核四极矩即为原子核的电四极矩。符号为Q。电四极矩是表征原子核性质的重要物理量,它的出现标志着对球对称的偏离,也反映着原子核形变的大小。

定义

物质是由分子构成的,分子由一种或一种以上的原子组成的,除了氢(H)核之外,原子核一般由若干个质子和中子构成,其中中子不带电荷,质子带有正电荷,原子核是一个具有一定形状和电荷分布的带电体。物质中每个原子核总是处于周围带电粒子所形成的电磁场中,如果电场梯度不为零,原子核的四极体与电场发生相互作用而呈现一定的电矩,即原子核的电四极矩。

公式

核四极矩即为原子核的电四极矩。符号为Q;

式中:

为核自旋的z分量取最大值时核的电荷密度;e为元电荷;r为半径。是原子物理学和核物理学的量。SI单位:

物理意义

在原子核物理中原子核的电荷分布于

cm线度的范围内,而原子内电子到原子核的距离

cm,因此,原子核作用到电子及原子之外区域的电势,可以用小区域电荷电势的多极展开来表示。电四极矩是表征原子核性质的重要物理量,它的出现标志着对球对称的偏离,也反映着原子核形变的大小。

当电四极矩

,可以断定原子核是球形的;电四极矩

,可以断定原子核为长旋转椭球形;

,可以断定原子核为扁椭球形;

的值越大,原子核偏离球形越远。

因此,由电四极矩的的计算,可推知原子核的形状以及形变量的大小,通过测量远场的四极势项,就可以对电荷分布的形状作出一定的判断。