎么變化的表面振動(dòng)。如果因個(gè)別核子的動(dòng)能（破壞核環(huán)形狀的）太大，迫使核環(huán)發(fā)生形變，離開原來的平衡形狀，成為橢圓環(huán)，它們?cè)谵D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就成為橢球體，這樣就形成了某些原子核電荷分布的非球?qū)ΨQ，而是具有旋轉(zhuǎn)橢圓球的對(duì)稱性。正是由于核子繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)形成的對(duì)稱性，使核子在軌道上運(yùn)動(dòng)具有如下特點(diǎn)：在同一能級(jí)的軌道上，可能運(yùn)動(dòng)著核子環(huán)上對(duì)應(yīng)著的一對(duì)質(zhì)子或一對(duì)中子。也就是說，在同一量子軌道上運(yùn)動(dòng)著一對(duì)核子。
　　四、原子核的穩(wěn)定性
　　在原子核中，質(zhì)子與中子的有機(jī)組合構(gòu)成了原子核真實(shí)的直觀結(jié)構(gòu)。在核環(huán)上有多少個(gè)核子，就應(yīng)有多少個(gè)核鍵，如核環(huán)上有個(gè)核鍵，則有個(gè)核鍵。這些核鍵是一個(gè)統(tǒng)一的整體，破壞一個(gè)原子核，必須給予其核子環(huán)上應(yīng)有的若干個(gè)核鍵的總能量――總結(jié)合能總。
　　一些穩(wěn)定的原子核（包括基態(tài)核）的平面直觀結(jié)構(gòu)（可能的軸線）如下圖所示：
　　同它們結(jié)構(gòu)相似的又如、、、、、、、、、等等。
　　一般情況下，原子核最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是中子與質(zhì)子均勻相間排列的核子環(huán)，且。它們是“具有高度的中子質(zhì)子對(duì)稱性的球形自軛核”，它們的核環(huán)上任一核子都達(dá)到了完全飽和鍵態(tài)，中子與質(zhì)子結(jié)合得很緊密，電荷分布為球?qū)ΨQ，如奇奇核和偶偶核等。在這樣的核環(huán)上加 ……（未完，全文共4314字，當(dāng)前僅顯示2179字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《原子核的直觀結(jié)構(gòu)》）