Модель ядерных оболочек

Электрические моменты. Если  — плотность распределения электрического заряда в системе, то из классической электродинамики известно, что

есть электрический монополь, т.е. полный (скалярный) заряд системы.

 (i = 1 (ось х), 2 (ось y), 3 (ось z)) (23)

есть i-я компонента вектора электрического дипольного момента

Компонента

 (24)

есть одна из пяти линейно-независимых компонент тензора электрического квадрупольного момента. Электрический квадрупольный момент определяет взаимодействие системы с градиентом внешнего электрического поля (например, создаваемого электронной оболочкой). При наличии электрического дипольного момента возникает его взаимодействие с напряженностью внешнего электрического поля. При отличии от нуля электрического заряда системы возникает его взаимодействие с внешним электрическим потенциалом.

Под электрическим квадрупольным моментом Q ядра условились понимать величину

 (25)

Величины электрического дипольного и квадрупольного моментов зависят от выбора системы координат. В дальнейшем мы будем использовать так называемую собственную (или внутреннюю) систему координат. Эта система, будучи жестко связана с ядром, перемещается и поворачивается вместе с ним. Начало собственной системы координат совпадает с центром распределения заряда и массы ядра. Можно легко показать, что электрический дипольный момент обращается в нуль при совпадении центра заряда с центром массы системы. Равенство нулю ядерного электрического дипольного момента как раз и говорит о таком совпадении.

Если у ядра есть ось симметрии (как, например, у аксиально симметричного эллипсоида), то значение Q зависит от ориентации оси z собственной системы координат относительно этой оси симметрии. Модуль |Q| максимален, если ось z совпадает с осью симметрии, и как раз эту величину рассматривают как собственный (внутренний), или классический



Рис. 9.

 характеризует отличие распределения заряда ядра от сферически симметричного ( для сферически симметричного ядра), т.е. характеризует форму ядра (рис.9).

Следует подчеркнуть, что ядерный спин J в основном состоянии всегда направлен вдоль оси симметрии (если она существует). Понять это помогает простая аналогия с классической механикой, где момент количества движения J тела возникает за счет его вращения вокруг некоторой оси. В этом случае ось вращения, совпадающая по направлению с J, и будет его осью симметрии.



Рис.3.3. Орбитальный и спиновый магнитный момент частицы
Подавляющее большинство несферических ядер имеет форму аксиально симметричнного эллипсоида. При  ядро — вытянутый вдоль оси ж эллипсоид. При  ядро является сплюснутым (вдоль z) эллипсоидом (рис.9). Квадрупольный момент измеряется в барнах (1б= 10^-24 см²).