第八章 原子核物理简介
一、选择题
1．可以基本决定所有原子核性质的两个量是：
A 核的质量和大小 B.核自旋和磁矩 C.原子量和电荷 D.质量数和电荷数
2．原子核的大小同原子的大小相比，其R 核／R 原的数量级应为：
A ．105 B.103 C.10-3 D.10-5
3．原子核可近似看成一个球形，其半径R 可用下述公式来描述：
A.R ＝r 0A 1/3
B. R ＝r 0A 2/3
C. R ＝303
4r π D.R=334A π 4．试估计核密度是多少g/cm 3？
A.10；
B.1012
C.1014
D.1017
5．核外电子的总角动量 6=J P ,原子核的总角动量 12=I P ,则原子的总角动量() 1+=F F P F ,其中F 为原子的总角动量量子数,其取值为
A.4,3,2,1;
B.3,2,1;
C.2,1,0,-1,-2;
D.5,4,3,2,1
6．已知钠原子核23Na 基态的核自旋为I=3/2,因此钠原子基态32S 1/2能级的超精细结构为
A.2个;
B.4个;
C.3个;
D.5个
7．若某原子其电子轨道量子数L=2,自旋量子数S=0,核自旋量子数I=3/2,则该原子总角动量量子数为
A.7/2,5/2,3/2,1/2；
B. 7/2,5/2,3/2,3/2,1/2;
C. 7/2,5/2,3/2,3/2,3/2,1/2；
D.条件不足,得不出结果.
8．若电子总角动量量子数J=1/2,原子核自旋角动量量子数I=3/2, 则原子总角动量量子数F 的取值个数为
A.4个;
B.3个;
C.1个;
D.2个
9．氘核每个核子的平均结合能为1.11MeV ,氦核每个核子的平均结合能为7.07 MeV .有两个氘核结合成一个氦核时
A.放出能量23.84 MeV;
B.吸收能量23.84 MeV;
C.放出能量26.06 MeV;
D.吸收能量5.96 MeV ,
10．由A 个核子组成的原子核的结合能为2mc E ?=?,其中m ?指
A. Z 个质子和A-Z 个中子的静止质量之差；
B. A 个核子的运动质量和核运动质量之差;
C. A 个核子的运动质量和核静止质量之差；
D. A 个核子的静止质量和核静止质量之差
11．原子核平均结合能以中等核最大, 其值大约为
A.8.5~7.5MeV ；
B.7.5~7.7MeV ；
C.7.7~8.7MeV ；
D.8.5~8.7MeV
12．氘核每个核子的平均结合能为1.09MeV ,氦核每个核子的平均结合能为7.06 MeV .有两个氘核结合成一个氦核时,其能量的变化为
A.23.88 MeV ,氦核比氘核稳定;
B. - 23.88 MeV , 氦核比氘核稳定;
C. 23.88 MeV ，氦核没有氘核稳定；
D. - 23.88 MeV , 氦核没有氘核稳定.
13．原子核的平均结合能随A 的变化呈现出下列规律
A. 中等核最大,一般在7.5~8.0 MeV ;
B. 随A 的增加逐渐增加,最大值约为8.5 MeV ;
C. 中等核最大，一般在8.5-8.7 MeV ；
D. 以中等核最大，轻核次之，重核最小.
14．已知中子和氢原子的质量分别为1.008665u 和1.007825u,则12C 的结合能为
A. 17.6 MeV ；
B. 8.5 MeV ；
C. 200 MeV ；
D. 92 MeV .
15．放射性原子核衰变的基本规律是t e N N λ-=0,式中N 代表的物理意义是
A. t 时刻衰变掉的核数；
B. t=0时刻的核数;
C. t 时刻尚未衰变的核数；
D. t 时刻子核的数目.
16．已知某放射性核素的半衰期为2年,经8年衰变掉的核数目是尚存的
A.5倍;
B.10倍;
C.15倍;
D.20倍.
17．1克铀23892在1秒内发射出1.24?104个α粒子,其半衰期为
A. 3.4?1019秒;
B. 1.4?1017秒；
C. 2.0?1017秒；
D. 4.9?10-18秒.
18．8536Kr 样品的原子核数N 0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为
A.N 0/9；
B. N 0/2；
C. N 0/3；
D. N 0/6.
19．钍23490Th 的半衰期近似为25天,如果将24克Th 贮藏150天,则钍的数量将存留多少克?
