原子核接觸形結(jié)構(gòu)形式
摘要
:物理理論有兩個(gè)斷層:一個(gè)核力性質(zhì),一個(gè)是核的結(jié)構(gòu)。第一部份該說(shuō)核力的性質(zhì),但全是推導(dǎo),根據(jù)不多。第二部份談?wù)労说木唧w結(jié)構(gòu),間接的根據(jù)較多,說(shuō)服力較強(qiáng)。這部份說(shuō)的核的具體結(jié)構(gòu)是指:所有質(zhì)子之間間隔1個(gè)中子或2個(gè)中子,直接接觸的一種全新的核結(jié)構(gòu)形式。所有支節(jié)以間隔1個(gè)中子組成,主軸以間隔雙中子組成,分上、下部份。質(zhì)子支節(jié)排列規(guī)律類(lèi)似于核外電子的排列規(guī)律進(jìn)行,先排質(zhì)子P層(電子是小寫(xiě)p),且自旋向上的3個(gè)P質(zhì)子排在上部,自旋向下的3個(gè)P質(zhì)子排下部;再接著排D、F層。排完的大核有主桿、有許多支節(jié)分上下部份,就象一棵有主桿、主根、有支節(jié)支根的大樹(shù)。
由于間隔1個(gè)中子時(shí)質(zhì)子間引力大于斥力,迫使整個(gè)核高速作圓周旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)核的直徑正好是核的主軸長(zhǎng)度,盧瑟福實(shí)驗(yàn)中測(cè)出核直徑,證明和主軸上所有中子和質(zhì)子直徑相加得到的主軸長(zhǎng)度相等。碳族核外電子經(jīng)sp雜化后成三角四面形狀,而碳族核內(nèi)排列經(jīng)SP雜化后也成三角四面體而穩(wěn)定。從 212Po 核經(jīng)α衰變后成為了穩(wěn)定的Pb 208和鈷60(60C O )核在3D處發(fā)生β衰變后的位置及產(chǎn)物的核結(jié)構(gòu)也證明三角四面體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
從這個(gè)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn):雙中子處核力最弱,原子核裂變就是發(fā)生在主桿上部的2S至3S的雙中子上,因此才形成了不對(duì)稱(chēng)的產(chǎn)物(見(jiàn)《第三部份核的裂變位置》)。從這個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn):只有同向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)核在接近到雙中子以?xún)?nèi)時(shí)才能裂合,這就是裂變的原因(見(jiàn)《第四部份核的裂變機(jī)理》),也說(shuō)明發(fā)生裂變的條件苛刻。“真理總是最樸素。”
關(guān)健詞:?jiǎn)沃凶咏Y(jié)構(gòu)、雙中子結(jié)構(gòu)、三角四面體形、支節(jié)、主干、樹(shù)形結(jié)構(gòu)、主軸。
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對(duì)舊的知識(shí)的深入理解和推導(dǎo),從而得到新的知識(shí)理論,科學(xué)的發(fā)展總是躍越性的,沒(méi)有大膽的假設(shè)就沒(méi)有科學(xué)的發(fā)展。對(duì)原子核結(jié)構(gòu)的探索將使現(xiàn)在科學(xué)理論躍升到一個(gè)新的臺(tái)階,這個(gè)結(jié)論若能得到進(jìn)一步驗(yàn)證,將會(huì)重新改寫(xiě)物理教科書(shū)。
核外電子具有強(qiáng)力的排列規(guī)律(元素周期表等),核外電子具有清楚的殼層結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列,碳族元素外層電子具有s1p2雜化.所有這些核外電子的性質(zhì)由電子本身決定還是由原子核結(jié)構(gòu)決定呢?
對(duì)原子核裂變產(chǎn)物分析發(fā)現(xiàn):為什么裂變成質(zhì)量均勻的兩半幾率很小,裂變成不均勻的兩半幾率很大? 鈷60核(60 C O)的β衰變后變成了Ni核,從而核變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu).。 212Po核經(jīng)α衰變后成為了碳族中穩(wěn)定的 208Pb 核 。穩(wěn)定的核結(jié)構(gòu)是什么形狀的呢?
核力是兩種不同性質(zhì)的力的組合,在相鄰兩質(zhì)子之間表現(xiàn)出的核力勢(shì)壘圖如圖2-1.
從圖中可看出質(zhì)子之間間距在約R--6R之間表現(xiàn)出引力(R為質(zhì)子半徑),在這區(qū)間之外表現(xiàn)出斥力。原子核的高速旋轉(zhuǎn)中每個(gè)核子必須具有向心力,所以核子間只能表現(xiàn)出引力才能組成原子核。從圖中還可發(fā)現(xiàn)在1.7R--4R之間引力最強(qiáng),從這點(diǎn)可推斷:質(zhì)子之間是以間隔1個(gè)中子或2個(gè)中子組成原子核的;中子于核內(nèi)只表現(xiàn)出引力;間隔1個(gè)中子或2個(gè)中了后每個(gè)核子還具有多余的引力 ,這個(gè)多余的引力正好作為核子園周旋轉(zhuǎn)的向心力。難道單中子結(jié)構(gòu)和雙中子結(jié)構(gòu)就是原子核的基本結(jié)構(gòu)形式?
以上所提的許多科學(xué)凝問(wèn)都是由原子核的未知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的,核的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是怎樣的呢?本文推導(dǎo)出一種多支節(jié)、相鄰質(zhì)子間隔1個(gè)中子或2個(gè)中子的樹(shù)形結(jié)構(gòu),并為它命名為“核的樹(shù)形結(jié)構(gòu)模型”,多質(zhì)子大核結(jié)構(gòu)象一顆大樹(shù),有樹(shù)根、樹(shù)干、樹(shù)支、根支等;少質(zhì)子核象個(gè)小樹(shù)苗。這樣的結(jié)構(gòu)它的主軸長(zhǎng)是它作園周旋轉(zhuǎn)時(shí)的直徑,這個(gè)直徑正是盧瑟福實(shí)驗(yàn)測(cè)得的原子核直徑。這種結(jié)構(gòu)正好使任意相鄰質(zhì)子表現(xiàn)出引力,相鄰?fù)獾乃匈|(zhì)子表現(xiàn)出較小的斥力,從而核內(nèi)總的核子間作用力表現(xiàn)出引力。
下面分兩章說(shuō)明:一章、樹(shù)形核結(jié)構(gòu)排列規(guī)律。包括形狀、形式、次序、多中子排列問(wèn)題等。二章、樹(shù)形核結(jié)構(gòu)例舉證明。包括外圍電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律映證樹(shù)形核的結(jié)構(gòu);著名弱相互作用宇稱(chēng)不守恒映證樹(shù)形核結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱(chēng)性;212Po的a
力太小,必須有分支旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生組合引力作用下才能存在,所以主要在第2層以外的特定三角區(qū)內(nèi)出現(xiàn)。這兩種形式是由核力的基本特性決定的,強(qiáng)大核力作用下,高速的核子不可能象氣模、液模、殼層結(jié)構(gòu)所述“懸空達(dá)到平衡穩(wěn)定”;只能以上述兩種結(jié)構(gòu)形式中子質(zhì)子相間隔接觸存在。因?yàn)楹肆κ莾煞N不同性質(zhì)的力的組合,在相鄰2個(gè)質(zhì)子之間表現(xiàn)出的核力勢(shì)壘圖如圖1,從圖中可看出質(zhì)子之間間距在約R--6R之間表現(xiàn)出引力(R為質(zhì)子半徑),在這區(qū)間之外表現(xiàn)出斥力。原子核的高速旋轉(zhuǎn)中每個(gè)核子必須具有向心力,所以核子間只能表現(xiàn)出引力才能組成原子核。從圖中還可發(fā)現(xiàn)在1.7R--4R之間引力最強(qiáng),從這點(diǎn)可發(fā)現(xiàn):質(zhì)子之間是以間隔1個(gè)中子或2個(gè)中子的基本形式組成原子核的;中子在核內(nèi)只表現(xiàn)出引力;間隔1個(gè)中子或2個(gè)中子后每個(gè)質(zhì)子還具有多余的吸引力 ,它正好作為核子園周旋轉(zhuǎn)的向心力。所以,單中子結(jié)構(gòu)、雙中子結(jié)構(gòu)就是組成原子核結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式。
2、原子核的樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型形狀
單中子結(jié)構(gòu)、雙中子結(jié)構(gòu)形式又是怎樣組成一個(gè)大核的?
原子核結(jié)構(gòu)形狀形如一棵理想的大樹(shù),叫“樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型”。多質(zhì)子大核以主要形式排列到第2層后,首尾質(zhì)子因核力作用而明顯偏離軸心,為了加強(qiáng)核力和整體的穩(wěn)定,就由同等地位的3支P質(zhì)子組成三角分支結(jié)構(gòu),這3個(gè)P支節(jié)在主軸S層質(zhì)子上取名為3支P亞層。穩(wěn)定態(tài)時(shí),這3支P亞層分支與主軸正好形成四面體,稱(chēng)之為:三角四面體結(jié)構(gòu),如圖2-2碳核下部的結(jié)構(gòu)分支。在三角分區(qū)之后的結(jié)構(gòu)是以雙中子次要形式組成。第3層以后的分支又可在3支P亞層分支上生長(zhǎng)出5支D亞層分支,第4層以后的5支D亞層分支上又可分生出7支F亞層分支,各亞層分支由能極高低和軌道數(shù)決定。所有亞層分支結(jié)構(gòu)形式都是單中子形主要結(jié)構(gòu)形式。多支節(jié)大核的分支以2支或3支組成體系,由各體系組成趨三角四面體形,總體核的形狀仍以主軸為中心組成趨三角四面體形結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。整個(gè)多質(zhì)子大核結(jié)構(gòu)形如一棵理想大樹(shù):有主干、有分支、有次分支,有主根、有分根、有次分根……它以主軸為主體、以三角四面體為根本,首尾以圖2-2碳下部三角四面體形結(jié)構(gòu)組成為最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這就是核的形狀。當(dāng)核高速園周旋轉(zhuǎn)時(shí),從外界觀察可以發(fā)現(xiàn)它形如“球形”,當(dāng)核主要以主軸方式旋轉(zhuǎn)時(shí),從外界觀察可以發(fā)現(xiàn)它形如“仿垂形”。不旋轉(zhuǎn)(現(xiàn)實(shí)中是不可能的)觀察就象一棵理想的大樹(shù)。所以,把本文推導(dǎo)得出的核結(jié)構(gòu)叫做樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型。
3、核內(nèi)質(zhì)子分層及按能極高低的排理順序
樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型是分層多支節(jié)的,它分層排列規(guī)律是怎樣的呢?
質(zhì)子分層可分為1、2、3、4、5、6、7層次,每層能排列的質(zhì)子數(shù)分別為:2、8、18、32、18、8、2、(到今為止的最多質(zhì)子數(shù))。其中第2層分為S、P亞層,第3層又分為S、P、D亞層,第4層又分為S、P、D、F亞層,第5層分為S、P、D、F亞層,第6層只有S、P兩個(gè)亞層,第7層只有S亞層(到目前為止的的核層次)。各亞層質(zhì)子支數(shù)為S為2支,P為6支,D為10支,F為14支。(其中核結(jié)構(gòu)上部樹(shù)支節(jié)有約一半數(shù)亞層支節(jié),下部根支節(jié)有約一半數(shù)亞層支節(jié))。
質(zhì)子分層后,能極大小從低到高的順序是:1S(1層S亞層)、2S、2P、3S、3P、4S、3D、4P、5S、4D、5P、6S、4F、5D、6P、7S、5F、6D...... 質(zhì)子數(shù)從小到大不同的核依次排列。
從少質(zhì)子數(shù)到多質(zhì)子數(shù)的核排列正是從能極低到能極高來(lái)排列的,由電子排列規(guī)律可得到質(zhì)子排列規(guī)律。對(duì)于同一層而言:例如主軸的上部第4S層上將排列3支4P,4P上將排列5支4D,4D上將排列7支4F(下部第4S層上也同樣排列)。也就是說(shuō)S上可排3支P,其余各亞層只能排1-2個(gè)支節(jié)(其中主軸偏向的亞層支節(jié)只排1支)。所有質(zhì)子、中子的增多,總是先從能級(jí)最低層次排起,并且總是從核磁場(chǎng)的北極增加(圖中核下部),達(dá)到三角四體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后,才在核磁場(chǎng)的南極增加(圖中核上部)
