Иродов. Ядерная физика (задачник) 1984

ИРОДОВ Н. Е. И8~ Сбор11иЙ; 33д3ч по ЙтОмной и ЯдерБОЙ фн3й~ф. У1Еб. ПОСОбНЕ ДЛЯ 6У306 — 7-6 ИЗД., ПЕРЕР36, 11 доп. — М.: Энергоатомнздат, 1984. — 216 с., нл. 8 пер. 8Н ж. 11 ФЮ зкз. СОДОЙЖНТ ЗЗДЗЧИ ИО И1НЙОКОМУ НИУГ,',Г УОИНОООЗ ЗТОМНОЙ И ЯДЗРНОЙ фИЗНИН1 ИВЗНТОВОЙ ИРЯИОЕЗ ЭЛЗНТООМЗГННТНОГО ИЗЛУЧФННЯ. ИОТНОВММ СВОЙСТВЗМ ЧЗСТИД, НВЗНТОВОЙ МСХЗНЯКЗ„ЗТОМНММ ЗНЗНТВЗМ, ЗИЗИТРОйНММ ОбОТОЧИЗМ ИТОНОВ. МОИЧИУЗ. ИДНОТЗИИОВ, фйЗИИЗ ИЛРЗ. НЗЙТДОИНОЙ фйЗИНЗ.

ТЗВМОИДФРИММ ЙИВЗНЦИЯМ, ЗЛОМФНТЗРИММ ЧЗЗТИИЗМ, ИВНЖЗНИ1О ЗЗРЯЖФИ~МХ ЧЗСТНЦ ВО ВНФИ1НИИ ИОНИН й ДД. И ЭТОМ НЗДЗНИИ ЗЗМЗИЗНМ НЗНОТОИМЗ ЗЗДЗЧН Н ВНЛ1ОЧЗИМ НОВМ1". Уй~."ИИЧЗНО ЧИННО ОТВЗТОВ В ОЙИ~НМ ВНИЗ. ПЛЗЗТОЗ НЗИЗИНЗ ЗМИ1НО И 1ЙТЙ Т. ДЛЯ СТУДЗНТОВ. ПЗУЧЗ1ОЩИХ КЯЖ ЗТОМНОЙ й НИЗОВОЙ фИЗНАН. 1764676666-334 ЬБК 22.38 6(5Ц6$-84 536.4 Предисловие к сеДьмОму нздзиик) Об обОзйзчейиях 1. Квайтовая природа злектромзГнитноГО Излучения 'ГЕНЛОВОЕ НЗЛ~ ЧЕННЕ .

. . . . . . . . . . . . . . . ° Корпускулярные сВОнстаз злектрОмзГннтнОГО излучения 2. Модель атома Резерфзрда — Вора . Рассеяние чзстнц, Формула Резерфорда БодОродОНОЛОбные системы 3. Волновьье свойства частиц... Волны де Бройля. СоотноГненне неоаределениостей, Урззненне Шредингера. Прохождение частицы через барьер . 4. Основы квзнтОВОй механики.......... * Кззнтовомехзннческне ОйерзтОры Средине значения к Вероятйостк. «йзмененне Во Времени, сОстояния н механических Величин. Центрально-симметричное ноле.

Атйм Водорода 5. Снектрм. Злектронная Оболочка ЗТОМОВ СостОянне злектронОВ В атоме Интенснвйость н п$нрннз спектрзльйых лйний.... - °, * * Хзрзктернстнческне рентГенбвскне спектры .. * 6. Атом В мзГнитном НОле МВГннтные сВОЙстзз атома. Эффект Зеемзнз .. * ДНЗ- и ПЗРЗМЗГНЕТНЗМ, 7, Дзухатомнме молекулм Брз1цзтельные и колебзтюльные состОЯИНЯ . ° ..

* МО««екулярные спектры. Комбннзционйое рассеяние . * 8. црнсталлм Структура кристаллов Дифрзкцня рентГенозскоГО излучения ЗнерГня сзязн и тенлоемкость крнстзллОВ, 9. МетзллъФ и иолуирОВОДиикн Сзободные злектроны В металлах и нолуироаодннкзх Сзойстаз металлов и нолунроводннков 1О. Основнме характеристики ядер . .

. ° . * Радиус« масса н знерГИЯ Связи ЯДер «.ПИК Н МЗГНИТНЫй МОМЕНТ ЯДРЗ 11. Радиоактивность . ЗЗКОНЫ РЗДИОЗКТНВНОГО РЗСПЗДЗ ,х- н ~-РЗСНЯДЫ . .. . ° - ° - ° * '«~«"Излучение: ВнутреннЯЯ НОнверсня, зффект Мессбзузрз Статистика реГистрзцни ядернОГО излучения. Счетчики 12. Взаимодействие нзлучепия с веществом . ПРОХОждение ззрЯженных частиц через Вещество .. * ПрохОждение Г" нзлученик через Вещество . ° .. °,, * Лознметрня излучений 13.