A.0.375；
B.0.960；
C.2.578；
D.12. 20．若以居里为单位,在t 时刻有N 个核,其衰变常数为λ的核素的放射性强度为
A. λN /3.7?1010 ；
B. λN ?3.7?1010；
C. λN ；
D. λNe -λt .
21．天然放射性铀系的始祖元素是23892U,最后该系形成稳定的核是20682Pb,那么铀系共经过多少次α衰变?
A.59；
B.8；
C.51；
D.10.
22．在α衰变过程中,若α粒子质量为M α ,反冲核质量为M r ,则衰变能E 0和α粒子的动能E α有如下关系 A.???? ??+=r M m E E αα10； B. ???
? ??-=r M m E E αα10; C. ???? ??+=ααm M E E r 10； D. ???
? ??-=ααm M E E r 10. 23．在β衰变中从能,量或静止质量角度考虑能发生β+和K 俘获的关系是：
A ．能发生必须能发生K 俘获
B ．能发生不一定能发生K 俘获
C ．能发生k 俘获必能发生
D ．还要考虑其他条件才能判断
24．发生β+衰变的条件是
A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e ;
B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e ;
C. M (A,Z)＞M (A,Z －1);
D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e
25． 发生β－衰变的条件是
A. M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋m e ;
B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)－m e ;
C. M (A,Z)＞M (A,Z ＋1);
D.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e .
26．在衰变中可伴随产生x 射线和俄歇电子的有:
A.β－；
B. K 俘获； C .β+和K 俘获 D .β+
27．已知74Be 的原子量为7.016290, 73Li 的原子量为7.016004,从能量角度74Be ：
A ．能发生β+衰变也可能发生K 俘获；
B ．仅能发生β－衰变;
C ．仅能发生K 俘获 ;
D ．仅能发生β+衰变.
28．γ衰变中的内转换电子的产生原因是：
A ．核放出的γ射线使原子壳层中的电子被击出；
B ．核的电磁场与壳层电子的相互作用而释放电子；
C ．由壳层电子跃迁产生的γ射线再将另一电子击出；
D ．同俄歇电子产生原因相同
29．在原子核发生衰变过程中,下述过程可产生俄歇电子
A ．β－和γ跃迁； B. β+和K 俘获； C. K 俘获和内转换（内变换）； D.内转换和β－
30．以下五个试验：1.X 射线 ，2.内转换， 3.康普顿效应 ，4.光电效应 ，5.俄歇电子. 问那两个可
证实K俘获过程的存在：
A .1 和2
B .4和2 C.1 和3 D.1 和5
31．历史上利用加速器所加速的粒子实现的第一个人工核反应是：
A .P+73Li→242He为吸能反应； B. α+147N→178O+p为放能反应;
C.p+73Li→242He为放能反应；
D. α+147N→78O+p为吸能反应.
32．历史上利用加速天然放射性所产生的第一个核反应方程是：
A．147N（α，p）178O,为放能反应; B .147N（α，p）178O,为吸能反应;
C .73Li（p, α）42He,为放能反应; D. 73Li（p ,c）42He,为吸能反应
33．在核反应63Li+21H→242He中,已知反应能为22.4MeV,测得21H的能量是4.0MeV若生成的两个粒子能量相等，其数值为：
A．9.2MeV； B.26.4MeV； C.13.2MeV； D.18.4MeV.
34．在核反应94Be+11H→95B+01n中反应能为-1.84MeV,入射电子的阈能为：
A.0MeV；
B.1.66MeV；
C.1.84MeV；
D.2.04MeV;
35．用能量为1.15MeV氘粒子引起11B（d，α）9Be反应,在方向测得出射粒子能量为6.３7MeV,则反应能为：
Ａ.６MeV B. 8.03MeV C .4MeV D.4.03MeV
36．已知核2H、3H、4He的比结合能分别为1.11MeV、2.83MeV、7.07MeV，则核反应2H+3H、→4He+n 的反应能为
A.3.13MeV
B. 17.56MeV
C.-3.13MeV D .–17.56MeV
37．在核反应14N+α→p+A Y中，A Y为
A.17O；
B.17F;
C.18O;
D.15N.
38．利用液滴模型解释裂变过程,其体能项、表能项、库仑能项变化如下
A.体能不变，表能、库仑能改变；
B.表能不变体能、库仑能不变；
C.库仑能不变体能、表能改变；
D.三项皆改变，但变化大小不同.
