Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Тригг Дж. -> "Физика 20 века: ключевые эксперименты" -> 35

Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.

Тригг Дж. Физика 20 века: ключевые эксперименты — М.: Мир, 1978. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): fizika20vekakluchevieeksperimenti1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 129 >> Следующая

111
"Магнитный момент атомного ядра -одна из немногих важнейших его
характеристик, которая касается обеих сторон ядерной проблемы: природы
ядерных сил и удовлетворительной модели ядра. Согласно существующим
теориям, аномальный магнитный момент протона непосредственно связан с
процессами, вызывающими ядерные силы Вопрос о том, сохраняют ли протон и
нейтрон свои собственные моменты, находясь в ядре, является частью более
общей проблемы взаимодействий между компонентами ядра. Что касается
модели атома, то очевидно, что знания самих по себе моментов импульсов
ядер еще недостаточно для того, чтобы задать характер волновых функций,
определяющих состояние ядра. С другой стороны, магнитный момент
определяется спиновым и орбитальным моментами и при надлежащем развитии
математического аппарата, зная его, можно произвести выбор между
различными предполагаемыми конфигурациями.
В свете этих соображений особенно желательно определять моменты ядер с
большой точностью, поскольку малые эффекты могут играть здесь очень
важную роль".
Эти рассуждения звучали достаточно убедительно, и разработка нового
метода измерения магнитных моментов ядер и его приложения принесли Раби
Нобелевскую премию по физике за 1944 г. В этой главе мы расскажем о том,
как был создан и как использовался этот метод.
Возникновение понятия момента ядра следует отнести по крайней мере еще к
1915 г., когда X. С. Аллен выдвинул идею о том, что компоненты, входящие
в состав ядра (тогда считалось, что это протоны, электроны и, возможно,
а-частицы), по-видимому, находятся в состоянии некоторого вращательного
движения и поэтому, обладая зарядом, имеют магнитные .моменты.
Аналогичную мысль высказал в 1921 г. А. Е. Оксли. Позднее, в 1924 г.,
Вольфганг Паули предположил, что сверхтонкая структура1 атомных
оптических спектров возникает в результате взаимодействия между
орбитальным движением электронов и полным моментом импульса ядра.
1 Термин "тонкая структура" определяет расщепление спектральных линий в
пределах мультиплетов, как, например, расщепление желтой D-линии натрия;
термин "сверхтонкая структура" относится к расщеплениям в 102-103 раз
меньшим.
112
Он не считал необходимым уточнять механизм этого взаимодействия,
рассматривая, по-видимому, аргументы Аллена и Оксли как очевидные. Идеи
Паули были критически рассмотрены, а по существу, отвергнуты Георгом
Иосом, Артуром Е. Рурком и Р. Л. Шено в ходе анализа сверхтонкой
структуры спектров (однако Рурк использовал в своих расчетах неподходящее
значение магнитного момента ядра). Аналогично Н. Нагаока, И. Шугиура и Т.
Мишима предложили некоторый вид ядерных динамических эффектов для
объяснения результатов своих измерений сверхтонкой структуры спектров
ртути и висмута. Однако их идеи были недостаточно обоснованы, а их данные
фактически не подтверждали выдвинутую ими гипотезу. Карл Рунге высмеял
этих авторов, заявив, что буквы, составляющие фамилию Нагаока, можно с
таким же успехом связать с полученными им данными по длинам волн, как и
любое другое свойство ядра.
Несмотря на это, в 1926 г. В. Вессель писал: "Вопрос о возможном
магнетизме атомных ядер поднимался неоднократно, но, насколько нам
известно, никогда детально не обсуждался". Весселя интересовал вопрос,
может ли ядерный магнетизм повлиять на рассеяние сс-частиц ядрами, но
эффект оказался слишком мал, чтобы его можно было наблюдать'. Однако сама
идея имела более глубокий смысл, чем ожидал Вессель. В 1927-1928 гг.
Эрнст Бек и Сэмюэл' Гаудсмит впервые установили взаимосвязь между
измерениями сверхтон-
1 Согласно грубым оценкам по порядку величины, можно было ожидать
следующее Сила, действующая на заряженную частицу, которая движется со
скоростью о в магнитном поле В, равна примерно q(v/c)B, а магнитное поле
на расстоянии R от магнитного диполя с моментом ,ы имеет величину порядка
р./^3, так что сила равна nqv!R3c. Ядерные магнитные моменты по порядку
величины должны составлять ehlmNc, где mN - масса частицы, входящей в
состав ядра (например, протона), которая примерно в 2000 раз превосходит
массу электрона. Итак, магнитная сила составляет q^hvlmNc2R3, а
электрическая qe/R2, следовательно, магнитная сила относился к
электрической как hv/mNc2R. Расстояние R равно по крайней мере радиусу
ядра, совпадающего по порядку величины с классическим радиусом электрона
е2/тес2, откуда отношение магнитной силы к электрической составляет грубо
hvme^j^mnC2. Комбинация e2/hc - хорошо известная безразмерная постоянная,
равная примерно Vm; тогда окончательно искомое отношение оценивается как
137 (о/с) (те/тл) " 0,1 о/с, т, е. действительно является малым Числом.
113
кой структуры и моментов ядер и даже вычислили "спин" ядра висмута К Эти
авторы не были знакомы с гипотезой Паули, но находились под влиянием
открытия Иоса, Рурка и Шено, которые обнаружили, что картины некоторых
сверхтонких структур представляют собой маниатюрные мультиплеты. Позднее,
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed