核物理基础与辐射防护核物理基础与辐射防护能源与机械工程学院颜廷志 纲要1原子核的基本性质2原子核放射性与核衰变3原子核反应4原子核的裂变与聚变5射线与物质的相互作用6核辐射防护2009-05-302 核物理发展史原子核物理学是原子核物理学是20世纪新建立的一个物理学分支它研究世纪新建立的一个物理学分支它研究原子核的结构原子核的结构和和变变化规律化规律，，射线束的产生、探测和分析技术射线束的产生、探测和分析技术，以及同，以及同核能、核技术应用核能、核技术应用有关的有关的物理问题它是一门既有深刻理论意义又有重大实践意义的学科物理问题它是一门既有深刻理论意义又有重大实践意义的学科一、一、 初期初期 （十九世纪末（十九世纪末~二十世纪四十年代左右）二十世纪四十年代左右） 1896年，贝可勒尔发现天然放射性 ——核物理学的开端核物理学的开端 主要工作：人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究放射性衰变规律和射线性质的研究， 并且利用放射性射线对原子核利用放射性射线对原子核做了初步的探讨 主要成果：原子的核式结构核式结构 、质子和中子质子和中子的发现、人工放射性人工放射性 核素核素的合成 、鉴别射线种类并测定其能量，初步创 建了一系列探测方法和测量仪器，如云室、气泡室、 计数管、电离室等。
2009-05-303 二、大发展时期（二、大发展时期（20世纪40年代前后——70年代））主要得益于粒子加速器和粒子探测技术的发展 主要成果：（1）1939年 哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象 1942年 费米建立了第一个链式裂变反应堆——核能源的开端 （2）合成天然不存在的超铀元素和新的放射性核素 （3）核天体物理：核过程是天体演化中起关键作用的过程 （4）粒子物理学：高能和超高能射线束与原子核的相互作用 短寿命的轻粒子，即重子、介子、轻子和共振态粒子等 （5）核技术的广泛应用：遍及理工农医各部门 如核磁共振、穆斯堡尔谱学等 2009-05-304 三、完善和提高阶段：20世纪70年代 —— 由于粒子物理逐渐成为一门独立的学科，核物理已不再是研究物质结构的最前沿，核物理进入了一个纵深发展和广泛应用的新的更成熟的阶段 在此期间两个方面的技术发展对核物理研究产生了深刻的影响1）计算机技术的使用：微机处理和数据获取和处理系统的应用，可以 让上百个探测设备协作运行，同时记录和处理成上百个参量，这就大大扩展 了我们的观测能力，从而可以对比较复杂的核现象进行全面的观测和研究。
（2）重离子加速技术的发展：能够有效的加速从氢到铀所有元素的离子， 其能量从每个核子几个兆电子伏到几千兆电子伏甚至几百GeV的能量 1eV=1.6*10-19J，1keV=103eV，1MeV=106eV，1GeV=109eV，1TeV~1012eV 比较有名的重离子加速器中心：美国RHIC、德国GSI、法国GANIL、日本RIKEN、 俄罗斯DUBUNA、我国中科院兰州近代物理研究所CSR欧洲核子中心LHC（目前最高能）2009-05-305 第一章第一章 原子核的基本性质原子核的基本性质1. 原子核的组成原子核的组成2. 原子核的大小原子核的大小3. 原子核的结合能原子核的结合能4. 核力核力5. 原子核的矩原子核的矩2009-05-306 上世纪初的原子模型上世纪初的原子模型（发现原子核之前）（发现原子核之前）J.J.J.J.汤姆生的原汤姆生的原子子模型（枣糕模型）：模型（枣糕模型）： 正电荷均匀分布在一个球体正电荷均匀分布在一个球体内，电子镶嵌在其中某些平衡位置内，电子镶嵌在其中某些平衡位置上，并作简谐振动上，并作简谐振动I I. .原子核的发现与组成原子核的发现与组成18561856～～1940194019061906年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖1.1 1.1 原子核的组成原子核的组成2009-05-307 1 1、原子的核式模型、原子的核式模型18711871～～1937193719081908年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖其他主要贡献：其他主要贡献：其他主要贡献：其他主要贡献：19191919年，年，19201920年，预言中子存在。
