§3.7 Ядерная физика

1. Каков состав атомного ядра? Чем объясняется его устойчивость? Назовите основные свойства ядерных сил. Чем отличаются ядерные силы от электрических?

2. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядрах изотопов углерода: а) ; в); в).

3. Каково содержание понятий зарядового и массового чисел?

4. Какие ядра называются: изотопами; изобарами; изотонами; изомерами?

5. Найти плотность ядерного вещества. Считать, что в ядре с массовым числом А все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса.

6. Чему равен спин ядра?

7. Чем отличается магнетон Бора от ядерного магнетона?

8. Как можно оценить размер ядра?

9. Как вычисляется энергия связи ядра? Что называется дефектом масс? Рассчитайте дефект масс ядер

10. В чём заключается явление радиоактивности? Запишите закон радиоактивности.

11. Дайте определение периода полураспада, среднего времени жизни радиоактивного ядра, активности нуклида.

12. Образец содержит 1000 радиоактивных атомов с периодом полураспада Т. Сколько атомов останется через промежуток времени Т/2?

13. Сформулируйте законы сохранения зарядового и массового чисел.

14. Каковы закономерности α – распада? Запишите реакцию распада изотопа ²³⁸U, происходящего с испусканием α – частиц.

15. Какие трудности пришлось преодолеть при объяснении β– распада? Запишите уравнение превращения нейтрона в протон.

16. В какой элемент превращается после пятиα– и четырехβ– распадов?

17. Какими свойствами характеризуется γ – излучение? Дайте определение дозы ионизирующего излучения, характеризующей воздействие γ – излучения на вещество. В каких единицах она измеряется?

18. Что называется ядерными реакциями?

19. Как происходят экзотермическая и эндотермическая реакции?

20. Что такое барионный заряд?

21. Запишите реакцию превращения протона в нейтрон. Возможна ли эта реакция для свободного протона?

22. Напишите реакцию захвата нейтрона ядром бора c испусканием α – частицы.

23. Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей уран массой 0,1 кг в сутки, если КПД станции 16%.

24. При каких условиях происходят реакции: деления тяжёлых ядер; синтеза лёгких ядер? Какова природа энергии выделяющейся при этих реакциях?

25. Показать, что рождение пары электрон – позитрон одним квантом возможно только в том случае, когда в реакции участвует частица с массой покоя отличной от нуля.

26. По какому признаку элементарные частицы делятся на фотоны, лептоны и адроны?

27. Как возникла гипотеза о существовании кварков?

28. Какова современная классификация элементарных частиц?

Приложение А

Таблица А.1

Основные законы и формулы

№	Наименование физической величины или физического закона	Математическая запись
1	Энергетическая светимость
2	Излучательная способность
3	Связь между энергетической светимостью и излучательной способностью
4	Поглощательная способность
5	Отражательная способность
6	Закон Кирхгофа
7	Закон Стефана - Больцмана
8	Закон смещения Вина а) первый закон б) второй закон
9	Формула Рэлея - Джинса
10	Формула Планка	, где n = 1,2, 3…
11	Энергия фотона (кванта)
12	Формула Планка
13	Уравнение Эйнштейна (З.С.Э.)
14	Масса движущегося фотона
15	Импульс фотона

Продолжение таблицы А.1

№	Наименование физической величины или физического закона	Математическая запись
16	Световое давление
17	Изменение длины волны при эффекте Комптона
18	Длина волны де Бройля
19	Соотношения неопределенностей
20	Вероятность нахождения частицы в элементе объема dV
21	Условие нормировки вероятностей (волновой функции)
22	Общее уравнение Шредингера (временное)
23	Одномерное временное уравнение Шредингера
24	Уравнение Шредингера для стационарных состояний
25	Волновая функция, описывающая состояние частицы в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками»	(n=1,2,3…)
26	Собственные значения энергии частицы в «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками»	(n=1,2,3…)
27	Коэффициент прозрачности прямоугольного потенциального барьера конечной ширины
28	Потенциальная энергия гармонического осциллятора

Продолжение таблицы А.1

№	Наименование физической величины или физического закона	Математическая запись
29	Уравнение Шредингера для линейного гармонического осциллятора
30	Энергия квантового осциллятора	(n=0,1,2…)
31	Формула Бальмера - Ридберга
32	Постоянная Ридберга
33	Энергия электрона в водородоподобном атоме	(n =1,2,3…)
34	Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний)	_
35	Второй постулат Бора (правило квантования орбит)	(k=1,2,3…)
36	Третий постулат Бора (правило частот)
37	Уравнение Шредингера для электрона в атоме водорода
38	Закон Мозли
39	Распределение Бозе - Эйнштейна
40	Распределение Ферми - Дирака
41	Уровень Ферми в собственном полупроводнике
42	Дефект массы ядра
43	Энергия связи нуклонов в ядре
44	Удельная энергия связи
45	Магнетон Бора