39．就一般情况而言，核反应可分为三个阶段.这三个阶段：
A.独立粒子阶段,复合核阶段,最后阶段;
B.独立粒子阶段,复合系统阶段,最后阶段;
C.独立粒子阶段,复合系统阶段,复合核衰变阶段;
D.独立粒子阶段,复合核阶段, 复合核衰变阶段.
40．核反应直接过程应包括
A.弹性散射、非弹性散射、库仑激发
B.弹性散射、削裂反应、掇拾反应
C.弹性散射、削裂反应、掇拾反应
D.削裂反应、掇拾反应、贯穿反应
41．一个235U发生裂变，其裂变碎片的质量数为下列哪一组几率最大？
A.118 ,118；
B.72 , 162 ;
C. 96, 140 ;
D.118,72.
42．235U核吸收一个热中子之后,经裂变而形成13954Xe和9438Sr核,还产生另外什么粒子？
A.两个中子;
B.一个氘核;
C.一个氘核和一个质子;
D.三个中子.
43．在反应堆中为使快中子变为热中子所采用的减速剂：
A.镉、硼等;
B.水、重水、石墨、氧化铍等;
C.水、重水、铅等;
D.水、重水、混凝土
44．要是氢原子核发生热核反应密度D和持续时间τ组成的劳逊判据应大于：
A.1014s/c m3；
B. 108s/c m3； C .1014s?c m3； D.1010c m3/s.
45．一个235U吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为
A.8MeV；
B. 100MeV； C .200MeV； D.93.1MeV.
46．核力的力程数量级（以米为单位）
A .10-15； B. 10-18； C.10-10； D. 10-13.
47．下述哪一个说法是不正确的?
A.核力具有饱和性;
B.核力与电荷有关;
C.核力是短程力;
D.核力是交换力.
48．核力具有以下性质：
A.是具有饱和性的交换力;
B.大小与电荷有关;
C.仅仅有有心力;
D.μ子是核力场中的量子.
49．汤川介子理论认为核力是交换下列粒子而产生：
A.电子和中微子;
B. μ±；
C.π±,π0;
D.胶子
50．结合能半经验公式是由液滴模型和某些实验事实得出的.下列两项与液滴模型本身无关的是：
A ．对称能和对偶能项; B.库仑斥力和对偶能项 ;
C. 库仑斥力和对偶能项；
D.体积能和库仑斥力能.
51．玻尔提出液滴模型的实验基础有
A ．质子—中子散射，核大小有一定极限，放射性衰变；
B ．质子—中子散射，核大小有一定极限，核密度为常数；
C ．质子—中子散射，中子的发现，核密度为常数；
D ．核密度为常数，核大小有一定极限，结合能与质量数成正比.
二、简答题
1. 解释下列概念：核电四极矩、核力及其性质、核衰变能、核反应能、裂变能、聚变能、链式反应、核反应截面、热核反应、核反应阈能、直接核反应、复合核核反应、三阶段核反应、K 俘获、俄歇电子、内转换、. 内转换电子.
2. 何谓衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性强度？放射性核素的衰变规律如何？
3. β能谱有何特点？如何解释？
4. 何谓核液滴模型？是用该模型解释复合核核反应和重核裂变？
5. 原子核的平均结合能曲线有何特点？
6. 某原子X A Z 的质量小于Y A 1Z -的质量，但大于Y A 1Z '+的质量，从能量的角度考虑，该核能发生何种衰
变？
三、计算题
1. 算出73Li （p, α）42He 的反应能.已知：11H ：1.007825u, 42He:4.002603u, 73Li:7.015999u.（放能：17.35MeV ）
2. 第一题中,如果以1MeV 的质子打击Li,问在垂直于质子束的方向观测到
42He 的能量有多大?
（9.175MeV ） 3. 以能量E 1=0.6MeV 的氘核轰击氘靶放出中子：(a)写出这时发生的核反应式；(b)由氘核放出的中子方向与氘核入射方向垂直时,试计算中子的能量E 2?(2.58MeV)
4. 如果开始时放射性物质中含有1克234U ，则经过两万年，还有多少未衰变的
234U ？那时它的放
射性强度是多少？（234U 的半衰期为2.48×105年） 5. 用中子撞击Al 2713靶时，可分别发生飞出质子和光子的反应，
（1）试分别写出核反应方程式；（2）
已知M（27，13）=26.981530u，M（27，12）=26.984343u，M（28，13）=27.9811912u，M（1，1）=1.007825u，m n=1.00865 u，分别计算两种核反应的反应能，并计算有关阈能.
