[发明专利]一种演示用原子核磁性组合模型及其应用

说明书

本发明提供一种演示用原子核磁性组合模型，包括正四面体模型和位于正四面体内部的正电子球，所述正四面体模型由六根相同的圆柱形磁力棒组合而成，所述正四面体模型的四个顶点设置有四颗磁性球；所述正电子球上设置有四根支撑轴，所述支撑轴另一端分别固定在正四面体模型的四个顶点卡槽处，所述正电子球上还设置有插孔，所述插孔的封闭端指向正四面体的一个顶点，开口端指向所述顶点对应的三角形面的中心；所述插孔内插接有连接轴，所述连接轴另一端连接有负电子球。本发明能够在一定程度上合理地演绎绝大多数原子核衰变反应的现象，以改善人们对原子核衰变反应和衰变规律的理解和记忆。

技术领域

本发明涉及物理学教学用具领域，尤其涉及一种演示用原子核磁性组合模型及其应用。

背景技术

现代原子核物理学中，不同元素的原子核结构仍简单地使用圆球形表示，具体到讨论质子和中子时，由于质子和中子是由夸克和胶子组成，而夸克，胶子和中微子等基本粒子仍在研究中，还有很多不确定性，因此难以向非物理专业的人们解释清楚，而在讨论关于原子核的衰变反应和衰变规律时，则仍主要基于实验统计数据规律。目前为止，还没有一种好的质子和中子模型能搭建出一个原子核，很好地帮助人们理解和记忆原子核的各种衰变反应和衰变规律。

基于以上认识，发明人认为有必要构建一种能自由组合的，且相互间具有一定附着力的质子和中子模型。

发明内容

为达到上述目的，发明人构建出了一种磁性质子、中子和氢原子三合一组合模型，同时提出该模型在教学演示中的应用方法，能够在一定程度上合理地演绎绝大多数原子核衰变反应的现象，以改善人们对原子核衰变反应和衰变规律的理解和记忆。

本发明通过如下方案来实现：

本发明的第一方面，提出一种演示用原子核磁性组合模型，包括正四面体模型和位于正四面体内部的正电子球，所述正四面体模型由六根相同的圆柱形磁力棒组合而成，所述正四面体模型的四个顶点设置有四颗磁性球；所述正电子球上设置有四根支撑轴，所述支撑轴另一端分别固定在正四面体模型的四个顶点卡槽处，所述正电子球上还设置有插孔，所述插孔的封闭端指向正四面体的一个顶点，开口端指向所述顶点对应的三角形面的中心；所述插孔内插接有连接轴，所述连接轴另一端连接有负电子球。

基于自由中子能够衰变为质子和负电子，质子又可以衰变出一个正电子而变成中子的物理学现象，可以认为质子和中子有一个通用的基本框架结构，又由于所有物体在高速三维自转过程中，都可以形成类似圆球状的视觉感官，因此不需要将该基本框架结构限定为圆球状，本发明中将该基本框架结构构建成正四面体结构。用带短轴的负电子球表示中子内的负电子，用带长轴的负电子球表示氢原子核外的负电子。

本发明回避了现代物理学中的夸克、胶子和中微子等艰深概念，仅从质子、中子、正电子和负电子四种基本概念入手，构建出了一种磁性质子、中子和氢原子三合一组合模型。

本发明的另一方面，提出上述演示用原子核磁性组合模型在教学演示中的应用。

本发明的有益效果是，本发明利用磁力的同性相斥异性相吸性质，通过简单的插拔动作，就能演示质子、中子和氢原子三者之间的转化关系，利用若干个本发明中的质子和中子模型，能够组合成各种复杂原子核模型，向人们演示复杂原子核的不同组合结构及其相应的特点，并在一定程度上合理地演示原子核衰变反应过程及衰变规律，以改善人们对原子核衰变反应的理解和记忆。

附图说明

图1为本发明实施例中的质子模型示意图。

图2为本发明实施例中的中子模型示意图。

图3为本发明实施例中的氢原子模型示意图。

图4为本发明使用例1的流程示意图。

图5为本发明使用例2和使用例3的流程示意图。