СР_ядерная физика
.pdf10
17.Які непарно-непарні ядра є стабільними?
18.Які ядра називають магічними (двічі магічними)?
19.Які частинки називають ферміонами? Які їх характеристики?
20.Які частинки називають бозонами? Які їх характеристики?
21.Назвіть класи моделей та моделі ядра.
22.Дайте означення краплинної моделі ядра. Назвіть передумови її ство-
рення. Для яких ядер вона застосовна? Що вона дозволила пояснити? У чому її
недоліки?
23.Дайте означення моделі фермі-газу ядра.
24.Дайте означення оболонкової моделі ядра. Назвіть передумови її створення. Що вона дозволила пояснити? У чому її недоліки?
25.Дайте означення узагальненої моделі ядра.
26.Дайте означення оптичної моделі ядра.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 97-108.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 203-207, 260-261, 273-275.
3.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 190-194, 197-198, 220.
4.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 23-34, 264-265.
5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 24-28, 40-43, 51-53, 124-126, 129-137, 148-164.
11
6.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 24-25, 36-41, 58-66.
7.Савельев И.В. Курс общей физики: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Нау-
ка, 1982. – Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Фи-
зика атомного ядра и элементарных частиц. – С. 233-237.
8. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 9-11, 1829, 50-51, 118-133.
9. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –
М.: Мир, 1979. – С. 100-102, 463-465, 496-505, 509-538, 541-571.
10. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 32-33; 36-44, 70-73; 79-112.
Тема 3
Формула Вейцзеккера
1.Назвіть передумови створення формули Вейцзеккера?
2.Запишіть формулу Вейцзеккера.
3.Поясніть фізичний смисл доданків, що відповідають за об'ємну, повер-
хневу, кулонівську енергії, енергії симетрії та спарювання.
4.Виведіть формулу для кулонівського коефіцієнта.
5.Виведіть формулу для коефіцієнта симетрії.
6.Проведіть оцінку радіуса ядра за допомогою формули Вейцзеккера.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 108-119.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 273-274.
12 3. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 28-31, 273-274.
4. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 60-61, 126-129, 133.
5.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 41-45.
6.Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 20-24, 30-
31.
7. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 42-43, 85-88.
Тема 4
Види взаємодії. Переносники ядерної взаємодії. Властивості ядерних сил
1.Назвіть види взаємодії. За яких умов вони проявляються? Порівняйте їхню інтенсивність.
2.Чому мюон не є переносником ядерної взаємодії?
3.Яка частинка є переносником сильної взаємодії? Чому дорівнює її маса
та спін?
4.Назвіть види -мезона. Укажіть характеристики кожного виду.
5.Назвіть властивості ядерних сил.
6. Поясніть, що означає – ядерні сили є: а) короткодіючими;
б) інтенсивними; в) зарядовонезалежними; г) залежними від взаємної орієнтації
спінів; д) нецентральними; е) такими, |
що мають |
властивість насичення; |
ж) силами притягання; и) силами непарної взаємодії? |
|
|
7. Які досліди підтверджують: |
а) зарядову |
симетрію ядерних сил; |
б) ізотопічну інваріантність ядерних сил? |
|
|
8.Оцініть порядок радіуса дії ядерних сил.
9.Порівняйте інтенсивність електромагнітних і ядерних сил.
13
10.Порівняйте інтенсивність кулонівських і гравітаційних сил.
11.Поясніть поведінку потенціалу Юкава в залежності від відстані до центра ядра.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 50-73.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 261-265.
3.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 194-197.
4.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 64-72, 287-289, 299-303.
5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 19-20, 43-51, 54-62, 114-117.
6.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 8-9, 30-31, 38-39, 66-83, 226-228.
7.Савельев И.В. Курс общей физики: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Нау-
ка, 1982. – Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Фи-
зика атомного ядра и элементарных частиц. – С. 237-242.
8. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 9-18, 2023.
9. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –
М.: Мир, 1979. – С. 301-303, 419-448.
10. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 41-47, 56-57, 168-170, 188-202.
14
Тема 5
Структура нуклона
1.Як побудований нейтрон?
2.Як побудований протон?
3.Доведіть, що магнітний момент протона більше ядерного магнетона.
4.Доведіть, що магнітний момент нейтрона негативний.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 24-29.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 187-191, 253-254, 257.
3. Готтфрид К. Концепции физики элементарных частиц / К. Готтфрид, В.
Вайскопф. – М.: Мир, 1988. – С. 84-91.
4. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 21-22, 74-77.
5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 14-16.
6.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 25-27, 29-30, 71-74, 83-85.
7.Савельев И.В. Курс общей физики: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Нау-
ка, 1982. – Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Фи-
зика атомного ядра и элементарных частиц. – С. 115-116, 230-231.
8. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 9.
15 9. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –
М.: Мир, 1979. – С. 102-106, 169-177, 182-202.
10. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 54, 176-188, 191-192, 529-535.
Тема 6
Дейтрон
1.Що називають дейтерієм? Властивості важкої води.
2.Що називають дейтроном? Чому в дейтрона відсутні збуджені стани?
3.Чому протон і нейтрон не можуть знаходитися у спокої усередині яд-
ра дейтрона? Чому дорівнює їхня кінетична енергія?
4. Виведіть формулу й оцініть, яку мінімальну енергію повинна мати си-
стема (pn), щоб знаходитись в стаціонарному стані?
