第十六章原子核物理和粒子物理簡介

2022-12-28 08:45:05 字數 1760 閱讀 9201

16.1 在幾種元素的核素中,哪些核素包含有相同的(1)質子數; (2)中子數; (3) 核子數? 哪些核素有相同的核外電子數?

答:(1)質子數相同的核素有 ;;.

(2)中子數相同的核素有 ; .

(3)核子數相同的核素有

(4)有相同核外電子數的核素同於質子數相同的核素。

16.2 中子的電荷數為零,但卻具有磁矩,你認為應該做何解釋?

答:中子的電荷數為零,但卻具有磁矩,這可解釋為:電子雖然整體不帶電,但其內部有我們現在還不清楚的複雜電結構。

16.3 為什麼重核裂變和輕核聚變都會釋放能量? 假若使中等質量的核分別發生裂變和聚變,是否會釋放能量? 為什麼?

答:重核裂變和輕核聚變都會釋放能量,是因為中等質量的核的比結合能大,而輕核和重核的比結合能小。重核裂變和輕核聚變過程都使比結合能增大。

若使中等質量的核分別發生裂變和聚變是不會釋放能量的。這是因為在上述兩變化過程中都使比結合能減小。

16.4 從核素圖上可以得到哪些有關原子核穩定性的結論?

答:從核素圖上可以得到如下有關原子核穩定性的結論:1)穩定的核都分布在一條狹長的帶狀區域內,其中心線稱為穩定線;2)在穩定線的起始端(),斜率約為1,即在的原子中,穩定原子核的中子數等於質子數;3)核素愈重的穩定核,中子的比例愈大;4)在穩定線以下的核素,中子過剩,它們通過衰變向穩定線過渡,**上的核素,質子過剩,一般是通過發生衰變或產生k俘獲過渡到穩定線。

16.5 衰變常量的物理意義是什麼? 隨著母核的減少,放射性活度如何變化?衰變常量如何變化?

答:衰變常量()的物理意義是:乙個原子核在單位時間發生衰變的機率。

隨著母核的減少,放射性活度()也隨之減小,衰變常量不變。

16.6 原子核中沒有電子,具有β放射性的核卻能自發地放出電子,此現象如何解釋?

答:原子核中沒有電子,具有放射性的核都能自發的放出電子。這可解釋為,中子雖然整體不帶電,但中子的內部有一複雜的電結構,電子是中子的組成部分。

16.7 按參與相互作用的性質,可以將粒子分為哪幾類?它們各自參與哪些基本相互作用?

答:按參與相互作用的性質,可將粒子分為

1)規範玻色子(即傳播各種相互作用的媒介子,它參與電磁相互作用和弱相互作用;

2)輕子,帶電的輕子參與電磁和弱相互作用,中微子參與弱相互作用;

3)強子,屬玻色子的稱為介子,屬費粒的稱為重子,它們都參與強、電磁和弱相互作用。

16.8 試計算核物質的密度.

解:核半徑,其中核引數可通過高能核與核相互作用的散射實驗及利用高能電子散射實驗估計,一般取 ,由此可計算核物質的密度。

16.9 計算的核半徑.

解: 對於,a=4。其核半徑

對於,a=65。其核半徑

對於,a=226。其核半徑

16.10 已知質子p和中子n的質量分別為1.007277u和1.008655u,的原子質量為12.000000u, 計算核的核子平均結合能.

解:結合成核的質量虧損為

核子的平均結合能

16.11 計算在聚變反應

中所釋放出來的能量.已知氘原子的質量為2.01410u,氦原子的質量為4.00260u

解: 16.12 試根據能量守恆和動量守恆證明:在α衰變中,衰變能和α粒子的動能間的關係為

證明:衰變能即原子核衰變時所釋放出的能量。故按能量守恆得:

(1)設母核原是靜止的,利用動量守恆就可得 (2)

由(2)得代入(1)得

6.13放射α射線成為.從含有1克的一片薄膜測得每秒放射4100粒α粒子,試算出的半衰期為年.

證明:衰減常數為

而半衰期為年。

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