以上質(zhì)子排列由核外電子排列規(guī)律推導(dǎo)得到。是電子排列規(guī)律決定核內(nèi)質(zhì)子排列規(guī)律?還是核內(nèi)質(zhì)子排列規(guī)律決定電子排列規(guī)律呢?當(dāng)然是內(nèi)因質(zhì)子決定外因電子,質(zhì)子排列規(guī)律決定電子排列規(guī)律;所以,完全可以由電子排列規(guī)律映象反推出質(zhì)子排列規(guī)律。以上排列規(guī)律類(lèi)同電子排列規(guī)律就是這個(gè)道理。
4、中子數(shù)太多的大核結(jié)構(gòu)規(guī)律
在原子核內(nèi),中子的主要作用有點(diǎn)是保護(hù)性質(zhì)的作用,中子的多少與核的自旋和穩(wěn)定有關(guān),轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的核相應(yīng)中子數(shù)就多些。
對(duì)同一種元素,當(dāng)原子的中子數(shù)特別多時(shí),中子加排在什么地點(diǎn)?多中子大核結(jié)構(gòu)(或指同位素核的結(jié)構(gòu)),按核的主要結(jié)構(gòu)形式和次要結(jié)構(gòu)形式組合后余下的中子怎樣排列?余下的中子將占據(jù)質(zhì)子下一個(gè)能極的位置。對(duì)于大核余下的中子太多,它不僅占據(jù)下一位質(zhì)子能級(jí)位置,還將占據(jù)更下級(jí)的第二、三能極的位置。在大核分支處核力加強(qiáng),園周旋轉(zhuǎn)慢,外圍需要的向心力小,在亞層分支之間處也可吸引一些中子(排列規(guī)律之外,亞層分支之間處);因?yàn)橘|(zhì)子與質(zhì)子的庫(kù)侖斥力,使這些地方不能排上1個(gè)質(zhì)子,只能吸引排列一些中子。所以, 越大的、轉(zhuǎn)動(dòng)越慢的核吸引的中子數(shù)越多。
總之, 每個(gè)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定1個(gè)相對(duì)應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。電子排理的規(guī)律:能量最低原理、洪特規(guī)則、保里不相容原理的正確性,正好間接映象出質(zhì)子排列的正確規(guī)律。所以質(zhì)子分層用大寫(xiě)字母:S、P、D、F表示。(電子排列用小寫(xiě)字母:s、p、d、f)
下面例舉一些典型的核的排列事例,對(duì)核的結(jié)構(gòu)規(guī)律加以祥細(xì)說(shuō)明。
二章、原子核樹(shù)形結(jié)構(gòu)模型排列例證
1、核外電子云圖映證碳原子核的三角四面體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀
一般碳核有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子,絕對(duì)按能極高低排列出的核結(jié)構(gòu)是:1S2、2S2、2P2(2P2表示:第2層的P亞層有2個(gè)質(zhì)子)。如圖2-3圖(1),這是一個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因?yàn)閳D中2S上的1個(gè)質(zhì)子因核力要偏離軸心轉(zhuǎn)動(dòng),很不穩(wěn)定,一支2P質(zhì)子和另一支2P質(zhì)子兩支質(zhì)子也不能組成三角四面體穩(wěn)定結(jié)構(gòu),整個(gè)核表現(xiàn)了極不穩(wěn)定;因此,整個(gè)核將重新組合:1 支2S質(zhì)子與2支2P質(zhì)子雜合成3支同等的分支,組成三角四面體結(jié)構(gòu) ,從而使核首尾縮短而成為三角四面體穩(wěn)定結(jié)構(gòu);稱(chēng)這種雜合叫碳核的S 1P 2雜化結(jié)構(gòu)。