年，预言中子存在培养了培养了1212位诺贝尔奖获奖者位诺贝尔奖获奖者1909190919091909年卢瑟福年卢瑟福年卢瑟福年卢瑟福 散射试验，实验现象：散射试验，实验现象：散射试验，实验现象：散射试验，实验现象：绝大多数的绝大多数的绝大多数的绝大多数的 粒子平均只有粒子平均只有粒子平均只有粒子平均只有2-32-3度的偏转，但是有度的偏转，但是有度的偏转，但是有度的偏转，但是有1/80001/8000的的的的 粒子偏转大于粒子偏转大于粒子偏转大于粒子偏转大于9090度，甚至有接近度，甚至有接近度，甚至有接近度，甚至有接近180180度的 2009-05-308 卢瑟福散射实验结论：卢瑟福散射实验结论：• 正电荷集中在原子的中心，即正电荷集中在原子的中心，即原子核原子核；；• 估算出原子核直径约为估算出原子核直径约为10–15~10-14m量级，而原量级，而原子直径约为子直径约为10–10m量级；量级；通常用通常用fm表示：表示：1fm=10-15m • 质量为整个原子的质量为整个原子的99.9%以上；以上； 从此建立了原子的从此建立了原子的有核模型有核模型。
原子的电中性，要求：原子的电中性，要求：• 原子核所带电量与核外电子原子核所带电量与核外电子电量相等电量相等，，• 核电荷与核外电子电荷核电荷与核外电子电荷符号相反符号相反即：即：核电荷核电荷Ze，，核外电子电荷核外电子电荷–Ze2009-05-309 2 2、中子的发现与原子核的组成、中子的发现与原子核的组成 发现中子之前，人们猜测原子核是由发现中子之前，人们猜测原子核是由发现中子之前，人们猜测原子核是由发现中子之前，人们猜测原子核是由质子质子质子质子和和和和电子电子电子电子组成的 这个假设可以解释原子核的这个假设可以解释原子核的质量质量和和电荷电荷但也但也遇到了不可克服的困难遇到了不可克服的困难遇到了不可克服的困难遇到了不可克服的困难与与实验和理论实验和理论不符 19321932年查德威克年查德威克(J. Chadwick)(J. Chadwick)发现发现中子中子 (据此据此获获19351935年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖) )用用 粒子轰击铍，铍放射出穿透力很强的中性粒子，可以将粒子轰击铍，铍放射出穿透力很强的中性粒子，可以将含氢物质中的质子击出，并证明其有与质子相近的质量。
含氢物质中的质子击出，并证明其有与质子相近的质量实验中放出的实验中放出的不是不是高能高能 ，而是，而是中子中子小居里夫妇错失诺贝尔奖！！！小居里夫妇错失诺贝尔奖！！！2009-05-3010 中子中子和和质子质子统称为统称为核子核子中子发现后，海森堡中子发现后，海森堡中子发现后，海森堡中子发现后，海森堡( ( ( (W.HeisenbergW.HeisenbergW.HeisenbergW.Heisenberg) ) ) )很快提出，很快提出，很快提出，很快提出，原子核原子核原子核原子核由由由由质子质子质子质子和和和和中子中子中子中子组成，并得到实验支持组成，并得到实验支持组成，并得到实验支持组成，并得到实验支持－1电子电子＋1质子质子0中子中子电荷电荷(e)质量质量(u)2009-05-3011 实际上核素符号实际上核素符号实际上核素符号实际上核素符号X X和质子数和质子数和质子数和质子数Z Z具有唯一、确定的关系，具有唯一、确定的关系，具有唯一、确定的关系，具有唯一、确定的关系，所以用符号所以用符号所以用符号所以用符号A AX X足以表示一个特定的核素足以表示一个特定的核素足以表示一个特定的核素。