Ядериые реакции... Бзконы сОхрзнення В ядерных реакциях Ъ РОВИК ядер. Сечения н ВыхОди ядерных реакпкй 34. Нейтроинав физика Нейтронная спектроскопня Взаимодействие неитрОИОВ с ядрзмн Прохождение неитрОНОВ череВ ВещестВО Ззмедление и диффузия нейтрОНОВ . $6. Физические ОсиОВЙФ ядериой энерГетнки ... . . * ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР. ЦЕПНЗЯ РЕЗКЦНЯ ° 1 ермоядерные резкцкн ° ° ° ° * * - ° ° ° ° * ° * ФНЗНКЗ НЛЗЗМЫ .. *... ° . - * 16. Элементзриые чзстикы °......... ° ° ° ° ° ° ° ° * ВззнмодейстВне релятнВнстскнх частиц РЗСНЗД ЧЗСТНЦ......

° * ..... * СВОНСТВЗ ЗЛЕМЕНТЗРНЫХ ЧЗСТНЦ . °..., ° ° ° ° . ° * * ° * $7. Дкиаеиие заряжениь»х частиц Во Внещиих аолях .. ЗзкОиы дВкжения. Анзлиззторы...... ~ . ° .. * УСКОРИТЕЛЯ ЗЗРЯ2КЕННЫХ ЧЗСТНЦ... ° ° - * ° » - ° ° - ° Отиеты и ре»Некии ПрилохГеини..... 1 ° ОбОзнзченнЯ еднннц фнзических Величин 2. Крзй К- н Х.-полос пОГлОщеник рентГНЯОВскОГО нзлученни * 3.

Некоторые сВОйстВз метзллОВ .. .. . . . . . . . . . . * 4. Плотность некоторых ВещестВ.... 5 КОНСТЗНТЫ ДВУХЗТОМНЫХ МОЛЕКУЛ ° * . ° ° ° ° * 6. Рзднозктнкное семейстВО урзнз 7. 13блкцз сВОЙстВ куклндОВ 8. Нейтронные сеченнк... * .. * °... * ° 9. Постоянные делящихся нуклндоВ.... 10. 1рзфнк пробеà — знергня а-чзстнц В Воздухе .. Коъффикненты Ослзбленнй н ЙОГлощеннЯ Длк 7-нзлученнЯ 12, 1-еченнк Вззнмодейсткнк 7-ккзнтОВ В сВннце 13 1 рафик ззВнскмостн (ОО1 от температуры ~лйзмы 14 Зндчения некоторых Онределенных кнтехрзлОВ 15* ЕдкккцЫ рздНОЗКтнВНОСТН Н ДОЗЫ 16- » Ооткоц»ейнк межДу некоторымн еДЯИЯЦзмн.

17. Оснокные фнзнческне постокнные.... ° ° °,... * 18. ТЗблнцз тркГОнометркческнх функцнн ° ° ° ° ° ° * * * 19. 2'збйнцз покзззтельньГК функцнй ° * ° ° - ° ° . *, * ° 101 103 106 107 110 112 11Ь 117 119 121 124 124 129 133 202 202 202 203 203 204 204 205 207 207 208 209 209 210 210 211 211 212 214 Данный сборник зад~ч предназначен в Основном для ~туд~н~ов, изуча~ощих Общий курс ВТОМИОЙ н ЯдерноЙ физики. ВмеСТе с тем достаточно большое числО заДач, выходящих за рамки ОбщеГО курса, пОЭВО- ляет использОВать еГО и при изучении некОторых спецкурсОВ. Сборник содержит свыше 1ООО задач с ДОН~ЧЬИ~ подробнымн указаниями для решения наиболее трудных из них.

Для ОблеГчения ра" боты в начале каждого раздела помещен краткий обзор основных поннтий и соотношений„необходимь$х для репгениЯ задач даннОГО раздела. В ~~~Ц~ Сборни~~ даны ~~~дка О~И~ВИ~Х физических КОИСтант, ряд справочных таблиц и ГрафикоВ. Все формулы по-прежнему даны Б гауссовой системе. ИСХоднЫе данные н числовые ответы приведены с ~ четом ТОЧИОСТН соответству~ощих Величин н правил действий над приблнженнымн чнсламн. В ~а~тоящем издании сборник неСИОЛЬко переработан н дополнен: заменены некоторые ~~Д~Ч~ иа более интересные Б физическом н методическом ОтнОшении, Включен ряд нОБых задач (В сВязи с этим изменена нумерация задач Б нескольких разделах), увеличенО числО ответов в оуквенном виде, модернизирована таблиЦа Элементарных частнЦ н Др.