所有的碳族原子核都有這種雜化結(jié)構(gòu)。如圖2-3中間圖(2),2S12P2雜化組成三角形,與主軸正好組成三角四面體結(jié)構(gòu)。2S雜化為一支節(jié)后,一個(gè)1S作為變化后的2S,最上面的2S成了1S,整個(gè)結(jié)構(gòu)好象減少了一個(gè)2S。這就是核的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀:三角四面體形。
碳核外電子云層圖如圖2-3中圖(3)正好是四面體形結(jié)構(gòu),每個(gè)外層電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都由核內(nèi)相對(duì)位置質(zhì)子的狀態(tài)決定,碳核外電子云圖正是碳核質(zhì)子雜化后組成三角四面體的間接映象。核的結(jié)構(gòu)不可能用實(shí)驗(yàn)儀器直接驗(yàn)證,那么,從核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)我們能感悟出什么呢?那就是核內(nèi)的形狀與核外電子的云的形狀一定有關(guān)聯(lián)。而對(duì)應(yīng)的核外電子中,所有的碳族電子也有同樣的雜化結(jié)構(gòu),從而映象出碳核的SP雜化結(jié)構(gòu)。(所有圖中黑色為質(zhì)子,白色為中子)
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、鈷60核(60 C O)的β衰變機(jī)理及宇稱(chēng)不守恒的原理映證核的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀鈷60核(60 C O)的β衰變后變成了Ni核,使外層非三角體形結(jié)構(gòu)衰變后成為三角體形結(jié)構(gòu),從而核變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu)。
鈷60核(60 C O)有27個(gè)質(zhì)子和33個(gè)中子,其中最外層1個(gè)中子 0 n 衰變成 1 P質(zhì)子,并放出1個(gè)負(fù)電子-1 e 。鈷60核(60 C O)結(jié)構(gòu)如圖2-4中圖(1),按能極排列為:1S2、2S 2、2P 6、3S 2、3P 6、4S 2、3D 7。最后排列的3D7中7個(gè)質(zhì)子首先在圖下部核磁北極排完5個(gè)后,余下的在上部核磁南極上排上2個(gè)質(zhì)子。圖2-4中圖(1)下部北極,平面圖如圖2-4中圖(2):5個(gè)3D質(zhì)子分三組組成三角形,與1個(gè)4S質(zhì)子組成以主軸為中心的趨三角四面體形結(jié)構(gòu);這樣鈷60核(60 C O)結(jié)構(gòu)下部變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu)。為什么下部D亞層只能排列5個(gè)質(zhì)子呢?這是由于質(zhì)子排列規(guī)律決定的:D亞層最多能排10個(gè)質(zhì)子(F亞層最多能排14個(gè)質(zhì)子); 下面排列5個(gè)D亞層質(zhì)子,上面排列5個(gè)D亞層質(zhì)子,并且總是從核磁場(chǎng)北極首先排列,達(dá)到半滿(mǎn)后,才到上部排列余下的。(從這里也看出質(zhì)子排列規(guī)律與核外電子半滿(mǎn)排列規(guī)律相同,從而映證質(zhì)子排列的可行性)。