足以表示一个特定的核素II. II. 原子核的表示原子核的表示核子数核子数A质子数质子数Z中子数中子数N元素符号元素符号X2009-05-3012 III. III. 原子核表示常用术语及意义原子核表示常用术语及意义1 1、、核素核素（（nuclide）） 具有具有一定数目的中子一定数目的中子和和质子质子以及以及特定能态特定能态的一种的一种原子核或原子称为原子核或原子称为核素核子数、中子数核子数、中子数、、质子数质子数和和能态能态只要有一个不同，就是不同的只要有一个不同，就是不同的核素核素 两种核素，两种核素，A同，同，Z、、N不同两种核素，两种核素，N同，同，A、、Z不同两种核素，两种核素，Z同，同，A、、N不同两种核素，两种核素，A、、Z、、N同，能态不同同，能态不同2009-05-3013 某元素中某元素中各同位素各同位素天然含量天然含量的的原子数百分比原子数百分比称为称为同位素丰度同位素丰度 具有具有相同原子序数相同原子序数但但质量数不同质量数不同的核素称为某元素的核素称为某元素的的同位素同位素 (即即Z相同，相同，N不同，在元素周期表中处于不同，在元素周期表中处于同一个位置，具有基本相同化学性质。
同一个位置，具有基本相同化学性质) )2 2、、同位素同位素（（isotope）和同位素丰度）和同位素丰度铀的二种同位素铀的二种同位素氢的三种同位素；氢的三种同位素；99.756%、、0.039%、、0.205%99.985%、、0.015%2009-05-3014 3 3、同中子异荷素（、同中子异荷素（isotone））4 4、同量异位素（、同量异位素（isobar））质量数质量数A相同相同，，质子数质子数Z不同不同的核素 中子数中子数N相同相同，，质子数质子数Z不同不同的核素也称为同中子素或同中异位素也称为同中子素或同中异位素2009-05-3015 5 5、同质异能素（、同质异能素（isomer））质子数质子数 Z 和和中子数中子数 N 均相同均相同，而，而能态不能态不同同的核素同质异能态同质异能态：： 同质异能素所处的能态，是寿命比较长的激发态同质异能素所处的能态，是寿命比较长的激发态激发态半衰期为激发态半衰期为2.81hr2.81hr2009-05-3016 6 6、、偶偶A核：核：奇奇A核：核：偶奇核偶奇核( (e-oe-o核核) )、奇偶核、奇偶核( (o-eo-e核核) )。
奇中子核，奇中子核， 奇质子核奇质子核镜像核：镜像核：中子数中子数N、、质子数质子数Z互换的核素互换的核素中子数中子数N、、质子数质子数Z均为均为偶数偶数的核素 偶偶核偶偶核( (e-ee-e核核) )中子数中子数N、、质子数质子数Z均为均为奇数奇数的核素 奇奇核奇奇核( (o-oo-o核核) )2009-05-3017 IV. IV. 核素图及核素图及ββ稳定曲线稳定曲线稳定的核素都分布在一条光滑曲线上或紧靠曲线的两侧，即为β稳定线 理论预言，可能存在的核素至少应有5000种，分布在两条实线范围内上面的一条实线为质子滴线，线上核素的质子结合能为零；下面一条实线为中子滴线，线上核素的中子结合能为零2009-05-3018 核素图及核素图及β稳定曲线的特点： 稳定曲线的特点： １１).).核素图包括核素图包括300300多个多个天然天然存在的存在的核素核素( (其中稳定其中稳定核素核素280280多个，放射性核素多个，放射性核素3030多个多个) )及及16001600多个多个人工人工放射性放射性核素核素２２).).稳定同位素几乎全落在一条光滑的曲线，稳定稳定同位素几乎全落在一条光滑的曲线，稳定曲线在曲线在轻核靠近轻核靠近 Z＝＝N 线线，而，而对重核则对重核则 N > Z. .3).3).偏离稳定曲线下方的核素为偏离稳定曲线下方的核素为丰中子核素丰中子核素，，易发生易发生β－－衰变衰变；上方的核素为；上方的核素为缺中子核素缺中子核素，，易发生易发生ββ＋＋衰变衰变。
