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标题:[未解决]求助:偶偶核自旋量子数为零 为什么?

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fu8u8[使用道具]
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求助:偶偶核自旋量子数为零 为什么?

请教高手们一些核磁共振问题 大家一定要帮忙啊 谢谢了!

偶偶核自旋量子数为零 为什么?

[ 本帖最后由 fu8u8 于 2010-10-4 10:27 编辑 ]
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yxh04[使用道具]
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我不相信有任何人能够回答这个问题。
这是实验总结出来的现象。
如果非要说微观图像的话,大家的理解是,质子的自旋两两配对,就是说自旋角动量大小相等,方向相反,整体为0,同时中子的自旋也两两配对,所以整体上自旋为0.
但是如果我问几个问题,我相信大家就会头疼了。
比如,到底是时时刻刻都那样子,还是并不是时刻如此,但是自旋角动量取向变化的很快,在我们观测的时间范围内,他整体上的时间平均为0.
另外,因为单独的质子和中子有自旋,那么即使是两两配对,但是他们毕竟在不同的粒子上,也就是不同的位置上,所以在一般情况下,即使磁偶极距为0的话,磁四级距,8几句这些高阶项也可能不为0,我想知道关于这方面的实验。
同样的另一个问题,其实质子中子也是在时刻运动的,所以质子带电,他也会产生和电子轨道角动量类似的,质子的轨道角动量,而他也需要两两配对才能使整体原子核的磁距为0,我想知道这方面的实验结果。
如果你不想去想这些事,就像我一样,把第三行话抄走记住就行。
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fu8u8[使用道具]
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哦 谢谢啦 其实我是刚开始学,遇到一些复习题,找不到答案。是不是可以用费米子玻色子之类理论解决呢?
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sseia42[使用道具]
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The spin of composite particles, such as protons, neutrons, and atomic nuclei is usually understood to mean the total angular momentum, which is the sum of the spins and orbital angular momenta of the constituent particles. Such a composite spin is subject to the same quantization condition as any other angular momentum。And we know that both proton and neutron have spin quantum number of 1/2.

Every two of protons and neutrons are paired (means one has +1/2 and the other has -1/2), when they are on the sample energy level. So even number of p, n gives 0 total spin. But if the two p or n are not on the sample energy level (in the excited state), they are not paired, and will give multiple quantum number >=1/2 (this happens in high energy physics).

My suggestion is to think it like the electron orbits of an atom. The nulceons also have levels. Generally, they are paired at each level if they can. If the number is odd, the extra unpaired ones give the spin quantum number of the whole nucleus.
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yxh04[使用道具]
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质子自旋1/2,是费米子,要遵守泡利不相容原理。就是说两个质子不能同时占据相同的量子态。如果其他量子数都相同的话,这个自旋角动量量子数不能相同,一个是1/2,另一个是
- 1/2, 就这样,整体磁距抵消了,中子也同样。所以整体自旋为零。
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tj001009[使用道具]
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QUOTE:
原帖由 yxh04 于 2010-10-4 10:53 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')
质子自旋1/2,是费米子,要遵守泡利不相容原理。就是说两个质子不能同时占据相同的量子态。如果其他量子数都相同的话,这个自旋角动量量子数不能相同,一个是1/2,另一个是
- 1/2, 就这样,整体磁距抵消了,中子也同样。所以整体自 ...

能在讲讲问什么有些核的旋磁比是负值、有些是正值?其变化规律是什么?
比如14N是正的,而15N和17O却是负的?这方面的还有不少。
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yxh04[使用道具]
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回复 #6 tj001009 的帖子

质子的r是正的,中子是负的。而原子核的r是所有质子和中子组合而成的。所以有的是正的有的是负的。

至于怎么组合,我估计是由哪种组合的能量低来决定的。比如,当质子数p,和中子数n都是偶数的时候,实验发现,这种原子核r=0,所以说明,质子的自旋两两配对,中子也是,这时候能量最低。

再比如,如果不是上面的情况,就不一定是两两配对能量最低,(想象电子的轨道杂化,有时候4s比3d的能量还有低,而且如果考虑电子自旋的话,有时候并不是自旋两两配对能量最低,很多副族元素都是例子),回到原子核中的质子和中子们的组合,也是类似的。N15就是最好的例子,他有7个质子,8个中子,如果是8个中子都两两配对,那么他的r是由质子的组合决定的,也就是应该是正的,但是实验给出来的是负的,说明,中子并不是完全配对,或者没有配对,总之是最低的能量不是两两配对。

具体的我就不知道怎么配对了,估计要研究一下夸克什么的,我相信很少做核磁共振的会研究夸克,同样,研究夸克的也不大会关心核磁共振,大家属于两个世界的人,哈哈。
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