Héjmodell
A héjmodell egyike a legkorábbi atommag-modelleknek. A nukleonok – ugyanúgy, mint az elektronok – fermionok, ezért érvényes rájuk a Pauli-féle kizárási elv. A modell szerint a nukleonok is – az atom elektronjaihoz hasonlóan – energiaszintekre csoportosulnak. Annak ellenére, hogy az atommagban a nukleonok sűrűn ütköznek (tehát a klasszikus értelemben vett "szint" nem létezik), ez a modell sikeresen magyarázza az atommagok stabilitásának periodikusságát.
A modellen elsősorban Wigner Jenő, Maria Goeppert-Mayer és Johannes Hans Daniel Jensen dolgoztak, akik munkájuk elismeréseképpen 1963-ban elnyerték a fizikai Nobel-díjat.
Kísérleti indokok[szerkesztés]
Már korábban is felfigyeltek a kutatók arra, hogy a 2, 8, 20, 28, 50, 82 vagy 126 protont, illetve neutront tartalmazó magok különösen stabilak. Ezeket a magokat nevezzük mágikus magoknak. A mágikus magok kötési energiája nagyobb a szomszédos magokétól.
A modell alapjai[szerkesztés]
- a nukleonok egymással nincsenek kölcsönhatásban
- mindegyik nukleon egy gömbszimmetrikus potenciálvölgyben mozog
A magerők pontos ismeretének hiányában a potenciált csak találgathatjuk. Általában a derékszögű potenciált és a harmonikus oszcillátor potenciálját használják. Mindkét esetben a nukleon energiáját két kvantumszám, az N főkvantumszám és az l mellékkvantumszám határozza meg:
Eredmények[szerkesztés]
A héjmodell ezekből a feltevésekből kiindulva sikeresen magyarázza az első 3 mágikus számot:
| N = 2*n + l – 2 | EN () | n | l | állapot | e- száma | Az összes e- | Mágikus szám |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 3/2 | 1 | 0 | 1s | 2 | 2 | 2 |
| 1 | 5/2 | 1 | 1 | 1p | 6 | 8 | 8 |
| 2 | 7/2 | 1 2 |
2 0 |
1d 2s |
12 | 20 | 20 |
| 3 | 9/2 | 1 2 |
3 1 |
1f 2p |
20 | 40 | 50 |
Mint látható, a héjmodell nem tudja megmagyarázni a 4. mágikus számot. Elég hamar rájöttek azonban, hogy a spin-pálya kölcsönhatás bevezetésével a problémát meg lehet oldani. A nukleon teljes impulzusmomentuma így lesz (l orbitális momentum és a spin összege). Emiatt egyes szintek felbomlanak, és a szintek energiái átrendeződnek.
Fordítás[szerkesztés]
- Ez a szócikk részben vagy egészben a Nuclear shell model című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források[szerkesztés]
- SH Atlasz Atomfizika, Springer Hungarica, Budapest, 1995 ISBN 963-8455-67-5
