Категории:

Рабочая программа Физика атомного ядра и частиц Кафедра общей физики

Поиск по сайту:


Скачать 205.93 Kb.
Дата20.03.2012
Размер205.93 Kb.
ТипРабочая программа
Содержание
Объяснительная записка
11.Космические лучи.
III. Тематическое планирование
5.7. Необходимый минимум для получения положительной оценки
Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели ядер
Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование
Ядерные реакции
Деление атомных ядер
Синтез атомных ядер
Элементарные частицы и их взаимодействия
Подобный материал:


ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


У Т В Е Р Ж Д А Ю


Декан физического факультета

_____________проф.Сметанин Е.В

«_____»_________________2003 г.


Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А



Физика атомного ядра и частиц


Кафедра общей физики

Специальность 010400 – ФИЗИКА, направление 510400-ФИЗИКА

Факультет физический

Курс 3 Семестр 6


Кафедра общей физики

Общая трудоемкость дисциплины 225 час.


В том числе:

Лекции 40

Практические занятия 32

Лабораторные занятия 54

Самостоятельная работа 99


Рабочая программа принята на заседании кафедры

«____»__________ ___ 2003 г.


Заведующий кафедрой___________________________доц. Минеев Л.И.



  1. ^ Объяснительная записка

Курс“Физика ядра и элементарных частиц” - завершающий раздел курса общей физики - является одним из основных в общей системе современной подготовки физиков – профессионалов. Его главной задачей является создание фундаментальной базы знаний, на основе которой в дальнейшем можно развивать более углубленное и детализированное изучение всех разделов физики в рамках цикла курсов по теоретической физике и специализированных курсов.

Необходимо сформировать у студентов единую, стройную, логически непротиворечивую физическую картину окружающего нас мира природы. Создание такой картины происходит поэтапно, путем обобщения экспериментальных данных и на их основе производится построение моделей наблюдаемых явлений, со строгим обоснованием приближений и рамок, в которых эти модели действуют. Необходимо научить студентов основам постановки и проведения физического эксперимента с последующим анализом и оценкой полученных результатов.

Основной формой изложения материала курса являются лекции. Как правило, на лекции выносится основной программный материал курса. Часть материала выносятся для самостоятельного изучения студентами с непременным, сообщением им литературных источников и методических разработок, изучается в общем физическом практикуме. Важнейшей составной частью изучения курса является использование реальных и компьютерных физических экспериментов, учебных диафильмов, модельных компьютерных программ.

Наиболее важные разделы программы курса выносятся на семинарские занятия. На семинарах рассматривают фрагменты теории, требующие сложных математических выкладок, различные методы решения задач и наиболее типичные задачи. Следует отметить, что часть предлагаемых задач носит оценочный характер. Здесь важно доводить их решение до числа, что необходимо для формирования представлений о масштабах величин в области физики ядра и элементарных частиц.

Для закрепления материала, рассматриваемого на семинарах, студенты получают домашние задания в виде ряда задач из соответствующих задачников.

Неотъемлемой частью курса Курс“Физика ядра и элементарных частиц” является общий физический практикум.

Для получения студентами положительной оценки, необходимо четкое усвоение ими основных теоретических понятий и фактов, а также умение решать соответствующие физические задачи (см. разделы 5.6 и 5.7).

Рабочая программа составлена на основе государственного стандарта по физике с использованием материалов УМС по физике УМО университетов России.

  1. Содержание учебного материала




    1. Разделы курса




  1. Введение.

  2. Cвойства атомных ядер.

  3. Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели ядер.

  4. Радиоактивность

  5. Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование.

  6. Ядерные реакции

  7. Деление атомных ядер

  8. Синтез атомных ядер.

  9. Элементарные частицы и их взаимодействия

  10. Эксперименты в физике высоких энергий.

  11. Космические лучи.




    1. Краткое содержание разделов (по темам)




  1. Введение. Основные этапы развития физики атомного ядра и элементарных частиц.




  1. Cвойства атомных ядер. Размеры ядер. Нуклоны. Ядро, как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Заряд ядра. Массовое число и масса ядра. Изотопы, изотоны, изобары. Спин и магнитный момент ядра. Мультипольные моменты ядер. Четность. Закон сохранения четности.




