Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 125
Текст из файла (страница 125)
37. 6,4 1О-' мг. 38. 1) гН+У и+и; 2) я+и-«гН+71 3) зВе+7-«2~зНе+л; 4) гМ+и 'ззС+р; 5) ",Ве+гзН- '"зВ+л. 39. 9,6зз. 40. Пусть до ссуда ренин скорость шара массы тг равна»з, а шар мас- сы тз покоится. Посл« соударения скорости шаров равны соответственно », н»з (рис. 428). Суммарный импульс варов равен т,» (импульс второго шара равен нулю). После соудареиня лгз ~ суммарный импульс равен тз»з+тз»з. В силу закона сохранения импульса должно выполняться авенство р Плоде соударэртрг Г~ ш, »э = ш,»г -)- ш,»з.
" ! (« е ч д ' Перейдя от векторов к нх модулям, шд получим Рнс. 428, К упражнению 40 шзпо = шзэз — ш тот 644 (векторы тгтт и азиз направлены в противоположные стороны, поэтому модуль их суммы равен разности модулей векторов). С другой стороны, по закону сохранения энергии 2 е ь э яттоэ = ш1ог + тзоэ Решая эти уравнения относительно о, и и„найдем долю начальной энергии, переданную шаром тг шару тм шэпз3 4глгглэ л„оэе=(юг+ шг)' Если положить т=! (масса нейтрона в а. е, м.), а те=А — масса ядра 4А в а.
е. м., получим в правой части —, (1+ А)з' 41. После одного соударення нейтрона с протоном средняя энергия 1 нейтрона равка половине начальной: Е,э ы=п=Еч †. После п со- 2 ' ударений ~сэы~ ~э (2) 42. 20 соударений. 43. Радиоактивные атомы, образовавшиеся за много периодов полураспада до конца облучения, к моменту окончания облучения уже все распадутся. 44. Пересекая пластинку, частица теряет часть сзосй энергии на иониэацию н возбуждение атомов среды.
Ввиду этого скорость ее умекьшается и траектория сильнее искривляется магнитным полем. Следовательно, частица движется снизу вверх н заряжена положительно. 45. См. 4 225. 48. 1,7 МэВ. 7,3 МэВ. 47. 234,1165 а. е. и. 48. Изменение энергии на 1О эВ соответствует изменение массы на !О-з а. е. м. При точности нэиерения 10-' а. е.
м. изменение массы на 1О-э а. е, м. не может быть наблюдено. 49. Электроны. 50. 900 кв . 51. В замедлителе выдслиется около 8э7э всей освобождаемой энергии. 52. Отражатель возвращает в реактор часть вылетающих нейтронов, это приводит к уменьшению критической массы. 53. а) Возрастает, б) постоянна, в) убывает. 54. Так как мощность реактора постоянна, то коэффициент размножения равен 1, т.
е. из 2,5 нейтрона деления ! вызывает новое деление. 1,25 нейтрона захватываются. не вызывая делений. Остальные 0,25 нейтрона, т. е. 10эй всех нейтронов деленна, вылетают наружу. 56. За время жизни одного поколения нейтронов число делений возрастает в Ф раз, за п поколений — в ЛЯ раз. Число поколений, необходимых для возрастания числа делений в а раз, равно и= —, я=5500, !йа 1йй' 1=550 с. 58.
Пусть протон с массой т, кинетической энергией йти и импульсом )э налетает на неподвижную мишень — протон (ядро атома водорода). Рассмотрим в обшем виде реакцию образования одной или несколь. кнх частиц (обозначим их все вместе как Х) с суммарной массой тх, р+ +р-кр+р+Х. Наименьшая затрата начальной энергии (которая пазы. вается энергетическим порогом реакини) происходит тогда, когда после соударенин все частицы в конечном состоянии движутся как единое це.
лое с одннаковымн скоростямн о в направлении начального импульса и все вместе несут этот импульс (в силу закона сохранения импульса).Тогда не надо еще дополнительно затрачивать энергию на их относительный разлет. 11рименим законы сохранения энергии н импульса релятивистской механакн (199.4) н (200.3): с' ("'к)порог+тра +тра = (2тр+гпх) р = (2тр+ тх) ))с (2) где ()=а,'с, а полная энергия бомбардируюшего протона ГР' = =(ррк!паапа+треп связана с его импульсом р известным соотношенйем (см.
(200.4)) урра —— ркс'-1-т са. (3) Ич готношепня (!) найдем ( (2тр+гпх)са )Рп — !(Г к)порог+тра ) — (; трс ~ р — в' (2т„+ тх)' са 1 -1- тапсе — 2т,са (2т, -1- тх) У ! — (1' па соо пооп.ппп (2) и (3) (2т,-1- тх)' Взс ГР' —.. р '+ пап= +та 1 — йа Г)рнравиивая эти выражения, находим (2т,+ тх)' с' (1 — ()') 1 = 2т са (йтр + тх) или 1 2тр+тХ У" 1 игп 2т, Тогда из (1) следует, что (2тр+ тх)' с' (Ггк)порог = 2 2трс = 2тхс ( 1+— Р Случай (а): р+р-ар+о+па! тх=тп,=-135МэВГсп.