发生衰变后都趋向于稳定线，故称发生衰变后都趋向于稳定线，故称β稳定线2009-05-3019 1.2 1.2 原子核的大小原子核的大小 原子核形状可近似看作球形，由于角动量，略呈旋转椭球形旋转椭球形 根据测量方法可分为：根据测量方法可分为：核力作用半径：核力作用半径：核力有一作用半径，在半径之外核力为核力有一作用半径，在半径之外核力为0；； 通过中子、质子或其他原子核与核的作用所测得通过中子、质子或其他原子核与核的作用所测得 电荷分布半径：电荷分布半径：其实就是质子分布半径其实就是质子分布半径 ； 利用高能电子在原子核上的散射利用高能电子在原子核上的散射电荷半径：电荷半径：核力半径：核力半径： 原子核原子核半径半径近似近似正比于正比于A1/3，原子核，原子核体积体积近似近似正比于正比于A2009-05-3020 原子核的密度：原子核的密度：代入：代入：得：得：结论：原子核密度近似为常数，且非常大结论：原子核密度近似为常数，且非常大2009-05-3021 1.3 1.3 原子核的结合能原子核的结合能1 1、原子核结合能的概念、原子核结合能的概念当若干质子和中子结合成一个核时，由于核力的作当若干质子和中子结合成一个核时，由于核力的作用，将用，将释放释放一部分能量叫一部分能量叫结合能结合能。
以原子质量以原子质量M 表示，且忽略原子电子的结合能，得：表示，且忽略原子电子的结合能，得：2009-05-3022 2 2、质量亏损与质量过剩、质量亏损与质量过剩质量亏损质量亏损和和原子核结合能原子核结合能是是同一个物理量同一个物理量的的质量质量和和能能量量表示它们的联系就是质能关系它们的联系就是质能关系原子核的质量总是原子核的质量总是小于小于组成它的所有核子的质量之和的，组成它的所有核子的质量之和的，少的那部分质量称为少的那部分质量称为质量亏损质量亏损( (Mass Defect) )表示为 所有的核都存在质量亏损，即所有的核都存在质量亏损，即 2009-05-3023 计算中，常用原子质量代替核质量：计算中，常用原子质量代替核质量：为了计算方便，定义为了计算方便，定义质量过剩质量过剩为：为：也称为也称为质量盈余质量盈余(Mass Excesses)(Mass Excesses)，单位为，单位为 MeVMeV，，在核数据手册中可查到在核数据手册中可查到由它可求出原子质量由它可求出原子质量 2009-05-3024 3 3、比结合能及比结合能曲线、比结合能及比结合能曲线比结合能比结合能：：（平均结合能）（平均结合能）单位是单位是 MeV/ /Nu，，Nu代表核子。
代表核子比结合能的物理意义：比结合能的物理意义： 原子核拆散成自由核子时，外界对原子核拆散成自由核子时，外界对每个核子每个核子所做的最小所做的最小的的平均功平均功 或者说，它表示核子结合成原子核时，平均或者说，它表示核子结合成原子核时，平均一一个核子个核子所所释放的能量释放的能量 比结合能比结合能表征了表征了原子核结合原子核结合的的松紧程度松紧程度：： 比结合能比结合能大大，核结合，核结合紧紧，稳定性，稳定性高高；； 比结合能比结合能小小，核结合，核结合松松，稳定性，稳定性差差 2009-05-3025 比结合能曲线：比结合能曲线：8.797.071.112裂变裂变聚变聚变2009-05-3026 4 4、原子核最后一个核子的结合能、原子核最后一个核子的结合能原子核最后一个核子的结合能，是一个原子核最后一个核子的结合能，是一个自由核子自由核子与与核核的其余部分的其余部分组成组成原子核时所原子核时所释放的能量释放的能量也就是从核也就是从核中中分离分离出一个核子所需要出一个核子所需要给予的能量给予的能量显然，质子与中子的分离能是不等的显然，质子与中子的分离能是不等的原子核最后一个核子的结合能的大小，反映了这种原原子核最后一个核子的结合能的大小，反映了这种原子核子核对邻近的那些原子核的稳定程度对邻近的那些原子核的稳定程度。
