Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц

И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц, страница 9

DJVU-файл И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц, страница 9 Физика (2619): Книга - 4 семестрИ.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц: Физика - DJVU, страница 9 (2619) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 9 - страница

Гамов в 1928 г., еще до того как был открыт нейтрон (Гамов полагач, что ялро состоит иэ а-частиц). Прн этом получается следующая приближенная формула: А )йгцз = — - В / ! (4.14) 63 являющаяся одним из вариантов записи установленного еше в 1911 г. закона Гейзера-Неотоктеа. В этой формуле А и  — константы.

Они несколько меняются при переходе от одного ядра к другому и зависят, главным образом, от Я. Если выражать $т тз в секундах, а Т в МэВ, то для довольно типичного набора значений этих констант имеем А 150, В ш 55, откуда следует, что при увеличении Т„ от 4 до 9 МэВ $ттз падает с 10зе до 10 "е с, Столь резкое падение етую очевидно, вызвано тем, что кинетическая зйергия а-частицы входит в показатель экспоненты выражения для проницаемости барьера. 3. (3-Распад. Нейтрино.

Слабое взаимодействие. Промежуточные бозоны р=Распад — это самопроизвольное испускание лептонов (е~, и„ие). За этот процесс ответственно слабое взаимодействие. В- Активные ядра разбросаны по всей системе элементов (рис. 2.1). Есть три вида В-распада. Происходящие прн этом внутри ядра превращения нуклонов и энергетические условия соответствующего вида Р-распада выглядят так: 1))э (в-+р+е +й,), 2) ~3+ (р -+ в + е+ + и,), 3) е-захват(р+ е -т в+ и,) М(А, Я) > М(А, Я + 1) + тв„ М(А,Я) > М(А, — 1)+тв„ М(А,В)+та, > М(А,Я-1), (4.15) Времена б-распада лежат в интервале Вэ(,б) = 0.1 с — 10'т лет. а-Распад, за который ответственны ядерные силы, может происходить за времена существенно более короткие (до 3 10 тс).

На малую интенсивность слабых взаимодействий указывает и большое время жизни нейтрона (в 15 мин). 1-Раслад со сравнимой энергией выделения (0.78МэВ) идет в среднем за 10 ы с. Энергия,б-распада Яз~ = (М(А, Я) — М(А, В ~ 1) — вэ,1 с~, Я, = (М(А,Н) — М(А,  — 1) + тв,]от. (4.16) Она заключена в интервале от 18.61кэВ ЯН вЂ” т ззНе+ е + Р,) до 13.4МэВ ('ззВ -+ 'езС+ е +не).

Купаловский барьер при В-распаде можно не обсуждать. Он существует лщпь для позитронов, образовавшихся внутри ядра. 64 Лекция 4 Главное то, что соотпношение неопреде/теннис/пей запреи1аетп е" долее оси/аеатпься енутпри ядра (см. колец лекции). При,Ы~-распаде возвикает три продукта с произвольным распределением по энергии. При этом энергетический спектр каждого продукта велрерывев (рис.4,6). При е-захвате — два продукта и спектр дискретев.

Непрерывность Д~-спектров (е~) ватолквулв Паули в 1930 г. ва идею о существовавии веизвествой вейтральвой частицы с попуцельпа свином и очень малой массой. Ферми назвал ее «вейтриво» (вейтровчик) после открытия в 1932 г. нейтрона. /Че Нейтрино очень / слабо взаимодействует / с веществом и усхольза- / ет от ваблюдателя. Его / пробег в твердой сре- / де составляет ти10~е км. / Лишь в 1966г.

Райнее / / е су и Коуэву удалось / эксперимевтальво под- / / Яс твердить существова- / / вие нейтрино и оценить ге,м в сечение его взаимодей- О ОД 1.0 ствия с веществом Рис. «.з. энергетические отсеком пеае~ов (<т ш 10 сз смз). ири рееивяе сееК ~ зеОе+с + //е В шктоящее время установлено, что слабое взаимодействие осуществляется перевесом (обмевом) так вазываемых промеэсутпочнмэ боэоное — частиц большой массы, которые являются квантами слабого поля, как фотоны — квантами электромагвитвого поля.