  1. Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели ядер. Характеристика ядерных сил. Гипотеза Х. Юкавы. Мезоны. Обменный характер ядерных сил. Дейтрон. Область стабильности ядер. Магические числа. Энергия связи ядра. Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера. Оболочечная модель ядра. Обобщенная модель ядра.




  1. Радиоактивность. Естественная и искусственная радиоактивность. Статистический характер распада. Закон радиоактивного распада. Среднее время жизни и период полураспада радиоактивных ядер. Активность. Альфа-распад ядер. Туннельный эффект. Спектры альфа-частиц. Зависимость периода полураспада от энергии альфа-частиц. Бета-распад. Виды бета-распада. Энергетический спектр бета-частиц. Гипотеза Паули о существовании нейтрино. Элементы теории бета-распада. Экспериментальные доказательства существования нейтрино. Гамма-излучение ядер. Ядерная изомерия. Внутренняя конверсия. Эффект Мессбауэра.




  1. Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование. Рассеяние частиц. Эффективное сечение рассеяния. Потерии энергии на ионизацию и возбуждение атомов, радиационные потери. Излучение Вавилова-Черенкова. Переходное излучение. Взаимодействие с веществом гамма-квантов и нейтронов. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. Методы регистрации частиц. Ионизационная камера. Счетчик Гейгера. Сцинтилляционный детектор. Черенковские детекторы. Искровая камера. Полупроводниковые детекторы. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Толстослойные фотоэмульсии. Основы ядерной электроники.




  1. Ядерные реакции. Ядерные реакции, их символика и классификация. Сечения реакций. Каналы ядерных реакций. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энергия реакции. Эндотермические и экзотермические ядерные реакции. Модель составного ядра. Ядерные реакции, идущие через составное ядро. Резонансные ядерные реакции. Прямые ядерные реакции. Реакции срыва. Ядерные реакции с участием альфа-частиц, нейтронов, протонов, дейтронов, гамма-квантов.




  1. Деление атомных ядер. Открытие деления атомных ядер. Элементарная теория деления. Параметр делимости. Спонтанное деление. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Вторичные нейтроны. Коэффициент размножения. Цепная реакция деления. Трансурановые элементы. Ядерные реакторы. Природный ядерный реактор в Окло. Ядерная энергетика и экология.




  1. Синтез атомных ядер. Термоядерные реакции. Проблема управляемого термоядерного синтеза. Критерий Лоусона. Токамаки. Импульсные термоядерные реакторы. Оценка природных запасов дейтерия и лития-6 на Земле. Современные астрофизические представления. Ядерные реакции в звездах. Протонно-протонный цикл. Углеродно-азотный цикл.




  1. Элементарные частицы и их взаимодействия. Понятие элементарности. Электромагнитные взаимодействия. Сильные взаимодействия. Слабые взаимодействия. Объединение взаимодействий. Классификация элементарных частиц. Античастицы. Реакции между элементарными частитцами. Лептонный заряд. Барионный заряд. Странность. Четность. Изотопический спин. Дискретные симметрии. СРТ – теорема. Кварковая модель адронов. Модель горячей Вселенной.




  1. Эксперименты в физике высоких энергий. Ускорители элементарных частиц. Линейные ускорители. Циклотрон. Бетатрон. Синхрофазотрон. Ускорители на встречных пучках.


^ 11.Космические лучи. Первичное космическое излучение. Солнечные и галактические космические лучи. Состав, происхождение и распространение космического излучения. Взаимодействие космических лучей с атмосферой Земли. Вторичные космические лучи. Состав и энергетический спектр вторичных космических лучей. Непрерывная регистрация космического излучения. Вариации космических лучей. Радиационные пояса Земли. Форбуш-эффект. Широкие атмосферные ливни.


^ III. Тематическое планирование



п/п


Наименование разделов, тем

Всего часов

(общая

трудоемкость)

Аудиторные занятия

Самостоя-тельная работа

(час)

Лекции

(час)

Практич.

занятия

(час)

Лабора-

торные

работы

(час)

1.

Введение


3

1







2

2.