2009-05-3027 最后一个最后一个质子质子的结合能为：的结合能为：或或 最后一个最后一个中子中子的结合能为：的结合能为： 或或 2009-05-3028 例如：例如：最后一个核子结合能的物理意义：最后一个核子结合能的物理意义：反映了这种反映了这种原子原子核核相对相对临近的那些原子核临近的那些原子核的的稳定程度稳定程度表明表明16O与邻近的原子核与邻近的原子核17O、、17F相比，相比，稳定性稳定性要大得多要大得多 2009-05-3029 5 5、核结合能的经验公式、核结合能的经验公式原子核原子核模型理论模型理论：： 从从实实验验入入手手对对原原子子核核作作各各种种各各样样的的设设想想，，把把它它类类比比为为人人们们已已经经熟熟悉悉的的某某种种事事物物，，来来研研究究原原子子核核的的性性质质、、结结构构和和相相互互作作用用的的规规律律，，解解释释已已有有的的实实验验现现象象( (如如结结合合能能、、核核力力、、核衰变、核反应等核衰变、核反应等) ) ，探索预告，探索预告新的实验结果新的实验结果在原子核的模型理论中，较早提出并且取得极大成功的在原子核的模型理论中，较早提出并且取得极大成功的模型是玻尔模型是玻尔( (N.BohrN.Bohr) )提出的提出的液滴模型液滴模型。
除液滴模型外，还有除液滴模型外，还有壳模型壳模型、、集体模型、费米气体模型集体模型、费米气体模型等 一种模型理论是否成功，根本在于是否能经受一种模型理论是否成功，根本在于是否能经受实验实验的检验2009-05-3030 1).1).核力核力具有具有饱和性饱和性，与液体中分子的饱和性相似与液体中分子的饱和性相似 液滴模型：液滴模型：把把原子核原子核类比为类比为一个一个液滴液滴主要根据有两个：主要根据有两个：2).2).原子核原子核是是不可压缩不可压缩的，与液体的不可压缩性相类似的，与液体的不可压缩性相类似 由于质子带正电，原子核的液滴模型把原子核当由于质子带正电，原子核的液滴模型把原子核当作作带正电荷的液滴带正电荷的液滴2009-05-3031 根据液滴模型，结合能半经验公式为：根据液滴模型，结合能半经验公式为：体积能项体积能项表面能项表面能项库仑能项库仑能项对称能项对称能项对能项对能项2009-05-3032 体积能项体积能项：：结合能中的结合能中的主导项主导项，由于核力的，由于核力的饱和性饱和性，它，它正比正比于核体积于核体积（（V A）表面能项表面能项：：表面表面核子的核力核子的核力没有饱和没有饱和。
表面核子的结合弱，表面核子的结合弱，要从体结合能减去一部分该部分要从体结合能减去一部分该部分正比于核的表面积正比于核的表面积 ( (S A2/3) )库仑能项库仑能项：：核内有核内有Z个个质子质子，它们之间存在，它们之间存在库仑斥力库仑斥力，使结，使结合能变小合能变小对称能项对称能项：：反映核内的反映核内的中子数中子数与与质子数是否相等质子数是否相等，若它们相，若它们相等时为零等时为零2009-05-3033 对能项对能项：：由核内由核内 N，，Z 的的奇偶性奇偶性确定不同奇偶性的核有确定不同奇偶性的核有不同的对能项不同的对能项偶偶核偶偶核奇奇A A核核奇奇核奇奇核理论与实验结果比较：理论与实验结果比较：1、理论与实验结果比较相符；2、仅当Z，N＝20，28，50，82等幻数时有偏离；3、轻核的理论结果与实验差别也较大——原因：液滴模型给出的是统计的平均结果2009-05-3034 1.4 1.4 核力核力1 1、核力的一般性质、核力的一般性质A A、核力是、核力是强相互作用力强相互作用力核力约比库仑力大一百倍核力约比库仑力大一百倍 B B、核力的、核力的电荷无关性电荷无关性。
p、、p，，n、、n，，n、、p之间的核力近似相等之间的核力近似相等 C C、核力具有、核力具有短程性短程性和和饱和性饱和性短程性：短程性：核力是短程力，其有效力程小于核力是短程力，其有效力程小于3 fm 饱和性：饱和性：核力只作用于相邻核子核力只作用于相邻核子，而相邻核子数目是有限的 D D、核力主要是、核力主要是吸引力吸引力，在，在极短程内有排斥芯极短程内有排斥芯0.8-2fm时，核力表现为吸引力；在小于时，核力表现为吸引力；在小于0.8fm时，有较强的排斥力；时，有较强的排斥力；在大于在大于10fm时核力几乎完全消失时核力几乎完全消失 2009-05-3035 2 2、核力的介子理论、核力的介子理论电磁相互作用电磁相互作用通过通过交换交换光子光子而发生相互作用而发生相互作用1935年，年，日本汤川秀树提出了日本汤川秀树提出了核力的介子理论核力的介子理论核子间通过核子间通过交交换换介子介子而发生相互作用可由而发生相互作用可由核力的作用范围核力的作用范围及及不确定关系不确定关系估估计介子质量的量级约为电子的计介子质量的量级约为电子的200200多倍后来发现，在核力作用中，后来发现，在核力作用中， 介子是核子相互作用的传播子。
