СР_ядерная физика

20

19.Яким чином графічно визначається стала напіврозпаду?

20.Запишіть систему рівнянь, з якої виводиться умова радіоактивної рів-

новаги. У чому фізичний смисл кожного з доданків? Запишіть і поясніть почат-

кові умови.

21.Запишіть рівняння вікової (секулярної (радіоактивної)) рівноваги. У

чому його фізичний смисл? Де застосовується?

22.Назвіть практичні застосування ізотопів.

23.Як працює “атомний годинник”?

Список рекомендованої літератури

1. Булавін Л.А. Ядерна фізика: підручник / Л.А. Булавін, В.К. Тарта-

ковський. – К.: Знання, 2005. – С. 168-176.

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. 230-234, 237-239.

3. Вайнберг С. Открытие субатомних частиц / С. Вайнберг. – М.: Мир,

1986. – С. 158-168, 183-212, 251-255.

4.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 198-201, 220-222.

5.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /

И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 49-50.

6. 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. 22, 165-175.

7. Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 28, 89-100.

21 8. 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. 243-245, 250.

9. 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. 11-12, 6375.

10.Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли.

–М.: Мир, 1979. – С. 652-655.

11.Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,

Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 33, 203-217, 253-259.

Тема 10

-розпад

1.Дайте означення -розпаду.

2.Що являють собою -промені?

3.Запишіть правило зміщення для -розпаду.

4.Назвіть основні характеристики -розпаду. Яким чином їх визначають?

5.Як пов'язаний пробіг -частинки в повітрі з її енергією?

6.У яких межах змінюється енергія -частинок?

7.У яких межах змінюється період напіврозпаду при -розпаді?

8.Необхідна умова існування -розпаду. Запишіть умову енергетичної можливості -розпаду.

9.Виведіть формулу, що показує, яка частина енергії зв'язку материнсь-

кого ядра переходить у кінетичну енергію -частинки.

10. Запишіть формулу, що виражає закон Гейгера-Неттола (для сталої ра-

діоактивного розпаду).

11.Запишіть формулу, що виражає закон Гейгера-Неттола (для періоду напіврозпаду ядра).

12.Задайте закон Гейгера-Неттола графічно.

22 13. Чому дорівнює масове число елементів, для яких можливий -розпад?

Як це пояснюється з точки зору оболонкової моделі?

14. Коли виникає тонка структура -спектра (означення і енергетичні діа-

грами)?

15.Коли виникають довгопробіжні -частинки (означення і енергетичні діаграми)?

16.Як моделюється потенціальна функція взаємодії -частинки з мате-

ринським ядром?

17.Дайте означення потенціального бар'єра.

18.Чому дорівнює висота кулонівського бар'єра?

19.Чому дорівнює коефіцієнт прозорості кулонівського бар'єра?

20.У чому фізичний смисл коефіцієнта прозорості бар'єра?

21.У чому фізичний смисл тунельного переходу?

22.Розгляньте розв'язок рівняння Шредингера для тунельного переходу.

23.Як впливає центробіжний ефект на коефіцієнт прозорості бар'єра?

24.Покажіть графічно зміну хвилі де Бройля при -розпаді.

Список рекомендованої літератури

1. 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. 156-166.

2.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 85-110, 201202, 222.

3.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /

И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 50-55.

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. 32-33, 62-63, 150, 166, 175-206.

23

5.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 100-109.

6.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. 72-81, 86-92, 245-247.

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. 64-87, 93. 8. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,

Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 217-230.

Тема 11

-розпад. Нейтрино

1.Дайте означення -розпаду.

2.Назвіть види -розпаду.

3.Що являють собою -промені?

4.Запишіть правила зміщення для -розпаду.

5.У яких межах змінюється енергія -частинок?

6.У яких межах змінюється період напіврозпаду при -розпаді?

7.З яким перетворенням пов'язане виникнення електрона при -розпаді?

8.З яким перетворенням пов'язане виникнення позитрона при -розпаді?

9.Що є ознакою k-захоплення?

10.Запишіть умову енергетичної можливості - -розпаду.

11.Запишіть умову енергетичної можливості + -розпаду.

12.Запишіть умову енергетичної можливості k-захоплення.

13.Запишіть умову, за якої k-захоплення дозволене, а +-розпад заборо-

нено.

14.Якщо енергетично можливе і k-захоплення і +-розпад, то для яких ядер переважає +-розпад, а для яких – k-захоплення? Чому?

15.У чому полягає суть k-захоплення?

24

16.Чому для непарних A, як правило, існує один стабільний ізобар?

17.Чому для парних A, як правило, існує два або три стабільних ізобари?

18.Чим відрізняються енергетичні спектри - та -частинок? У чому по-

лягає причина цієї відмінності?

19. У чому полягає дослід Елліса та Вустера щодо визначення повної ене-

ргії -розпаду?

20. Яка гіпотеза Паулі дозволила пояснити форму енергетичного спектра

-частинок?

21.Які характеристики може мати нейтрино?

