
【化】 shell model
carapace; hull; rind; shell; shuck
【化】 cover
【醫】 crust; crusta; crustae; putamen; shell; testa
layer; region; stage; story; stratum; tier
【計】 layer
【醫】 coat; lamella; lamellae; lamina; laminae; layer; strata; stratum
former; matrix; model; mould; pattern
【計】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【醫】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【經】 matrices; matrix; model; pattern
殼層模型(Shell Model)是原子核結構理論的核心框架之一,主要描述核子在原子核内分層排布的量子行為。該模型基于量子力學原理,認為核子(質子和中子)在核内圍繞共同質心運動,形成類似電子圍繞原子核的殼層結構。
殼層模型源于原子物理中的電子殼層概念,後由Maria Goeppert Mayer和J. Hans D. Jensen在1949年系統提出。其核心假設為:核子在原子核内受平均勢場作用,獨立運動并填充離散的能級,當某殼層被填滿時,原子核呈現更高的穩定性。英文術語"nuclear shell model"特指該理論在核物理中的應用。
平均場近似:假設每個核子在其他核子形成的平均勢場中運動
典型勢阱形式:$$ V(r) = -V_0/(1+e^{(r-R)/a}) $$
其中$R$為核半徑,$a$為表面厚度參數(數據來源:《原子核物理基礎》第二版)
幻數解釋:成功預測2、8、20、28、50、82、126等核子數的特殊穩定性
通過引入自旋-軌道耦合項修正單粒子能級(參考:Physical Review期刊1950年刊載論文)
(實驗驗證數據詳見美國物理學會核物理專題報告)
中文術語 | 英文對照 |
---|---|
殼層填充 | shell filling |
單粒子态 | single-particle state |
幻數核 | magic-number nuclei |
該模型與液滴模型形成互補,共同構成現代核結構理論的基礎。權威拓展閱讀推薦《Nuclear Physics: Principles and Applications》(John Lilley著)第三章。
殼層模型是量子力學中用于描述微觀粒子排布的重要理論,主要分為原子殼層模型和原子核殼層模型兩類,以下是詳細解釋:
定義:用于描述原子中電子排布規律的模型,基于量子力學中的量子數系統。
核心内容:
定義:描述原子核内質子與中子排布的理論,類比原子電子殼層結構,解釋核穩定性現象。
核心内容:
特征 | 原子殼層模型 | 原子核殼層模型 |
---|---|---|
適用對象 | 電子 | 質子、中子 |
作用力 | 電磁相互作用 | 核力(強相互作用) |
幻數意義 | 電子填滿殼層時穩定(如He、Ne) | 質子/中子數達到幻數時核更穩定 |
殼層模型通過量子數系統和幻數概念,統一解釋了原子和原子核的穩定性規律,是量子力學在微觀結構研究中的典型應用。
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