鈷60核(60 C O)的上部結(jié)構(gòu)如圖2-4圖(3),2個(gè)3D質(zhì)子與1個(gè)4S質(zhì)子加1個(gè)中子不能組成三角四面體結(jié)構(gòu),不穩(wěn)定;只有在X中子處由中子衰變產(chǎn)生1個(gè)質(zhì)子才能組成三角四面體結(jié)構(gòu),從而使整個(gè)核變穩(wěn)定。衰變后沒(méi)有變成5個(gè)質(zhì)子的保滿(mǎn)狀態(tài),但三角形結(jié)構(gòu)比衰變前穩(wěn)定得多了。所以鈷60(60 C O)核在X處發(fā)生β衰變,并從此處放出1個(gè)負(fù)電子; 鈷60核(60 C O)的衰變發(fā)生在特定位置,這個(gè)位置正好是核磁場(chǎng)的南極。鈷60核(60 C O)的衰變發(fā)生在特定位置,正好可由科學(xué)家吳建雄驗(yàn)證弱作用下宇稱(chēng)不守恒實(shí)驗(yàn)得到映證:
1956年李政道、楊振宇推斷弱相互作用中“宇稱(chēng)不守恒”,建議用β衰變電子的角分布來(lái)推斷。1957年吳建雄等完成了此項(xiàng)實(shí)驗(yàn):(文獻(xiàn)1)
“把β衰變的鈷60核(60 C O)放在強(qiáng)磁場(chǎng)中,溫度降到1K以下,最后達(dá)到0.004K,這樣有60%的鈷60核(60 C O)磁矩取順磁場(chǎng)方向。低溫下原子核熱運(yùn)動(dòng)減低,以免擾亂原子核的有序化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),60%的β射線(xiàn)從反磁場(chǎng)方向發(fā)射出來(lái),40%的β射線(xiàn)從順磁場(chǎng)方向發(fā)射出來(lái)。” 實(shí)驗(yàn)證明:鈷60核(60 C O)β衰變發(fā)生在核磁的南極,或說(shuō)是逆磁方向,也就是圖2-4的X處。實(shí)驗(yàn)映證:核結(jié)構(gòu)排列總是在核磁北極排滿(mǎn)后才在核磁南極排列。實(shí)驗(yàn)映證:衰變后的三角形比衰變前穩(wěn)定得多。從整個(gè)核結(jié)構(gòu)可以直觀看出核結(jié)構(gòu)是非對(duì)稱(chēng)的,反過(guò)來(lái)說(shuō)明弱相互作用時(shí)宇稱(chēng)不守恒的原因。從結(jié)構(gòu)上說(shuō)“宇稱(chēng)不守恒”其實(shí)是核的結(jié)構(gòu)并不是對(duì)稱(chēng)性質(zhì)的,總是N極大,S極小。
( 我做了一個(gè)鈷60核(60 C O) 結(jié)構(gòu)的土制模形,有機(jī)會(huì)定會(huì)展示給大家。)
下面再用其他方法去映證核的大樹(shù)形結(jié)構(gòu)。
3、212Po 核 的α衰變?cè)俅斡匙C核的三角四面體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和核的排列方法
212Po核的α衰變成208 Pb 核后,其208 Pb 核結(jié)構(gòu)上下為正三角四面體形和趨三角四面體形,比衰變前要穩(wěn)定得多,再次映證核的三角四面體結(jié)構(gòu)是核的基本結(jié)構(gòu)形狀。
衰變方程:212Po -->208Pb + 4He (α粒子)
的是1支6P亞層質(zhì)子,由于只1支亞層質(zhì)子已經(jīng)是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再加上周?chē)蠛嗽S多質(zhì)子強(qiáng)大庫(kù)侖力的斥力作用下,使這支6P質(zhì)子偏移軸心更不穩(wěn)定,并帶動(dòng)相連的6S也不穩(wěn)定,如圖2-5。經(jīng)α衰變后成為碳族的208Pb 的鉛核,此核沒(méi)有6P6S組成的獨(dú)立支節(jié),并且下部又是S 1P 2雜化后的三角結(jié)構(gòu)(碳族都有此結(jié)構(gòu)),雜化后的Pb核好象缺一個(gè)6S,就象碳少一個(gè)2S一樣。因此,此Pb核比 212Po 核穩(wěn)定性強(qiáng),所以 212Po核經(jīng)α衰變后成為了穩(wěn)定的208 Pb。