6. 已知7Li和7Be的比结合能分别为5.6.6MeV和5.371MeV，（1）计算反应7Li（p，n）7Be的反应能和阈能. （2）当质子以阈能入射于静止的靶核，体系的质心在实验室系中的动能多大？
7. 14C的半衰期为5500年，写出14C的衰变方程. 如果生物体死后就再没有14C进入体内，现在测得一棵死树的14C放射性强度为活树的1/3，试估算该树已死了多少年？
的原子质量为235.0439u ，中子的质量为m n=1.008665u，质子的质量为m p=1.007277u，
8. 已知U
235
92
原子核的结合能和每个核子的平均结合能？
求U
235
92
- 3 -811 原子核物理学 一、填空题（20分） 1．天然放射性核素形成三个放射系，每个系都由一个半衰期最长的核素开始，经过一系列的放射性衰变，最后达到一个稳定的核素，这三个系是 、 和 。 2．原子核半径是一个很小的量，约 cm 数量级，无法直接测量，一般是通过原子核与其他粒子的 间接测量得到。 3．1g 226Ra 的活度为 Bq ？为多少 Ci ？ 4．某放射性元素在两个半衰期的时间内有6克发生了衰变，再经过两个半衰期又会有____克发生了衰变。 5. 偶A 核的自旋为 ，其中偶偶核的自旋为 。奇A 核的自旋为 。 6．原子核物理中的“中微子”常指中微子，又指反中微子，据β衰变中 定律可以推知中微子的静止质量 ，自旋 ，电荷 等性质。 7．动能为1eV 的中子，在氢核上的微观散射截面是20b ，在氧核上的微观散射截面是3.8b ，水的密度为1g/cm 3，则此中子在水中的宏观散射截面为 cm -1。 8．同位素中子源一般分为 源和 源。 二、不定项选择题（15分，每题3分） 1．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是[ ] A ．使α粒子产生偏转的主要力是原子中电子对α粒子的作用力 B ．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力 C ．原子核很小，α粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进 D ．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子 2．关于天然放射现象，下列说法中正确的是[ ] A ．β衰变说明原子核里有电子 B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个 C ．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短 D ．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电 3．有关氢原子光谱的说法正确的是[ ] A ．氢原子的发射光谱是连续谱 B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 4．科学家发现在月球上含有丰富的3 2He （氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122He He H He +→+。关于32He 聚变下列表述不正确的是[ ] A ．聚变反应不会释放能量 B. 聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损 D. 目前核电站都采用32He 聚变反应发电5．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是[ ] A ．E ＝mc 2中的E 是物体以光速c 运动的动能 B ．E ＝mc 2是物体的核能 C ．E=mc 2是物体各种形式能的总称
原子核物理重点知识点 第一章 原子核的基本性质 1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。 （P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。 （P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。 （P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。 （P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命 长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。 （P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。 2、影响原子核稳定性的因素有哪些。（P3~5） 核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。 3、关于原子核半径的计算及单核子体积。（P6） R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径 单核子体积：A r R V 3033 434ππ== 4、核力的特点。（P14） 1.核力是短程强相互作用力； 2.核力与核子电荷数无关； 3.核力具有饱和性； 4.核力在极短程内具有排斥芯； 5.核力还与自旋有关。 5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。（P8） 结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2 A Z Z Z A Z c A Z m A Z B ?-?-+?=?= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。 比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε 原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。 6、关于库仑势垒的理解和计算。（P17） 1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。 2.若靶核电荷数为Z ，入射粒子相对于靶核 的势能为：r Ze r V 2 0241 )(πε=，在r =R 处， 势垒最高，称为库仑势垒高度。