Массы этих базовое 80 (И/к) и 91 (Я) Г»В/сз. Ови открыты в 1983 г. в СЕНЮ (Европейская оргавизация ядерных исследований, Швейцария). Исхода вз массы промежуточных бозовов можно оцепить радиус действия слабых сил. Появлевие тт (или Я) с Ми/сз (или Мясе) означает нарушение закона сохраиевия энергии ва велвчиву /зЕ ш Ми/сз ш ш Мяс и 100 ГэВ. Такие нарушения допустимы (иеввблюдаемы) в пределах временного ввтерввла (что следует из соотношения неопределенностей ЬЕЫ > Ь), При этом виртуальная частвца.не может уйти на расстояние ан, большее чем й 200 МэВ ° Фм аи =сЫ= — в в2 ° 10 зФм. Мзгсз 100 ° 10з МэВ В 1957 г.

было установлено несохраневие четности в слабых взаимодействиях. Полезное соотношение между массой переносчика взаимодействия и радиусом соответствующих сил (4.17) о л' 4. 7-Распад. Классификация фотонов. Правила отбора для электромагнитных переходов. Вероятности электромагнитных переходов в длиннололнолом приближении С точностью до незначительной энергии отдачи ядра энергия 7-перехода равна разности энергий уровней. Ядерные состояния имеют определенные значения спина (,У) и четности (Р). Поэтому у-переходы между ни- ми также имеют определенные Х(Р). Рис.

ае Изучая у-спектры, получают внформацшо о ядернъпс уровнях. Законы сохранения требуют, чтобы еу = Уз+2~ ~У Р~ Р7 или !Х; — Ю~~ < Х < А+ Уу, (4.18) или Р., = Р; ° Ру. Вт = (Лт) ь = 1 — спин фотона. рассмотрим классификацию фотонов по моменту и четности. Полный момент количества движения фотона Х„принимает целочисленные значения, начиная с единицы: Х, = 1 (днпольный), 2 (квадрупольвый), 3 (октупольный),..., со. Спин фотона равен 1, т.е. 66 Подлый момент фотона Х, раз«в векторвой сумме его спина Б» и орбитального момента у»: Х„= В»+ В» (Ь вЂ” равг входящих в волновую функцию фотова сферических фуикций Уь ). Палее опускаем индекс у у полвого момевта фотова. Лля <~пгсироваиного 7 фотона Ь = .7ж1,,7.

Виутреввяя четкость фотона отрицательва (как кванта векторвого поля). Поэтому волиая четкость фотона есть произведение его ввутреиией четности (-1) и орбитальвой четвости (-1)ь Р7 т7( 1) ( 1) (4.19) Лля фотонов с определеввым,7 имеем развые Ь и, следовательно, разные четности (опускаем индекс у у четности фотона) Ь =,7, Р = (-1) ~+' — магнитные (М7) фотоны; Ь =,7 *1, Р = (-1) — электрические (Е,7) фотоны. Названия «магнитный» и «электрический» происходят от типа систем зарядов и токов, излучающих соответствующие фотоны. Колеблющийся электрический диполь (с изменяющимся электрическим дипопьвым моментом) излучает Е1-фотовы, колеблющийся магнитный диполь — М1-фотоны и т.д.

Правила отбора по четкости имеют вид Р;Р7 = ( — 1)т для Е7-фотовов; (4.20) Р;Р7 = (-1)~+1 для МХ-фотонов. Так как 7 ) 1, переходы 0 -+ О с испускаиимя или поглощением одного фотова запрещевы. Примеры простейщих у-переходов прваедевы ва рис. 4.7. Е1 М1 Е2 М2 Вероятность поглощения (испускания) фотонов может быть рассчитана в рамках кваитовомехавической теорви возмущений.

В общем случае при переходе между двумя уровнями с У ~ 0 возможно поглощение (испускание) фотонов разного типа и мультицолъности. Оценим вероятность поглощения фотонов в случае, когда Л Л Я (длинноволновое приближение), прибегая лишь к самым простым рассуждениям. Пусть на ядро падает плоская монохроматическел электромагнитная волна, Векторный потенциал для нее может быть записан в виде А(г,с) = Аоедь' (4.21) где Ао = Аоя, я — единичный вектор поляризации, )с = р(й = = ще/с (и — единичный вектор в направлении движения волны).