Бе~~~а признателен всем товарищам, которые сообщилн свои заме чани и и тем самым спОсОбстВОВали улучшению сборника, Векторы ОООзначены жирным прямым шрифтом ~например, В) *, та же букВБ сВетлым шрифтом (У, В) Означает модуль соответствую- щеГО Вектора. Средние значеииЯ Велнчнн Отмечены скобками ( ), например / ~ / .х„ Герминами Л- и Ц-системы обозначены лабораторная система Отсчета и система центра инерции сООтВетстВенно. Все Величины В Ц- системе помечены сВерху значкОМ вЂ” (тильда), например р, Е.

Энергия: 7 — кинетическая, 0 — потенциальная, Š— пОлная. ~р — — произведенне индукции магнитного поля на радиус кривизны траектории частицы. Волновые числа: спектроскопическое ъ" — — ГХ, принятое В теОрии л = -= 2п::Х,, Где Х вЂ” длнна БОлны. Все операторы «кроме координат и функций, зависящих только От координат) отмечены сверху значком —, например А. Рж. а) наиболее веРоЯтнаЯ Длина Волны Х м 1/7'; максимальная спектральная плотнос~ь знергнн мь„„, ~...

Т". 1,3, НачальнаЯ температура 'теплОВОГО нзлучениЯ 7 = 2000 На сколько кельвинОВ изменилась зта температура, если наиболее ве- роятнаЯ длина Волны В еГО спектре уВеличилась на ЛХ =- 0,25 мкм? 1,4. Найти наибОлее ВерОЯтную Длину ВОлны В спекГре теплОВОГО излучения с знергетической светимОстью М =" 5,7 Втг'см~. 1.5. Солнечный спектр достаточно близок к спектру абсолют- но черноГО тела с наиболее ВероятноЙ длиной Волны Р.,„=. 0,48 мкм. Нацгц М~ЩНО~~Ь теплового излучения Солнца, Оценить Время, за.

Ко- торое еГО масса уменыпится на 1".о (за счет теплОВОГО излучениЯ). масса Солнца 2,0.1У' кг, его радиус Я =- 7,0 10' м. 1,6, Имеются Две пОлости 1 и 2 с малыми Отверстиями ОдинаковоГО радцуса г - 5,0 мм и абсОлютнО Отражающими наружными поверхнОс- тямц, ПолОсти отверстиями обращены друГ к другу, причем расстОЯ- цне между зтими отверстиями 1 = 100 мм.

В полости 1 поддерживают температур~ т, — — 1250 Е. Найти установивпгуюся температуру В пО- лостц 2. Иметь в виду, что абсолютно черное тело является косинус- ным излучателем. 1„7„Зная, чтО Давление теплОВОГО излучениЯ Р = и 3, ГДе и— плотность знерГии излучеиня, найти: а) давление теплОВОГО излучения ВО Внутренних Областях ( Олнца, где температура 7 ж 1,6.10' К; б) температуру пОлностью ионизированнОЙ ВОдороднОЙ плазмы плОт- ностью р = 0,10 г;:см', при которой давление излучения равно кинети- ческому давлению частиц плазмы (при Высоких температурах вещестВВ подчиняются уравнению состОяння для идеальиых ГазОВ).

1,8. Медный |парик радиусом Г = 10,0 мм с абсолютно черной по- Верхностью пОместилн в откачанный сосуд, температура стенок кото- рйГО поддерживается близкой к абсолютнОму нулю. НачальнаЯ тем- пература п~арика 7, = ЗОО 1~. Через сколько времени его температу- ра уменыпнтся В и =- 1,50 раза. Удельная теплоемкость меди с =- 0,38 Д~кl(г. К).

1.9. Вин предложил следующую фОрмулу длЯ распределения знер- Гиц В СПЕКТРЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ: й„д =- А0Ре-""~Г. Где й = 7,64-10-'~ К с. НВЙТН с ПОМОЩЬЮ з*ой формулы при 7 =-- 2000 К: а) наибОлее вероятную частОту излучения*, 6) среднюю частоту нзлученнЯ, 1. 10, Воспользовиипнсь услоВием предыдуЩей заДачн, найти: а) наиболее Вероятную длину ВОлны нзлучени Я; б) среднюю длину ВОлны излучення.

1.11. Определить Ч~сло собственных поперечных колебаН~Й стру- ны длцнОЙ 1 В интервале частот (и, ж —; ЙО), если скорость распростра- нения ~~~~ба~~Й равна о. Предполагается, что колебания происходят В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ. 1.12. Найти число собственных поперечнь~х колебаний прямо- угольной мембраны плОщадью 5 В интервале частот (6~, и -~- ЙВ), если скорость распространеннЯ кОлебаннЙ раВна о. 7 1.13. Показать, что В полостй, ймекяцей форму прямоуГольйоГО параллелепипеда Объемом 1~ с збсОлютнО Отрзжзющймй стенками, числО собственньпх колебаний элект~омзГйитнОГО ЙОлй В интерВзле чистОт (ы, з~ + дз~) рзвйо ЙЖ~ =-- (1~~я'с ) ь~'дз», 1.14.