Cвойства атомных ядер

12

3

2




7

3.

Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели ядер.

18

6

4




8

4.

Радиоактивность

44

6

6

18

14

5

Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование.


64

4

2

36

22

6.

Ядерные реакции.

16

4

4




8

7.

Деление атомных ядер..

16

4

4




8

8.

Синтез атомных ядер.

16

4

4




8

9.

Элементарные частицы и их взаимодействия.

14

4

2




8

10.

Эксперименты в физике высоких энергий.

12

2

2




8

11.

Космические лучи

10

2

2




6




    1. Формы промежуточного и итогового контроля.

По курсу предусмотрено проведение:

двух контрольных работ; экзамен.


V. Учебно-методическое обеспечение


5.1. Рекомендуемая литература (основная)


  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М., 1986. Т.5. Часть 2.

  2. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М., 1980.

  3. Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. М., 1984.

  4. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. М., 1974. Т.1, 2.

  5. Сборник задач по общему курсу физики : Атомная физика. Физика ядра и элементарных частиц / Под ред. Д.В. Сивухина. М., 1981.

  6. Методические указания к лабораторному практикуму по физике ядра и элементарных частиц. Работы 21 – 23 / Составители: В.В. Смирнов, А.П. Блинов. Иваново, ИвГУ, 2001.

  7. Методические указания к лабораторному практикуму по физике ядра и элементарных частиц. Работы 24 – 25 / Составители: В.В. Смирнов, А.П. Блинов. Иваново, ИвГУ, 2001

  8. Методические указания к лабораторному практикуму по физике ядра и элементарных частиц. Работы 21 – 23 / Составители: В.В. Смирнов, А.П. Блинов. Иваново, ИвГУ, 2002.

  9. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Материалы к изучению курса./ Составитель: Смирнов В.В. Иваново, ИвГУ, 2001.


5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная)


  1. Михайлов В.М., Крафт О.Е. Ядерная физика Л., 1988.

  2. Вайнберг С. Открытие субатомных частиц. М., 1986.

  3. Физика микромира / Под ред. Д.В. Ширкова. М., 1980.

  4. Ситенко А.Г. Теория ядерных реакций. М., 1983.

  5. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., 1983.

  6. Дмитриева Н.Н., Ковтюх А.С., Кривицкий Б.Х. Ядерная электроника. М., 1982.

  7. Спасский Б.М. История физики. М., 1977.

  8. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике. М., 1973.


5.3. Другие источники информации по изучаемому курсу


  1. Методические материалы кафедры общей физики Ивановского государственного университета. Физика атомного ядра и элементарных частиц.

[http://www.ivanovo.ac.ru/win1251/fac_phys/genphys/metod.htm]

  1. Интернет-Место физика

[http://www.ivanovo.ac.ru/phys/].

  1. Бессонов А.А., Дергобузов К.А. Демонстрационная версия электронного курса «Физика атома и ядра». [http://www.cgu.chel.su/ourprogram/dka/atomic/atomic_d.html]

  2. Интерактивная периодическая система элементов Д.И.Менделеева.

[http://www.informika.ru/text/inftech/edu/edujava/physics/Periodic/Periodic.html].


5.4. Примерный перечень вопросов к экзамену


1.Основные этапы развития физики атомного ядра и элементарных частиц.

2.Cвойства атомных ядер. Ядро, как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Заряд ядра. Массовое число и масса ядра. Изотопы, изотоны, изобары. Спин и магнитный момент ядра

3.Характеристика ядерных сил. Гипотеза Х. Юкавы. Мезоны. Обменный характер ядерных сил.

4.Дейтрон.

5.Область стабильности ядер. Магические числа. Энергия связи ядра.

6. Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера.

7. Оболочечная модель ядра. Обобщенная модель ядра.

8. Радиоактивность. Естественная и искусственная радиоактивность.

9.Статистический характер распада. Закон радиоактивного распада.    Среднее время жизни и период полураспада радиоактивных ядер.

10.Альфа-распад ядер. Туннельный эффект. Спектры альфа-частиц.

11. Зависимость периода полураспада от энергии альфа-частиц.