Тогда получаем (йг„)„юрог хпп „, —— 2т„,сз( +4— ~ = 2,072 135 МэВ ш 280 МэВ. 4т Р Случай (б). р+р- р+р+р+р; пГх=йтр — — 1877 МэВ. Тогда по- лучаем 1 '! (йгк)порог хап ярко 4трс' (1+ — ) = 6т са ш 5630 МэВ, 2) 59. 68 МэВ. 60. 0,8 МэВ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изучение физических явлений не только знакомит нас с обширным кругом фактов, но открывает закономерности, которым подчиняются эти явления, и таким образом дает возмоксность управлять явлениями.
Более того, находя законы явлений, определяющих количественные связи между различными их сторонами, мы обнаруживаем и п р ич и н н ы е связи между явлениями. Так возникают физические теории, позволяющие не только проникнуть во внутренний смысл найденных закономерностей, но и предвидеть новые, еще не наблюдавшиеся явления.
Осуществляя условия, подсказанные теорией, мы проверяем на опыте правильность этих предсказаний; если опыт обнаруживает явления, предсказываемые теорией. то это укрепляет нашу уверенность в правильности теоретических представлений; в противном случае мы вынуждены пересмотреть теорию, дополнить или изменить ее или даже искать новое объяснение ранее наблюденным явлениям и закономерностям. Этот путь непрерывного развития науки, опирающейся на эксперимент и находящейся под контролем эксперимента, и приносит нам эту власть над природой, которой мы обязаны науке.
Развитие каждого раздела физики приводит к важным техническим приложениям. Знание законов механики твердых, жидких и газообразных тел сделало возможными все достижения современной строительной техн|щи, начиная от грандиозных многоэтажных сооружений и кончая реактивными самолетами, каждая деталь устройства которых опирается на отчетливое понимание физических законов. Законы тепловых явлений положены в основу всей теплотехники, прошедшей грандиозный путь от машины Ползунова до современных двигателей внутреннего сгорания и реактивных двигателей огромной мощности.
Вся современная электротехника — это техническое нсполь- зование основных законов электродинамики и явления электромагнитной индукции. Современная радиотехника со всеми ее необозримыми применениями в радиосвязи, радиовещании, телевидении, радиоастрономии и т. д., начиная с грозоотметчика и первого радиотелеграфа А. С. Попова, опирается на дальнейшее развитие электродинамики, предсказавшей и подтвердившей существование электромагнитных волн. Наконец, возникшая лишь немногие десятки лет тому назад ядерная энергетика целиком основывается на тончайших экспериментальных исследованиях атомной физики и тех теоретических представлениях, с которыми связан научный прогресс в изучении атомного ядра.
Однако мы обязаны физической науке не только этими неоценимыми техническими применениями. Наше представление о реальном мире, т. е. наше м и р о в о з з р е н и е в очень большой мере формируется под влиянием прогресса физических знаний, и, обратно, действительный прогресс физической науки возможен лишь на основе правильного материалистического мировоззрения. Развитие научных знаний всегда сопровождалось ожесточенной борьбой философских взглядов, которая в конечном счете является борьбой материализма с идеалистическим пониманием природы. Материализм рассматривает явления внешнего мира как явления, существующие объективно независимо от познающего субъекта, и управляемые объективными законами. По воззрениям идеалистов внешний мир оказывается в той или иной мере зависящим от познающего субьекта нли управляющимся законами, познание которых в конечном счете недоступно.
Идеализм в корне противоречит мировоззрению ученого, который видит свою основную задачу в познании законов природы и создании представлений, отражающих реальный мир, позволяющих управлять явлениями. Поэтому естественно, что неприкрытый идеализм, отрицающий объективность существующего мира и зачастую провозглашающий его непознаваемость, никогда не имел и не мог иметь успеха среди естествоиспытателей, Но современный идеализм принимает гораздо более тонкие формы. Он пользуется затруднениями, нередко встречающимися на пути научного познания.
История физики знает немало примеров того, как идеалистическая философия толкала отдельных физиков к физически неверным выводам, таким, как отрицание существования молекул и атомов, предсказание так называемой 648 «тепловой смерти» Вселенной, неверное истолкование теории относительности как подтверждения условного, субьективиого характера науки и т. п. Развитие атомной и ядерной физики в наше время привело к открытию своеобразных законов, управляющих поведением элементарных частиц, входящих в состав ядра, атома и молекулы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