5. Магнітний момент дейтрона.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 82-97.
2. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 64-73.
3.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 30-31, 85-88.
4.Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 35, 170-176.
Тема 7
Оболонкова модель ядра
1. Назвіть експериментальні факти, що стали передумовою створення оболонкової моделі ядра.
16
2.Які числа називають магічними?
3.Які ядра називають магічними (двічі магічними)?
4.Дайте означення оболонкової моделі ядра.
5.“За” і “проти” можливості побудови оболонкової моделі ядра.
6.За якої умови довжина вільного пробігу нуклонів у ядрі набагато пере-
вищує розмір ядра?
7. Чому при побудові оболонкової моделі ядра можна не враховувати вза-
ємодію між нуклонами? У якому стані повинно знаходитися ядро?
8.Яким повинен бути потенціал оболонкової моделі ядра?
9.Що називають оболонкою? Запишіть експериментальні ряди магічних чисел для протонів і нейтронів.
10.За якої умови ядра є магічними?
11.Чим відрізняються потенціали оболонкової моделі ядра для легких і важких ядер?
12.Запишіть вираз для потенціалу оболонкової моделі ядра, що враховує спін-орбітальну взаємодію.
13.Запишіть вираз для енергії частинки оболонкової моделі ядра.
14.Запишіть ряд магічних чисел для осциляторного потенціалу. Якими числами описують кожний рівень? За яким правилом заповнюються оболонки?
15.Що дозволила пояснити оболонкова модель ядра?
16.Назвіть переваги та недоліки оболонкової моделі ядра.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 136-154.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 274-275.
17
3.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 198.
4.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 93-105.
5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 45-51, 137-152.
6.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 61-64.
7.Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 24, 122133.
8. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –
М.: Мир, 1979. – С. 509-538, 650-652.
9. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 32-33; 90-105.
Тема 8
Мас-спектрометри. Прискорювачі
1.Мас-спектрометр Астона.
2.Мас-спектрометр Демпстера.
3.Електростатичний генератор Ван-де-Граафа. Перезарядний прискорю-
вач. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги. Недоліки.
4. Лінійний прискорювач Відерое. Принцип дії. Для чого застосовується.
Переваги. Недоліки.
5. Прискорювач Альвареса. Принцип дії. Для чого застосовується. Пере-
ваги. Недоліки.
6. Прискорювачі з хвилею, що біжить. Принцип дії. Для чого застосову-
ється. Переваги. Недоліки.
7. Циклотрон. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги. Недоліки.
18 8. Фазотрон (синхроциклотрон). Принцип дії. Для чого застосовується.
Переваги. Недоліки.
9.Мікротрон. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги. Недоліки.
10.Бетатрон. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги. Недоліки.
11.Синхротрон. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги. Недолі-
ки.
12. Синхрофазотрон. Принцип дії. Для чого застосовується. Переваги.
Недоліки.
Список рекомендованої літератури
1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-
ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 271-283, 399-406.
2. Бушок Г.Ф. Курс фізики: в 3 кн. / Г.Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Вища шк., 2003. – Кн. 3. Оптика. Фізика атома та атомного ядра: навчальний посіб-
ник. – С. 245-250, 255-257.
3. Вайнберг С. Открытие субатомних частиц / С. Вайнберг. – М.: Мир,
1986. – С. 111-124.
4. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /
И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 113-114, 289-291.
5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: учебник / К.Н. Му-
хин. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – Т.1. Физика атомного ядра. – С. 18, 28-32.
6.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 10, 40-41.
7.Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: учебное пособие для вузов: в
2-х ч. / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1989. – Ч. 2. Ядерная физика. – С. 159-182.
8. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –
М.: Мир, 1979. – С. 26-49, 107-113.
19 9. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,
Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 39-40.
Тема 9
Радіоактивність. Закони радіоактивного розпаду
1.Що називають радіоактивним розпадом (радіоактивністю)?
2.Дайте означення радіоактивних та стабільних ядер.
3.Що таке природна та штучна радіоактивність?
4.Назвіть види радіоактивного розпаду. Дайте їх означення.
5.Запишіть правила зміщення для -, -розпадів, спонтанного поділу та протонної радіоактивності.
6.Запишіть умову енергетичної можливості радіоактивного розпаду.
7.Назвіть найважливіші статичні (динамічні) характеристики стабільних і радіоактивних ядер.
8.Назвіть характеристики радіоактивного розпаду.
9.Що називають періодом (часом) напіврозпаду?
10.Що називають сталою радіоактивного розпаду? Її фізичний смисл?
11.Що таке активність? Одиниці виміру активності.
12.Назвіть радіоактивні ряди (сімейства). Яким елементом вони закінчу-
ються?
13.Виведіть основний закон радіоактивного розпаду.
14.Виведіть формулу, що зв'язує період напіврозпаду та сталу радіоакти-
вного розпаду.
15. Виведіть формулу для середнього часу життя радіоактивного ядра,
якщо можливий радіоактивний розпад одного виду.
16. Виведіть формулу для середнього часу життя радіоактивного ядра,
якщо можливий радіоактивний розпад двох видів.
17.У чому фізичний смисл середнього часу життя радіоактивного ядра.
18.Яким чином експериментально визначається період напіврозпаду дов-
гоживучих радіоактивних ядер?