12. Бета-распад. Виды бета-распада. Энергетический спектр бета-частиц.

13. Гипотеза Паули о существовании нейтрино. Элементы теории бета-распада. Экспериментальные доказательства существования нейтрино.

14. Гамма-излучение ядер. Ядерная изомерия. Внутренняя конверсия. Эффект Мессбауэра.

15.Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование. Рассеяние частиц. Эффективное сечение рассеяния.

16. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений.

17. Ионизационная камера.

18.Счетчик Гейгера.

19. Сцинтилляционный детектор. Черенковские детекторы.

20. Искровая камера. Полупроводниковые детекторы.

21. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Толстослойные фотоэмульсии.

22. Ядерные реакции. Ядерные реакции, их символика и классификация. Сечения реакций. Каналы ядерных реакций.

23. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энергия реакции. Эндотермические и экзотермические ядерные реакции.

24. Модель составного ядра. Ядерные реакции, идущие через составное ядро.

25 Резонансные ядерные реакции. Прямые ядерные реакции. Реакции срыва.

26. Ядерные реакции с участием альфа-частиц, нейтронов, протонов, дейтронов, гамма-квантов.

27. Деление атомных ядер. Открытие деления атомных ядер.

33. Элементарная теория деления. Параметр делимости.

34. Спонтанное деление. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Вторичные нейтроны.

35. Коэффициент размножения. Цепная реакция деления.

36. Трансурановые элементы.

37. Ядерные реакторы. Природный ядерный реактор в Окло. Ядерная энергетика и экология.

38. Синтез атомных ядер. Термоядерные реакции.

39. Проблема управляемого термоядерного синтеза. Критерий Лоусона.

40. Токамаки.

41. Импульсные термоядерные реакторы.

42. Оценка природных запасов дейтерия и лития-6 на Земле.

43. Ядерные реакции в звездах. Протонно-протонный цикл. Углеродно-азотный цикл.

44. Элементарные частицы и их взаимодействия. Понятие элементарности. 45.Электромагнитные взаимодействия. Сильные взаимодействия. Слабые взаимодействия. Объединение взаимодействий.

46. Классификация элементарных частиц. Античастицы.

47. Реакции между элементарными частитцами.

48. Лептонный заряд. Барионный заряд. Странность. Четность.

49. Изотопический спин. Дискретные симметрии. СРТ – теорема.

50. Кварковая модель адронов.

51. Эксперименты в физике высоких энергий. Ускорители элементарных частиц. Линейные ускорители. Ускорители на встречных пучках.

52. Циклотрон. Бетатрон. Синхрофазотрон.

53. Космические лучи. Первичное космическое излучение. Солнечные и галактические космические лучи. Состав, происхождение и распространение космического излучения.

54. Взаимодействие космических лучей с атмосферой Земли. Вторичные космические лучи. Состав и энергетический спектр вторичных космических лучей.

55. Непрерывная регистрация космического излучения. Вариации космических лучей. Радиационные пояса Земли. Форбуш-эффект. Широкие атмосферные ливни.


5.5 Примерная тематика курсовых работ


По данному предмету курсовые работы не предусмотрены учебным планом.


5.6. Задачи для самостоятельного решения студентами.


  1. Зная число Авогадро, найти массу нейтрального изотопа углерода С12.

  2. Природный хлор представляет собой смесь изотопов: с относительными массами 34,969 (75,4%) и 36,969 (24,6%). Определить относительную атомную массу химического элемента хлора.

  3. Относительная масса химического элемента бора – 10,811. Природный бор является смесью изотопов с относительными атомными массами 10,013 и 11,009. Найти процентное содержание этих изотопов в природном боре.

  4. Найти атомные номера и массовые числа, если в ядрах 2He4, 4Be7, 8O15 нейтроны заменить протонами, а протоны – нейтронами.

  5. Какую долю от массы нейтрального атома 82Pb206 составляет масса его электронной оболочки?

  6. Оценить плотность ядерного вещества.

  7. Записать реакции α - распада изотопов: 77Ir176, 87Fr211, 102Nb176.

  8. Записать реакции β- – распада изотопов: 11Na24, 9F7, 30Zn71.