212 Po 核的質(zhì)子排列順序?yàn)椋?span lang="EN-US">1S 2、2S 2、2P 6 、3S 2 、3P 6、3D 10、4S 2、4P 6 、4D 10、4F 14、5S 2、5P 6、5D 10、6S 2、6P 4。最后4個(gè)6P質(zhì)子在北極排三個(gè)后,余1個(gè)排在南極的6S上,成為1支不穩(wěn)定支節(jié)。比6P能極大的為7S、5F、6D,因此,排中子時(shí),按常規(guī)將中子排列后余下的中子,其余的就排在下一能極的質(zhì)子位置上,如7S、5F、6D上。一直到128個(gè)中子排完為此。如圖2-5(祥圖與作者聯(lián)系)。整個(gè)核形如一顆多支節(jié)有規(guī)律支節(jié)的大樹(shù):上部為支干部分,下部為樹(shù)根部分; α衰變處正好是樹(shù)頂上1支幼枝,象被大風(fēng)吹斷一樣自然和諧。 經(jīng) α衰變后正好成為穩(wěn)定的S
1P2雜化三角結(jié)構(gòu)。4
、盧瑟福測(cè)定核半徑實(shí)驗(yàn)有力地映證了大樹(shù)形核的主軸長(zhǎng)盧瑟福用α 粒子打擊原子核發(fā)生散射的方法,求得核的大小,即所認(rèn)為的核半徑大?。河?jì)算方法是:由能量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律得到核半徑公式,算出核的半徑。(文獻(xiàn)2)由以上實(shí)驗(yàn)測(cè)得下例一些原子核的半徑:
鈷60核(60 C O) 半徑大小為:1.58×10-14 米。
銀核 半徑為:2×10-14米。
212Po 核 半徑為:2.9×10-14米
通過(guò)對(duì)樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型的主軸直接測(cè)量,可以得到核的主軸長(zhǎng)。這個(gè)長(zhǎng)度正好與盧瑟福實(shí)驗(yàn)的核半徑大小相吻合(在實(shí)驗(yàn)誤差內(nèi))。
物理上測(cè)得1個(gè)質(zhì)子半徑(也是1個(gè)中子半徑)約為0.8×10-15 米。樹(shù)形核結(jié)構(gòu)主軸長(zhǎng)正好是主軸上所有質(zhì)子和中子半徑的總和(不計(jì)支節(jié))。對(duì)于鈷60核(60 C O) 主軸上有8個(gè)S層質(zhì)子和12個(gè)中子,所以,計(jì)算出半徑總和為:
R=(8+12)×0.8×10-15 米=1.6×10-14 米。(與測(cè)量值相差0.02×10-14 米)
對(duì)于銀108 Ag 核 主軸上有10個(gè)S層質(zhì)子和16個(gè)中子,所以主軸半徑總和 為:
R=(10+16)×0.8×10-15 米=2.08×10-14 米。(與測(cè)量值相差0.08×10-14 米)
對(duì)于 212 Po 核 主軸上有12個(gè)S層質(zhì)子和24中子,另有1個(gè)6P支節(jié)對(duì)主軸長(zhǎng)有一點(diǎn)增加,約加 0.5個(gè)中子的半徑計(jì)算。所以計(jì)算出主軸半徑總和為:
R=(12+24+0.5)×0.8×10-15米=2.92×10-14米 。 (與測(cè)量值相差0.02×10-14 米)
從以上實(shí)驗(yàn)和測(cè)量可看出,在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi),盧瑟福實(shí)驗(yàn)測(cè)出的核半徑正好等于大樹(shù)形核結(jié)構(gòu)的主軸長(zhǎng)。至于為什么有一點(diǎn)誤差?那主要是對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的核進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有測(cè)不準(zhǔn)的原因,核本身高速自旋、實(shí)驗(yàn)碰撞時(shí)大核也可能要發(fā)生偏移;還可能是受支節(jié)核力的影響,因而產(chǎn)生誤差。仔細(xì)看看可以發(fā)現(xiàn):是盧瑟福實(shí)驗(yàn)的測(cè)不準(zhǔn)還是大樹(shù)形核結(jié)構(gòu)不對(duì)呢!
