Н.Г. Гончарова, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Э.И. Кэбин, М.Е. Степанов - Физика ядра и частиц. Задачи с решениями
Описание файла
PDF-файл из архива "Н.Г. Гончарова, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Э.И. Кэбин, М.Е. Степанов - Физика ядра и частиц. Задачи с решениями", 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 PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Н.Г.Гончарова, Б.С.Ишханов, И.М.Капитонов,Э.И.Кэбин, М.Е.СтепановФИЗИКА ЯДРА И ЧАСТИЦЗадачи с решениямиГончарова Н.Г., Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Кэбин Э.И., Степанов М.Е. Физика ядра ичастиц. Задачи с решениямиМосква, Из-во УНЦДО, 2003 г. - 114 стр.Решебник. 166 задач .Учебное пособие является частью заключительного раздела курса общей физики,посвященного физике атомного ядра и частиц, и соответствует программе физическихфакультетов университетов. Учебное пособие содержит около 200 задач с подробнымирешениями. Оно разбито на разделы, которые посвящены свойствам атомных ядер,ядерным моделям, радиоактивности, ядерным реакциям, свойствам частиц ивзаимодействий, нуклеосинтезу, взаимодействию частиц с веществом.
Для решениябольшинства задач достаточно начальных сведений из квантовой механики.Предназначено для студентов, аспирантов, изучающих физику ядра и частиц, а также дляпреподавателей, ведущих занятия по данному курсу.Содержание:ФИЗИКА ЯДРА И ЧАСТИЦ ................................................................................................................................ 1ЗАДАЧИ С РЕШЕНИЯМИ ........................................................................................................................................... 1ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................................................
3ЗАДАЧИ 1-6 ............................................................................................................................................................... 3РЕШЕНИЯ .................................................................................................................................................................. 3СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР ............................................................................................................................. 7ЗАДАЧИ 1 - 14 ...........................................................................................................................................................
7РЕШЕНИЕ .................................................................................................................................................................. 8МОДЕЛИ ЯДЕР ....................................................................................................................................................... 16ЗАДАЧИ 1 - 9 ........................................................................................................................................................... 16РЕШЕНИЕ ................................................................................................................................................................
17РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД............................................................................................................................. 23ЗАДАЧИ 1 - 20 ......................................................................................................................................................... 23РЕШЕНИЕ: ............................................................................................................................................................... 25ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ...........................................................................................................................................
38ЗАДАЧИ 1 - 55 ......................................................................................................................................................... 38РЕШЕНИЕ ................................................................................................................................................................ 42СВОЙСТВА ЧАСТИЦ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ..............................................................................................
71ЗАДАЧИ 1 - 52 ......................................................................................................................................................... 71РЕШЕНИЕ: ............................................................................................................................................................... 75НУКЛЕОСИНТЕЗ ................................................................................................................................................. 106ЗАДАЧИ 1 - 5 ......................................................................................................................................................... 106РЕШЕНИЯ ..............................................................................................................................................................
106ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ С ВЕЩЕСТВОМ ........................................................................................ 109ЗАДАЧИ 1 - 3 ......................................................................................................................................................... 109РЕШЕНИЕ .............................................................................................................................................................. 109ИСТОЧНИКИ ГАММА - ИЗЛУЧЕНИЯ .......................................................................................................... 112ЗАДАЧИ 1 - 2 .........................................................................................................................................................
112РЕШЕНИЯ .............................................................................................................................................................. 1122ВведениеЗадачи 1-61. Чему равна скорость частицы v, кинетическая энергия T которой равна ее энергиипокоя mc2?2. На каком расстоянии интенсивность пучка мюонов с кинетической энергией T = 0.5 ГэВ,движущихся в вакууме, уменьшается до половины первоначального значения?3.
Ядро 10B из возбужденного состояния с энергией 0.72 МэВ распадается путемиспускания-квантов с периодом полураспада T1/2 = 6.7·10-10 с. Оценитьнеопределенность в энергии E испущенного -кванта.4. Рассчитать длины волнпротона и электрона с кинетической энергией T = 10 МэВ.5. Протон, электрон и фотон имеют одинаковую длину волныим необходимо для пролета расстояния L = 10 м?6. Длина волны фотона= 10- 9 см. Какое время t= 3·10-11см.
Вычислить импульс p фотона.Решения1. Чему равна скорость частицы v, кинетическая энергия T которой равна ее энергиипокоя mc2?Полная энергия релятивистской частицы.2В случае T = mc , получаем,откуда v =c0.87 c.2. На каком расстоянии интенсивность пучка мюонов с кинетической энергией T = 0.5 ГэВ,движущихся в вакууме, уменьшается до половины первоначального значения?Уменьшение интенсивности пучка мюонов происходит в результате распада мюоновЧисло мюонов N(t), не распавшихся к моменту времени t, определяется соотношением3N(t) = N(0) exp(-t/ ),2.1где - среднее время жизни мюона, N(0) - число мюонов в начальный момент времени.Среднее время жизни покоящихся мюонов равно 2.2·10- 6 с.
В данном случаеN(t) = N(0)/2 = N(0) exp(-t/ ),2.2то есть exp(- t/ ) = 1/2, или же t = ln2. Релятивистское замедление течения времениопределяется соотношением2.3где t0 - время в системе, связанной с движущимся телом. В нашем случае получаем2.4Связь между кинетической энергией T и импульсом p частицы2.5Релятивистский импульс частицы2.6где m - масса покоя частицы, v - ее скорость. Из (2.5) и (2.6) получим2.7Энергия покоя mc2 мюона 106 МэВ. Пробег мюонаl=vt2.8Подставляя в (2.8) (2.4) и (2.7), получим3. Ядро 10B из возбужденного состояния с энергией 0.72 МэВ распадается путемиспускания-квантов с периодом полураспада T1/2 = 6.7·10-10 с. Оценитьнеопределенность в энергии E испущенного -кванта.4Из соотношения неопределенностей Гейзенберга получимгде -среднее время жизни возбужденного состояния.4.
Рассчитать длины волнпротона и электрона с кинетической энергией T = 10 МэВ.Протон нерелятивистский (Tp << mpc2).В этом случае,учитывая, что c = 197 МэВ·Фм , имеемЭлектрон релятивистский (Te >> mec2).В этом случае5. Протон, электрон и фотон имеют одинаковую длину волныим необходимо для пролета расстояния L = 10 м?= 10- 9 см. Какое время tДля протона и электрона:т.е.откуда получаем, чтоВремя пролета.5Протон:Электрон:Фотон:6. Длина волны фотона= 3·10-11см.Вычислить импульс p фотона.6Свойства атомных ядерЗадачи 1 - 141. Альфа-частицы с кинетической энергией T = 6.5 МэВ испытывают резерфордовскоерассеяние на ядре золота 197Au. Определить: 1) параметр столкновения b для альфа-частиц,наблюдаемых под углом = 900; 2) минимальное расстояние rmin сближения альфа-частицс ядром; 3) кинетическую (T') и 4) потенциальную (E') энергии альфа-частиц в этой точке.2.