  9. Записать реакции β+ - распада изотопов: 11Na22, 29Cu59, 26Fe53.

  10. Записать реакции К- захвата для изотопов:18Ar37, 24Cr51, 37Rb83.

  11. Какой изотоп получается в результате цепочки трех α - распадов и двух β- – распадов изотопа 90Th232?

  12. Определить вероятность распада данного атома в образце радиоактивного изотопа I131 в течение ближайшей секунды?

  13. Найти постоянные распада изотопов радия 88Ra219 и 88Ra226.

  14. Определить постоянную распада некоторого радиоактивного вещества, если известно, что за час интенсивность испускаемого им β – излучения уменьшилась на 10%. Продукт распада не радиоактивен.

  15. Найти постоянную распада радона, если известно, что число атомов радона уменьшается за сутки на 18,2%.

  16. Вычислить период полураспада изотопа рубидия, если постоянная распада равна 0,00077 с-1.

  17. Найти долю распадающихся атомов в образце радиоактивного тория Th229 за год.

  18. Найти долю не распавшихся атомов в образце радиоактивного актиния Ac225 в течение 10 дней.

  19. За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в 4 раза. Во сколько раз оно уменьшится за 5 лет?

  20. Период полураспада некоторого изотопа 20 часов. За какое время распадется четверть первоначального количества ядер данного изотопа?

  21. За восемь дней распалось 75% первоначального количества ядер некоторого изотопа. Вычислить период полураспада данного изотопа.

  22. Определить период полураспада Po210, если известно, что 2 г этого изотопа образуют в год 179 см3 гелия при нормальных условиях.

  23. Определить среднюю продолжительность жизни некоторого изотопа, если известно, что его период полураспада 1 год.

  24. Какая доля начального количества некоторого радиоактивного изотопа распадется за время, равное средней продолжительности его жизни?

  25. Активность радиоактивного препарата 2,71 мкКюри. Сколько атомов распадается в образце за 2 секунды?

  26. Найти массу радона, активность которого равна 1 Кюри.

  27. За какое время, выраженное в периодах полураспада, активность радиоактивного препарата уменьшается в: 25 раз, 250 раз?

  28. Найти период полураспада радиоактивного изотопа, если его активность за 24 час уменьшилась от 3,2 Кюри до 0,2 Кюри.

  29. На сколько процентов уменьшится активность препарата иридия Ir92 через сутки, месяц, год?

  30. Через сколько лет активность препарата стронция Sr90 уменьшится в 10, 100, 1000 раз?

  31. Счетчик Гейгера, установленный вблизи препарата радиоактивного изотопа серебра, при первом измерении регистрировал 5200 β-частиц в минуту, а через сутки только 1300. Определить период полураспада данного изотопа.

  32. Ионизационные счетчики Гейгера и в отсутствие радиоактивного препарата имеют определенный фон. Присутствие фона может быть вызвано космическим излучением или радиоактивными загрязнениями. Какому количеству радона соответствует фон, дающий один импульс за 5 секунд?

  33. Вычислить активность 1 мг препарата фосфора P32.

  34. Определить удельную активность изотопа Со60.

  35. Во сколько раз отличаются удельные активности изотопов P32 и Sr90?

  36. Какое количество Ra226 имеет такую же активность, как и 1 мг P32?

  37. Чему равна активность радона, образовавшегося из 1 г радия за 1 час?

  38. В настоящее время в природном уране содержится 99,28% U238 и 0,72% U235. Какое соотношение было между ними в момент образования Земли? Возраст Земли принять равным 4 млрд. лет.

  39. Какое количество слоев половинного ослабления требуется, чтобы уменьшить интенсивность узкого пучка γ-лучей в 100 раз?

  40. Какова доля молекул, содержащихся в 1 см3 воздуха при нормальных условиях ионизируется рентгеновскими лучами при экспозиционной дозе 2 р?

  41. Какое количество тепла выделяется радон, обладающий активностью в 1 Кюри в сутки, если кинетическая энергия вылетающих частиц составляет 5,5 МэВ?

  42. Вычислить массу нейтрального атома гелия, если известно, что масса α – частицы равна 4,00150 у.е.