22.Експериментальне доведення існування нейтрино у дослідах:

а) Лейпунського; б) Аліханова та Аліханьяна; в) Аллена; г) Рейнеса та Коуена.

23. “Загадка сонячних нейтрино”.

Список рекомендованої літератури

1. 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. 226-230.

2. Вайнберг С. Открытие субатомних частиц / С. Вайнберг. – М.: Мир,

1986. – С. 214-217.

3. Готтфрид К. Концепции физики элементарных частиц / К. Готтфрид, В.

Вайскопф. – М.: Мир, 1988. – С. 77-83.

4.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 202-206, 222-223.

5.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /

И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 55-57, 60-63, 278-287.

6. 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. 16-17, 33-34, 63-64, 130-133, 149-150, 167, 206-231, 236-242.

25

7.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 8-9, 31, 109-117, 225-226.

8.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. 247-250.

9. 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. 24-26, 64, 87-105.

10. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,

Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 230-248, 252-253.

Тема 12

-випромінювання та внутрішня конверсія електронів

1.Дайте означення -випромінювання.

2.Що таке -промені?

3.Яким чином можна отримати ядра в збудженому стані?

4.Охарактеризуйте спектр -випромінювання.

5.Назвіть види зняття збудження ядром при -випромінюванні. Дайте їх означення.

6.Чому, як правило, дорівнює енергія -квантів, що утворюються при ро-

зпаді ядер?

7.Що таке час висвічування?

8.Дайте означення внутрішньої конверсії електронів.

9.Охарактеризуйте спектр електронів внутрішньої конверсії.

10.Дайте означення коефіцієнта внутрішньої конверсії.

11.Дайте означення парціального коефіцієнта внутрішньої конверсії.

12.Від чого залежить коефіцієнт конверсії?

13.Як Отто Ган відкрив ядерну ізомерію?

14.У чому полягає явище ядерної ізомерії?

15.У чому полягає дослід Курчатова та його співробітників?

26

16.Коли виникає ядерна ізомерія?

17.Який стан ядра називають метастабільним?

Список рекомендованої літератури

1.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 206-207.

2.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: учебное пособие /

И.М. Капитонов. – М.: КомКнига, 2006. – С. 57-60.

3. 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. 148-149, 167, 242-256.

4.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 117-123.

5.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. 105-109. 6. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,

Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 259-267.

Тема 13

Ефект Мессбауера

1.Дайте означення резонансного поглинання -випромінювання.

2.Дайте означення природної ширини лінії випромінювання при -

випромінюванні.

3.Отримайте формулу для величини зміщення ліній випромінювання і поглинання -квантів.

4.Виведіть формулу для швидкості руху, що необхідна для компенсації енергії, яка передається ядрам віддачі.

5.Оцініть допплерівське розширення спектральних ліній через тепловий рух атомів (із виводом формули).

27

6.У чому полягають досліди Мессбауера?

7.У чому сутність ефекту Мессбауера?

8.Коли спостерігається ефект Мессбауера?

9.Де застосовується ефект Мессбауера?

Список рекомендованої літератури

1. 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. 270-272.

2.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – С. 207-210.

3.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. 256-273.

4.Ракобольская И.В. Ядерная физика / И.В. Ракобольская. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – С. 123-128.

5.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. 168-174.

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. 109-117.

7. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. –

М.: Мир, 1979. – С. 643-650.

8. Широков Ю.М. Ядерная физика: учебное пособие / Ю.М. Широков,

Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1980. – С. 267-272.

Тема 14

Пробіг заряджених частинок у речовині

1. Що таке іонізаційні втрати енергії?

28

2.Дайте означення пробігу для важкої зарядженої частинки.

3.Що можна визначити, знаючи пробіг важкої зарядженої частинки у ре-

човині?

4. Чому графік втрат енергії для важких заряджених частинок закінчуєть-

ся не вертикальною ділянкою?

5. Отримайте формулу для середніх іонізаційних втрат енергії частинки,

віднесених до одиниці шляху. Розгляньте класичну та релятивістську ситуації.

6.Який графічний вигляд має залежність питомих іонізаційних втрат від енергії важкої частинки?

7.Чим відрізняються іонізаційні втрати енергії від втрат енергії, що ви-

никають у результаті кулонівської взаємодії? Які втрати енергії більше? Чому?

Чому кулонівськими втратами енергії не можна знехтувати?

8.Як пов’язаний пробіг частинок з їх енергією?

9.Дайте означення максимального пробігу легких частинок у речовині.

10.У чому схожість та відмінність взаємодії легких і важких частинок із речовиною?

11.Для яких частинок (легких або важких) більші (у скільки разів) іоніза-

ційні втрати енергії (розглянути всі можливі випадки)?

12.Чому дорівнює середній кут багаторазового розсіювання?

13.Дайте означення гальмового випромінювання.

14.Дайте означення радіаційних втрат енергії.

15.Механізм радіаційного гальмування.

16.Чому дорівнює інтенсивність гальмового випромінювання?

17.Дайте означення радіаційної довжини.

18.Дайте означення критичної енергії.