西南科技大学2010-2011-1学期 《核辐射探测学》本科期末考试试卷(B卷) 课程代码 2 4 3 1 4 0 9 8 0 命题单位国防科技学院辐射防护与环境工程教研室 一．填空题（每空2分，共30分） 1.带电粒子的射程是指__________________，重带电粒子的射程与其路程_________。 2.根据Bethe公式，速度相同的质子和氘核入射到靶物质中后，它们的能量损失率之比是 _________ 3.能量为2.5 MeV的γ光子与介质原子发生康普顿散射，反冲电子的能量范围为_________， 反冲角的变化范围是_________。 4.无机闪烁体NaI的发光时间常数是430 ns，则闪烁体被激发后发射其总光子数目90%的光 子所需要的时间是_________。 5.光电倍增管第一打拿极的倍增因子是20，第2~20个打拿极的倍增因子是4，打拿极间电 子传输效率为0.8，则光电倍增管的倍增系数为_________。 6.半导体探测器中，γ射线谱中全能峰的最大计数率同康普顿峰的最大计数率之比叫做____。 7.电离电子在气体中的运动主要包括_________、_________、_________。 8.探测效率是指___________与进入探测器的总的射线个数的比值。 9.若能量为2 keV的质子和能量为4 keV的α粒子将能量全部沉积在G-M计数器的灵敏体积 内，计数器输出信号的幅度之比是_________。 10.当PN结探测率的工作电压升高时，探测器的结电容_________，反向电流_________。 二．名词解释（每题4分，共16分） 1.湮没辐射 2.量子效率 3.电子脉冲电离室 4.分辨时间 三．简答题（每题8分，共32分） 1.电离室的工作机制？屏栅电离室相比一般的平板电离室有什么优点？ 2.有机闪烁体中“移波剂”、无机闪烁体中“激活剂”，他们的作用分别是什么？ 3.简述PIN结探测器的结构和工作原理，和PN结探测器相比它有什么优点？ 4.气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器各有什么优点？用于α粒子探测的主要是哪类探 测器，为什么？ 四．计算题（共22分）
第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m m c E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 1228521065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==
试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]M e V .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
第16章 原子核物理 一、选择题 1. C 2. B 3. D 4. C 5. C 6. D 7. A 8. D 二、填空题 1. 171076.1?，13 1098.1? 2. 2321)(c m m m -+ 3. 1.35放能 4. 9102.4? 5. 117.8 6. 2321`c h m m m -+ 7 . 67.5MeV ，67.5MeV/c ，22 1036.1?Hz 8. 121042.2-? 9. 1.49MeV 10. 115kg 三、填空题 1. 解：设从t =0开始做实验，总核子数为N 0，到刻核子数为N 由于实验1.5年只有3个铁核衰变，所以 1<<τt ，)1(0τ t N N -≈ t =0时，铁核总数为 31274 0106.310 66.1104.6?=??=-N t =1.5年时，铁核总数为 )1(300τ t N N N -≈-=由此解得 3131 00108.15.13 106.3?=??=-=t N N N τ年
设半衰期为T ，则当t =T 时有2/0N N =，由τ/0e t N N =得τ/e 21T = 所以， 31 311025.1693.0108.12ln ?=??==τT 年 2. 解：设氢核和氮核的质量分别为N H m m 、，被未知粒子碰撞后速度分别为v H 和v N ； 未知粒子的质量为m , 碰撞前速度为v ，与氢核碰撞后为v 1，与氮核碰撞后为v 2 未知粒子与氢核完全弹性碰撞过程满足关系 H H 1v m mv mv += 2H H 2122 12121v m mv mv += 未知粒子与氮核完全弹性碰撞过程满足关系 N N 2v m mv mv += 2N N 2122 12121v m mv mv += 联立~得 2N N 2 H H N H ) ()(m m m m m m E E ++= 带入数据，可解得 03.1H =m m 由其质量比值可知，未知粒子的质量与氢核的质量十分接近，另由于它在任意方向的磁场中都不偏转，说明它不带电．由此判断该新粒子是中子． 3. 解：与第一组粒子相对应的衰变能为 α1α12264.793MeV 4.879MeV 4222 A E K A ==?=- 与第二组粒子相对应的衰变能为 α2α2 2264.612MeV 4.695MeV 4222A E K A ==?=- 226 86Rn 的两能级差为 ()α1α2 4.879 4.695MeV 0.184MeV E E E ?=-=-= 光子的能量与此两能级差相对应，所以光子的频率为 619 19340.18410 1.60218910Hz 4.4510Hz 6.62610 E h ν--????===??