  43. Исходя из знания масс нейтральных атомов 1H1, 1H2, 6C12 и электрона, вычислить массы протона, дейтрона и ядра 6C12.

  44. Исходя из знания массы нейтрального атома лития 3Li7, вычислить массы однократно, двукратно и трехкратно ионизированного лития.

  45. Найти дефект массы ядра атома дейтерия.

  46. Найти дефект массы и энергию связи ядра трития.

  47. Вычислить удельную энергию связи ядер 7N14, 8O16.

  48. Зная энергию связи изотопа 2He3 – 7,72 МэВ, определить массу соответствующего нейтрального атома.

  49. Энергия связи ядра, состоящего из трех протонов и двух нейтронов, 26,3 МэВ. Найти массу соответствующего нейтрального атома.

  50. Какую энергию необходимо затратить, чтобы разделить на отдельные нуклоны изобарные ядра 4Be7 и 3Li7? Почему эти энергии различны?

  51. Какая энергия выделится при образовании 1 г трития из отдельных нуклонов?

  52. Вычислить энергию, необходимую для удаления одного нейтрона из ядра 8O16.

  53. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы разделить α-частицу пополам?

  54. Найти энергию, необходимую для того, что бы разделить ядро 6С12 на три одинаковых части.


В задачах 57 – 62 вместо Х указать необходимый изотоп или частицу.


  1. 13Al27 ( n, α ) X.

  2. 9F19 ( p,X) 8O16.

  3. 25Mn55 (X, n) 26Fe55.

  4. 7N14 ( n, X) 6C14.

  5. 13Al27 ( α, p ) X

  6. X ( p, α ) 11Na22.




  1. Какой изотоп образуется из 90Th232 четырех α - распадов и двух β - распадов?

  2. Какой изотоп образуется из 92U238 после трех α - распадов и двух β – распадов?

  3. Какой изотоп образуется из 92U239 после двух β – распадов и одного α – распада?

  4. Какой изотоп образуется из 3Li8 после одного β – распада и одного α – распада?

  5. Какой изотоп образуется из 51Sb133 после четырех β – распадов?

  6. Вычислить энергию связи ядра, если известно, что оно распалось на отдельные нуклоны с суммарной кинетической энергией 0,4 МэВ, в результате поглощения γ – кванта с длиной волны 4,7 · 10-4 нм.

  7. Какую энергию необходимо затратить, чтобы разделить на отдельные нуклоны ядро 4Be6?

  8. 4Be9 + 1H24B10 + 0n1.

  9. 3Li6+ 1H22He4 + 2He41.

  10. 3Li7+ 2He45B10 + 0n1.

  11. 3Li7+ 1H14B7 + 0n1.

  12. 20Ca44 + 1H119K41 + 2He4.

  13. H3 ( р, γ ) He4.

  14. H2 ( d, γ ) He4.

  15. H2 ( n, γ ) H3.

  16. F19 ( p, α ) O16.

  17. Определить энергию реакции 4Be9 ( n, γ ) 4Be10, если известно, что энергия связи ядра 4Be10 составляет 64,98 МэВ, а ядра 4Be9 – 58,16 МэВ.

  18. В реакции Li6(d, p) Li7выделяется энергия 5,028 МэВ. Найти массу Li6.

  19. Найти энергию α – распада ядра 84Po210.

  20. Найти энергию β – распада ядра 6С14.

  21. Найти энергию распада ядра 6С10, в результате выброса позитрона и нейтрино.

  22. Оценить скорость и кинетическую энергию теплового нейтрона при температуре 300 К.

  23. Какую доля энергии покоя ядра U235 составляет выделившаяся энергия в результате его деления?

  24. Найти энергии, выделившуюся при распаде 1г, 1 кг U235.

  25. Какое количество ядер урана должно делиться в 1 секунду, что бы тепловая мощность ядерного реактора составляла 1 МВт?

  26. К.п.д. атомной электростанции 25 %. Найти ее мощность, если известно, что она в сутки расходует 100 г U235.

  27. Сравнить величины электростатических и гравитационных сил, действующих между двумя протонами.

  28. Какие скорости имеют позитрон, протон с энергией 1 МэВ?

  29. При упругом центральном столкновении нейтрона с неподвижным ядром замедляющего вещества кинетическая энергия нейтрона уменьшилась в 1,4 раза. Найти массу ядер замедляющего вещества.

  30. Показать невозможность аннигиляции позитрона и электрона с образованием одного γ – кванта.

  31. Какова наименьшая частота излучения, способного вызвать рождение пары электрон-позитрон?

  32. π0 – мезон распадается на два одинаковых γ – кванта. В пренебрежение кинетической энергией мезона и его импульса, найти энергию γ – кванта.

  33. Показать, что свободный электрон не может испустить γ – квант.

  34. Привести примеры реакций, запрещенных законами сохранения электрического заряда.

  35. Привести примеры реакций, запрещенных законами сохранения барионного заряда.

  36. Привести примеры реакций, запрещенных законами сохранения лептонного заряда.

  37. Указать кварковую структуру: нейтрона, антинейтрона, протона, антипротона, бариона Σ0.

  38. Указать кварковую структуру π и К – мезонов.

  39. Энергия дейтронов, ускоренных синхротроном, равна 200 МэВ. Найти для этих дейтронов скорость, а также отношение М/М0 , где М – масса движущегося дейтрона, М0 – масса покоя дейтрона.

  40. Энергия жестких мезонов в космических лучах приблизительно равна 3 ГэВ. Энергия покоя мезона 100 МэВ. Какое расстояние в атмосфере Земли может пройти этот мезон за время его жизни по лабораторным часам? Собственное время жизни мезона 2 мкс.


^ 5.7. Необходимый минимум для получения положительной оценки


Cвойства атомных ядер. Размеры ядер. Нуклоны. Ядро, как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Заряд ядра. Массовое число и масса ядра. Изотопы, изотоны, изобары. Спин и магнитный момент ядра.


^ Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели ядер. Характеристика ядерных сил. Обменный характер ядерных сил. Дейтрон. Область стабильности ядер. Энергия связи ядра. Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера. Оболочечная модель ядра.


Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Альфа-распад ядер. Спектры альфа-частиц Бета-распад. Виды бета-распада. Энергетический спектр бета-частиц. Гипотеза Паули о существовании нейтрино. Экспериментальные доказательства существования нейтрино. Гамма-излучение ядер..


^ Взаимодействие ядерного излучения с веществом и его детектирование. Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов, радиационные потери. Взаимодействие с веществом гамма-квантов и нейтронов. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. Методы регистрации частиц. Счетчик Гейгера. Сцинтилляционный детектор. Камера Вильсона. Пузырьковая камера.


^ Ядерные реакции. Ядерные реакции, их символика и классификация. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энергия реакции. Ядерные реакции с участием альфа-частиц, нейтронов, протонов, дейтронов, гамма-квантов.


^ Деление атомных ядер. Элементарная теория деления. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Цепная реакция деления. Ядерные реакторы. Ядерная энергетика и экология.


^ Синтез атомных ядер. Термоядерные реакции. Проблема управляемого термоядерного синтеза. Современные астрофизические представления. Ядерные реакции в звездах.


^ Элементарные частицы и их взаимодействия. Понятие элементарности. Электромагнитные взаимодействия. Сильные взаимодействия. Слабые взаимодействия. Объединение взаимодействий. Классификация элементарных частиц. Реакции между элементарными частицами. Дискретные симметрии. СРТ – теорема. Кварковая модель адронов.


Эксперименты в физике высоких энергий. Ускорители элементарных частиц. Линейные ускорители. Циклотрон. Бетатрон. Синхрофазотрон.


Космические лучи. Первичное космическое излучение. Состав, происхождение и распространение космического излучения. Вторичные космические лучи. Состав и энергетический спектр вторичных космических лучей. Вариации космических лучей. Радиационные пояса Земли.


Автор (автор-составитель) программы_____________доц. Смирнов В.В.


Скачать, 152.3kb.
Поиск по сайту:

Добавить текст на свой сайт


База данных защищена авторским правом ©ДуГендокс 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
наши контакты
DoGendocs.ru
Рейтинг@Mail.ru
Разработка сайта — Веб студия Адаманов