5.核力性質(zhì)決定了大樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型的基本組成:
所有理論物理和高能實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):核力是短程強(qiáng)相互作用力,從核力勢(shì)壘圖中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)質(zhì)子約在1.2---3.3×10-15米的距離內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)引力作用,在這個(gè)距離之外表現(xiàn)為強(qiáng)斥力作用,且這核力與中子無(wú)關(guān)性,使中子在核力中只表現(xiàn)為引力;核力相鄰飽和性,使相鄰質(zhì)子為引力,以外的質(zhì)子表現(xiàn)出斥力。由此說(shuō)明:在強(qiáng)相互作用中,質(zhì)子與質(zhì)子之間不可能以其他模型懸空達(dá)到平衡,只能大樹(shù)形結(jié)構(gòu)成立,以上說(shuō)的每2個(gè)質(zhì)子間以單中子結(jié)構(gòu)和雙中子結(jié)構(gòu)形式是完全滿(mǎn)足核力勢(shì)壘圖中的引力強(qiáng)相互作用和相鄰飽和性的;中子在質(zhì)子之間起調(diào)和保護(hù)作用,表現(xiàn)為中子質(zhì)子相互吸引說(shuō)明核力的與電荷無(wú)關(guān)性;相鄰質(zhì)子與質(zhì)子之間因強(qiáng)大引力作用以間隔1個(gè)中子或1個(gè)中子而成立,并以整個(gè)大核作高速自旋所需強(qiáng)大的向心力來(lái)減弱質(zhì)子與質(zhì)子間的強(qiáng)力作用。特別是外圍質(zhì)子,因沒(méi)有引力向外吸引它,而只有向內(nèi)強(qiáng)引力作用,它需將向內(nèi)的引力作為自旋的向心力,從而達(dá)到平衡;沒(méi)有這個(gè)強(qiáng)力的作用,質(zhì)子將離心而去;這也是原子核高速自旋的原因。不要誤認(rèn)為質(zhì)子中子接觸就有摩擦,摩擦是宏觀現(xiàn)象,微觀無(wú)摩擦現(xiàn)象。由核力勢(shì)壘圖可發(fā)現(xiàn):當(dāng)間隔2個(gè)中子距離時(shí)質(zhì)子與質(zhì)子的引力減小很多,雖然有各支節(jié)使此點(diǎn)的核力加強(qiáng),但此點(diǎn)還是原子核中最弱的點(diǎn);大核裂變產(chǎn)物不是均勻分布的,原因就是裂變發(fā)生在樹(shù)形核結(jié)構(gòu)上部第2層與第2層間的雙中子組成的結(jié)構(gòu)這個(gè)薄弱點(diǎn),由于這點(diǎn)周?chē)|(zhì)子間庫(kù)侖力作用,使這里成為大核不太牢固的點(diǎn);而第3層與第4層以下的雙中子結(jié)構(gòu)有其他支節(jié)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生輔助核力的作用,比第2層雙中子結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定一些。裂變時(shí)在外來(lái)特定能級(jí)中子打擊下,首先在此點(diǎn)打入組成三中子結(jié)構(gòu),并立即分離成不等的2個(gè)大核(有機(jī)會(huì)與你再詳談《核的裂變》)。所以裂變產(chǎn)物不是從中均勻分開(kāi)的。
總之,許多現(xiàn)象都在無(wú)形中映證大樹(shù)形核結(jié)構(gòu)的正確性,它滿(mǎn)足核力的性質(zhì):短程強(qiáng)作用、電荷無(wú)關(guān)性、相鄰飽和性.,它能解釋費(fèi)米氣體模型、核的殼層模型、集體模型等所解釋的所有性質(zhì),并能解釋它們不能解釋的現(xiàn)象;如:有哪種模型能解釋為什么鈾核裂變會(huì)主要發(fā)生在某個(gè)特別的位置?也就是說(shuō)為什么裂變產(chǎn)物不是均勻分布的。核外電子云具有什么樣形狀,核內(nèi)結(jié)構(gòu)就具有相同的形狀,內(nèi)因決定外因,有哪種核結(jié)構(gòu)模型能合理解釋外圍電子殼層排列規(guī)律?鈷60核(60 C O)的β衰變機(jī)理,212Po 核 的α衰變?cè)俅斡匙C核的三角四面體結(jié)構(gòu)。盧瑟福實(shí)驗(yàn)測(cè)定核直徑的大小與大樹(shù)形核的主軸長(zhǎng)相等;所有這些還不能說(shuō)明大樹(shù)形核結(jié)構(gòu)模型的可行性嗎?難道要真實(shí)看到高速微小的核才能認(rèn)可嗎(現(xiàn)實(shí)中是無(wú)法直接觀察的)?
一定還有許多證據(jù),希望有識(shí)之士于此共同研究驗(yàn)證,使物理理論在地球的東方更上一層。
附文獻(xiàn):