原子核物理复习资料归纳整理 原子核物理复习资料归纳整理 名词解释 1、核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。 2、衰变常量：衰变常量是在单位时间内每个原子核的衰变概率。 3、半衰期：半衰期是放射性原子核数衰减到原来数目的一半所 需的时间。 4、平均寿命：平均寿命是指放射性原子核平均生存的时间。 5、放射性活度：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性 核素的衰变率，叫衰变率。 6、放射性：原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。 7、放射性核素：能自发的放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫做不稳定核素。 8、核衰变：原子核衰变是指原子核自发的放射出α或β等粒 子而发生的转变。 9、衰变能：原子核衰变时所放出的能量。 10、核素：具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核，称为一种核素。 11、同位素：质子数相同，中子数不同的核素。 12、同中子素：中子数相同，质子数不同的核。 13、同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素 14、同核异能素：质量数和质子数相同而能量状态不同的核素。
15、镜像核：质子数和中子数呼唤的一对原子核。 16、质量亏损：组成某一原子核的核子质量与该原子核质量之差。 17、核的结合能：自由核子组成原子核所释放的能量。 18、比结合能：原子核平均每个核子的结合能。 19、最后一个核子的结合能：是一个自由核子与核的其余部分组成原子核时，所释放的能量。 20、内转换现象：跃迁时可以把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 21、内转换现象：原子核从激发态到较低的能态或基态的跃迁时把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 22、内转换电子：内转换过程中放出来的电子。（如果单出这个就先写出内转换现象的定义） 23、内电子对效应： 24、级联γ辐射的角关联：原子核接连的放出的两个γ光子，若其概率与这两个γ光子发射方向的夹角有关，即夹角改变时，概 率也变化，这种现象称为级联γ辐射角关联，亦称γ-γ角关联。 25、穆斯堡尔效应：原子核辐射的无反冲共振吸收。 26、核的集体模型：每个核子在核内除了相对其它核子运动外，原子核的整体还发生振动与转动，处于不同运动状态的核，不仅有 自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量 都是分立的，因而形成能级。 28、核反应能：核反应过程中释放的能量。 29、核反应阈能：在L系中能够引起核反应的入射粒子最低能量。 30、核反应截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率。（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核
兰州大学2008～2009学年第 1学期 期末考试试卷（A 卷） 课程名称： 原子核物理 任课教师： 胡碧涛 学院： 核科学与技术学院 专业： 核物理 年级： 2005 班级 基地班 姓名： 校园卡号： （共150分，请选其中的100分作答） 1. 实验发现铋的λ＝47 2.2nm 的谱线分裂成六条。λ＝472.2nm 对应于D 3/2与S 1/2之间的跃迁且D 3/2的四个子能级的间距比是6:5:4。求核的自旋。 （20分） 2. 已知两个放射体的递次衰变，即Hg Au Pt h h 2008081.0200796.1220078??→???→?， 求几天后子母体放射性活度关系。 （10分） 3. 简述核力的性质。 （10分） 4. 简述实验发现的α衰变的物理规律并给出物理解释。 （20分） 5. 对于反应MeV Be d B 8.17810++→+α，当氘的能量为0.6MeV 时，在θ＝900方向上观测到四种能量的α粒子：12.2, 10.2, 9.0, 7.5MeV , 试求Be 8的激发能。 （20分） 6. 试判断3/2-→7/2-, 3/2-→9/2-, 9/2＋→1/2＋β跃迁的性质。 （15分） 7. 是判断1＋→0＋，1＋→1＋，1＋→2＋γ跃迁的类型。 （15分） 8. 厚度为0.02cm 的金箔被通量密度为1012cm －2s －1的热中子照射5分钟，通过197Au （n ，γ）198Au 反应生成198Au 。已知反应截面为98.7b ，金的密度为19.3g.cm -3,试求每平方厘米产生198Au 放射性活度A 。 （20分） 9. 简述重离子核反应的特点。 （20分）
人教版高中物理选修3-5知识点总结 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。（二）黑体和黑体辐射