При лы = Еу — Е; возможно поглощение этой волны ядром. А(г, $) можно придать смысл волновой функции фотона. Плоскел волна (4.21) не обладает определенным моментом ,7 и четностью Р. Но ее можно разложитыю состояниям с определенным Б (и четностью), т.е. по функциям Уь (д, р), набор которых является полным. разложение выполннм для зависящеи от координат части А(г, Ф), т. е. для е'"' е'ь' = ~~~ аь(йг)Уьс(В), (4.22) с=о где д — угол между 1с и г, Усе(У)не зависит от р,а аь(йг) — коэффициенты разложения (которые, как будет видно далее, зависят от йг).

Квадраты коэффнцяентов ав(Ь') определяют вероятность обнаружить в плоской волне состояния с данным Ь ОО 3 = (2', ~аь(йг)~ = 1), т.е. ~аь(йг))з указывают вес (долю) учась=о тия в плоской волне фотонов с данным Ь. Вероятностыиь поглощения фотонов с определенным 1 при прочих равных условиях пропорпиональна вероятности обнаружить их в обьеме ядра, т.е. величине ~аь(йг)~~ в области 0 < г < Я, где находится ядро (его считаем расположенным в начале координат), Можно показать, что жа') =" '4 Рг~~.1г' а ) где 1 — мнимая единипа, уь(йг) — сферическая функция Бессели первого рода порядка Б. 68 (йг) г (йг)ь (2У+ 1))Р 1 3 ' 6 ° " (2Ь+ 1) (йг) ~ ~ (2,7 — 1)п' (4.23) Далее для опевок полагаем г = В, С учетом того, что в выраженяя для вероятностей входят ~уь(ЙВ) ~з, окончательно получаем УВ~ФУ м(яе,У) ° (йВ)з~ ° гВх з(у 1) в(Еу) .

(йВ)з~~-й, ~-) (4.24) Соотношения (4.24) можво записать в виде (мд, (мх<-с (ях<-с оа' с1, „= еа'<~. Переходы с Ет < 10 МэВ отвечают условию Л 2 В. Действительно, для фотона с энергией 10 МэВ 2вйс 6.28 200 Л = — = — ' Фм = 120 Фм.

Е„10 Лаже для ядер с А ж 200, у которых В ж 1.2А~/з Фм м Т Фм, м ЛъВ. Оценим величавы рь(йг), определяюпиге поведение аь(йг), в длвввоволвовом приближевии,'т.е. при Л ~ В. Условие это эквивалентно условию йВ « 1 (й = р/й = 2я/Л). Итак, необходимо звать поведевие уь(яг) при 0 < г < В при дополвительпом условии йг « 1. Асимптотическое выражение для уь(яг) при йт -~ 0 следующее: Б9 'б. Дополнительные выводы о (з-распаде. Разрешенные и запрещенные )3-переходы. Переходы Ферми и Гамова — Теллера Пля 7-переходов мы получили, что с ростом Ь (или,7) поглощенного (излученного) фотона вероятность процесса резко падает, если Л 2ь и. Это же мы имеем и при;б-распаде.

В этом случае вместо плоских электромагнитных волн надо говорить о плоских монохроматических лептонных волнах, испускаемых ядром. Пространственную часть волновой функдии лептонного излучения в этом случае можно записать как произведение волновых функпий электрона (познтрона) и антинейтрино (нейтрино): с с. с. 1(р,с +р„с,)/Л с(з,с,+]с„с ) В системе центра инерции (СЦИ) с)))з может быть записана в виде с)ся (СЦИ) = сшс', где кд = рр/Ь вЂ” относительный волновой вектор (ря — относительньзй импульс), г те Гс относительная координата (РадиУс-вектоР), Палее ((ссз (СЦИ) = е'ьз' Разлагаем в Рзд по состояниям с различными относительными орбитальными моментами Ь (формула (4.22)).

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее