Kernspin von Natrium 23

Die Anzahl der Neutronen ist gerade, was in der Tat bedeutet, dass sie Spin Null und positive Parität beitragen.

Der Spin und die Parität kommen vom "letzten Proton", weil die Anzahl der Protonen ungerade ist.

Die Abhängigkeit der Energie vom Drehimpuls ist so, dass die Paare bei einem hohen Wert von$J$werden aufgrund der besonderen, spinabhängigen Eigenschaften der starken Kernkraft bevorzugt (energieärmer) (Eigenschaften, die im Einzelnukleonenmodell nicht sichtbar sind). Das gilt trotz der Tatsache, dass die Ein-Partikel-Schalen mit einer geringeren$J$könnten bevorzugt werden.

Daraus folgt, dass unter den 3 Protonen in$1d_{5/2}$, das Paar wählt wirklich$j_z=\pm 5/2$, der Maximalwert (im Absolutwert). Die restlichen Steckplätze$j_z=\pm 1/2$Und$\pm 3/2$stehen für das letzte Proton zur Verfügung. Auch das letzte Proton bevorzugt den höheren Wert von$J$so sitzt es in der$J=3/2$Zustand. Es ist ein$d$-Schale, dh$l=2$, also ist die Parität$(-1)^l=+1$.

Wie Sie sagen, tragen Neutronen nicht bei, da sie alle gepaart sind. Das ungepaarte Proton sitzt auf der$1d_{\frac{5}{2}}$basierend auf der äußersten Grenze des Kernschalenmodells sollte Natrium 23 Spin = haben$\frac{5}{2}$und sogar Parität. Experimente zeigen, dass Natrium 23 tatsächlich Spin= hat$\frac{3}{2}$und sogar Parität. Der Grund ist knifflig, aber einfach genug, die extreme Grenze des Kernschalenmodells ist nur ein Modell, also können wir nicht erwarten, dass es immer gilt, ist eher eine Faustregel, die hilfreich ist, weil sie die meiste Zeit gilt, aber sie sollte überrascht Sie nicht, wenn Sie Fälle finden, in denen dies nicht der Fall ist. Sie können selbst überprüfen, dass Thallium 203 ebenfalls eine Ausnahme darstellt.

Ich weiß nicht, ob Sie ein anderes Modell oder Verbesserungen desselben Modells finden können, die ausnahmslos alle beobachteten Spins und die Parität der Kerne berücksichtigen würden. Wenn Sie mehr darüber lesen möchten, empfehle ich Krane Seite 125.

Neutronen liefern aufgrund der geraden Zahl nichts für den Kernspin, sondern entkoppeln das Proton in 1d5/2. Um das Iz (Proton entkoppeln) zu maximieren, sollte es sich im 3/2-Zustand befinden, da Protonen in 5/2 gekoppelt werden. Also I = 5/2