1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 二．光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应
第2章核力与核结构 一、核力 ?（1）核力是强相互作用 ?质子之间库伦斥力反比于距离，而核内质子间距离非常小，但质子能紧密结合而不散开，说明新的作用力——核力的存在，且是吸引力。 ?一般核力约比库伦力大一百倍。
第2章核力与核结构 ?（2）核力的短程性和饱和性 ?结合能近似与A成正比，说明核力是短程力；?如果为长程力，一个核子能与核内其它每一个核子发生作用，那么核的结合能正比于核子的成对数A(A-1)，即正比于A2，与实验事实不符。?核力只作用于相邻核子，由于相邻核子数目有限，因此核力具有明显的饱和性。
第2章核力与核结构 ?（3）核力的电荷无关性 ?1932年海森堡假设：质子与质子之间的核力Fpp 和中子与中子之间的核力Fnn以及质子与中子之间的核力Fpn都相等，称为核力的电荷无关性。?利用同位旋概念，质子和中子是一种粒子的两种 不同电荷态，同位旋都为1/2，而同位旋第三分量分别为1/2和-1/2。
第2章核力与核结构 ?（4）核力与自旋有关 ?利用氘核的基态性质，由一个质子和一个中子组成 的最简单核子束缚态，其自旋和宇称为，其 自旋为两个核子的总自旋和相对轨道角动量之和。 + =1 π I 3 S1 3 P1 3 D1 1 2 1 1 P110 状态LS
第2章核力与核结构 ?由于氘核基态宇称为正，只能是3S1+3D1态的混合，即有S=1的自旋三重态组成，不存在自旋单态的氘核，核力将使质子和中子倾向于处在自旋平行的态。 ?（5）非中心力成分 ?氘核基态可以是3S1+3D1的混合态，其中3S1态约占96%，3D1态约占4%。 ?核力是以中心力为主，混有少量的非中心力。
原子核物理实验方法试题 一、填空题（每空2分，共20分） 1、带电粒子与物质的相互作用主要有：电离和激发，非弹性碰撞，弹性碰撞 2、电离室工作在饱和区。 3、丫射线同物质的相互作用主要有光电效应，康普顿效应,电子对效应。 4、光子到达光阴极的瞬间至阳极输出脉冲达到某一指定值之间的时间间隔称为渡越时间。 5、误差按其性质可以分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。 二、名词解释（每题5分，共20分） 1. 轫致辐射 答：快速电子通过物质时，原子核电磁场使电子动量改变并发射出电磁辐射而损失能量，这种电磁辐射就是轫致辐射。 2. 辐射损伤效应 答：半导体探测器受强辐射照射一段时间以后性能会逐渐变坏，这种效应称为半导体探测器的辐射损伤效应，简称辐射损伤效应。 3. 坪曲线 答：在放射源确定的情况下，探测器输出脉冲计数率随所加工作电压的变化曲线上具有明显的计数坪区，这样的曲线称为坪曲线。 4. 探测器的优质因子 答：探测器的探测效率；的平方与本底计数率的比值，即；2/n b称为探测器的优质因子。 1. 圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献，但在圆柱形正比计数器中输出电荷却主要是正离子的贡献，这是什么原因？ 答：对于圆柱形电子脉冲电离室，其输出信号是由入射粒子产生的初始离子对的电子向中央正极漂移过程中，在极板上产生的感应电荷的贡献，由于为圆柱形的电场非均匀性，决定了其输出脉冲幅度基本与电离发生的位置不灵敏。 对于圆柱形正比计数器，雪崩过程仅发生在很小的区域r0内，在r0区域以外 的电子漂移对信号的贡献完全可以忽略。在r0区域内经数量上放大的电子在向丝极飘逸的贡献大约占10?15%主要是经放大后正离子在向阴极漂移所产生的感应电荷的贡献。 2. 试说明G-M管阳极上感应电荷的变化过程。 答: G-M管阳极上感应电荷的变化对有机管和卤素管略有不同，以有机管为例，可分为几个阶段： 1 ?在入射带电粒子径迹产生正负离子对的瞬间阳极呈电中性，电子很快 漂移向阳极过程中，阳极上的正感应电荷增加，但数量很小； 2 ?电子雪崩过程开始，直到正离子鞘形成的过程中，电子很快向阳极运 动，此时，阳极上正感应电荷增加，同时，此电荷流经负载电阻，快前沿的负脉 冲，约占总输出脉冲幅度的10%到达阳极的电子与阳极上的正感应电荷中和。 阳极上留下与正离子鞘等量的负感应电荷。 3?正离子鞘向阴极漂移，负感应电荷流向阴极，同时。在外回路形成输 出信号。 3. 试说明半导体探测器的工作原理。 答：原理：当带电粒子入射到半导体的灵敏体积内，产生电子一空穴对。电子一空穴对在外电场的作用下分别向两极漂移，于是在输出回路中形成信号。 四证明题（每题10分，共10分） 1?试证明光子只有在原子核或电子附近，即存在第三者的情况下才能发生电子 、简答题（每题6分，共18分） 1