介子是核子相互作用的传播子 2009-05-3036 3 3、原子核的势垒、原子核的势垒αα粒子与原子核作用过程的粒子与原子核作用过程的势能曲线势能曲线 核力核力为为零零，仅为库仑势位，称为，仅为库仑势位，称为库仑势垒库仑势垒势垒最高，为库仑势垒高度势垒最高，为库仑势垒高度 核力核力大大超过大大超过库仑力库仑力，势能迅速下降并改变符号势能迅速下降并改变符号 粒子进入靶核，合力为零，势能为常数值粒子进入靶核，合力为零，势能为常数值称为称为势阱深度势阱深度 2009-05-3037 量子力学中穿透势垒的概率在经典力学中是量子力学中穿透势垒的概率在经典力学中是难以解释的量子力学中，难以解释的量子力学中，能量能量大于大于势垒势垒的入射的入射粒子粒子有可能有可能越过越过势垒，但势垒，但也可能也可能被被反射反射回来而能量能量小于小于势垒势垒的粒子的粒子有可能有可能被势垒被势垒反射反射回来，回来，也也有可能有可能穿透穿透势垒进入核势阱，这种效应称之为势垒进入核势阱，这种效应称之为隧隧道效应道效应 隧道效应：隧道效应：2009-05-3038 1.5 1.5 原子核的矩原子核的矩(自旋、磁矩和电四极矩自旋、磁矩和电四极矩)1 1、原子核的自旋、原子核的自旋质量质量m，，电荷电荷+q的粒子作圆周运动时，相当于的粒子作圆周运动时，相当于环形电环形电流，流，产生产生磁矩磁矩 和和角动量角动量L .+qrv 与与 L 有如下关系有如下关系: 核自旋是核内所有核子的核自旋是核内所有核子的轨道角动量轨道角动量和和自旋角动量自旋角动量的的矢量和矢量和矢量和矢量和。
2009-05-3039 2 2、原子核的磁矩、原子核的磁矩1)1)、、核子的自旋磁矩核子的自旋磁矩但但实验结果实验结果显示，中子磁矩不为显示，中子磁矩不为0，质子的磁矩也相差很大质子的磁矩也相差很大 理论上理论上质子带电质子带电，那么质子也应该具有自旋磁矩那么质子也应该具有自旋磁矩中子不带电中子不带电，那么中子的自旋磁矩应该为，那么中子的自旋磁矩应该为0 质子、中子质子、中子不是不是基本粒子基本粒子，而，而具有内部结构具有内部结构中子为中性粒中子为中性粒子，具有磁矩，说明子，具有磁矩，说明中子中子的的内部结构具有电荷内部结构具有电荷核子核子反常磁矩反常磁矩的的存在存在说明：说明：核子的夸克理论的诞生！！！核子的夸克理论的诞生！！！2)2)、原子核的磁矩、原子核的磁矩 原子核的磁矩原子核的磁矩等于核内所有等于核内所有质子的轨道磁矩质子的轨道磁矩与所有与所有核子自旋核子自旋磁矩磁矩的的矢量和矢量和 2009-05-3040 电子轨道角动电子轨道角动量量————粗结构粗结构+ +电子自旋角动电子自旋角动量量————精细结构精细结构+ +原子核的自旋、磁原子核的自旋、磁矩矩——超精细结构超精细结构研究原子光谱的超精细结构研究原子光谱的超精细结构是是研究原子核性质研究原子核性质的重要工具。
的重要工具2009-05-3041 原子核是一个原子核是一个分布电荷体系分布电荷体系，，总电荷为总电荷为Ze，，根据根据电动力学电动力学，，一个一个分布电荷体系分布电荷体系产生的产生的势势可以表示为各种可以表示为各种电多极子势电多极子势的的叠加叠加3 3、原子核的电四极矩、原子核的电四极矩：：偶极子的势偶极子的势 ：：总电荷集中于核中一点形成的势总电荷集中于核中一点形成的势；； ：：四极子的势四极子的势 四四极极子子电电势势与与电电荷荷分分布布的的形形状状密密切切相相关关，，即即原原子子核核的的形形状状决定着决定着电四极矩电四极矩的的大小，大小，电四极矩电四极矩是核是核偏离球形偏离球形的量度 通过测量核的电四极矩可以了解核的电荷分布形状通过测量核的电四极矩可以了解核的电荷分布形状2009-05-3042 。