辽宁省沈阳二中2015-2016学年高二语文下学期6月月考试题 说明：1.测试时间150分钟总分：150分 2.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置上 第Ⅰ卷（阅读题，共70分） 一、现代文阅读（9分，每小题3分） 阅读下面的文字，完成1～3题。 ①书法艺术的独特性，首先在于它的艺术表现载体，是中国文明的传播工具——汉字。书法艺术以文字为母体，因文字书写而产生。它的所有语言样式，所有繁纷复杂的技术、规则，都傍依文字而诞生，离开文字而无从立其身。第二，书法和文字，共生、共进、共荣，相为表里，不可分解。第三，由于书法艺术以中国书面语言形式体系为载体，与实用书法同体、同步发展，这就造成世界艺术史上的罕见现象：汉字书面语言体系的功能区域，几乎全部被艺术样式所覆盖。除了“艺术的书法”，“实用书法”几乎没有存在空间，只居于极小范围和很低端的位置。 ②文字实用功能的实现，实际上只需要基于“六书”而形成的字符体系。这个体系，是否具有艺术美感，书法形式语言介入不介入，对汉字的信息传递功能没有影响。但是我们的先民，依托于“六书”符号体系，演绎出了篆、隶、草、行、楷五大书体和变化无穷的汉字书法形式语言。这是既可以满足信息传递功能需要，也可以满足审美需要的“双功能”书法形式语言。 ③审美书法对实用书法实现全覆盖，使人们无从分辨哪些书法是表现性的，是“纯艺术”，哪些是实用性的，是“非艺术”。从艺术形态的来源说，书法没有什么特殊，从生活原型升华、分离出艺术形态。但书法的特殊性在于：舞蹈、演唱，都来源于生活原型；一旦它们升华分离后，不再介入生活原型，艺术是艺术，生活是生活，艺术从来不干预生活。书法的情况特殊，它是始终和生活原型“捆绑”在一起——所有的书写场合（不管实用还是审美），都可以用书法。它确实挑战了世界学术界原有的对“艺术”概念的界定，也挑战人们对艺术特性认知的极限。这也是国际学术界较长时间不能认识到中国书法不仅仅是“文献档案”而且更是“艺术品”的原因。 ④作为实用文字书写，毫无疑问，书写文字内容需要有可辨读性。书法艺术秉承了“实用书写”的全部特性。从中国书法史的发展看，书法的“可辨读性”原则一直被奉为一个艺术法则而得到普遍遵守。没有语序的“梦呓”式书法，从来没有被允许成为“艺术书法”的一种创作模式。 ⑤中国书法艺术以文字为载体的特性，决定了它是和日常社会生活结合最紧密，最具国民普及性和国民素质涵育功能的艺术。同时，也一定是最具有生命力、延续时间最长、传播地域最广的艺术。“新文化运动”改变了中国人原有的阅读和书写习惯。但在书法艺术领域，传
选修3-5知识梳理 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。 （二）黑体和黑体辐射 1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短 方向移动。
第一章 1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭' C 放射的，其动能为6 7.6810?电子伏特。散射物质是原子序数79Z =的金箔。试问散射角150ο θ=所对应的瞄准距离b 多大？ 解：根据卢瑟福散射公式： 2 02 22 442K Mv ctg b b Ze Ze αθ πεπε== 得到： 21921501522 12619079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010) Ze ctg ctg b K ο θαπεπ---??===??????米 式中2 12K Mv α=是α粒子的功能。 1.3 钋放射的一种α粒子的速度为71.59710?米/秒，正面垂直入射于厚度为7 10-米、密度 为4 1.93210?3 /公斤米的金箔。试求所有散射在90οθ>的α粒子占全部入射粒子数的百 分比。已知金的原子量为197。 解：散射角在d θθθ+之间的α粒子数dn 与入射到箔上的总粒子数n 的比是： dn Ntd n σ= 其中单位体积中的金原子数：0//Au Au N m N A ρρ== 而散射角大于0 90的粒子数为：2 ' dn dn nNt d ππσ =?=? 所以有： 2 ' dn Nt d n ππσ=? 2 221800 2 903 cos 122( )( )4sin 2 Au N Ze t d A Mu ο ο θ ρπθθπε= ??? 等式右边的积分：180 18090903 3 cos sin 2221 sin sin 2 2 d I d ο ο ο οθθ θθ θ =?=?= 故
'22202012()()4Au N dn Ze t n A Mu ρππε=?? 64 8.5108.510--≈?=? 即速度为7 1.59710/?米秒的α粒子在金箔上散射，散射角大于90ο 以上的粒子数大约是 4008.510-?。 1.4能量为3.5兆电子伏特的细α粒子束射到单位面积上质量为2 2 /1005.1米公斤-?的银 箔上，α粒子与银箔表面成ο 60角。在离L=0.12米处放一窗口面积为2 5 100.6米-?的计数 器。测得散射进此窗口的α粒子是全部入射α粒子的百万分之29。若已知银的原子量为107.9。试求银的核电荷数Z 。 解：设靶厚度为' t 。非垂直入射时引起α 度' t ，而是ο 60sin /'t t =，如图1-1所示。 因为散射到θ与θθd +之间Ωd 立体 角内的粒子数dn 与总入射粒子数n 的比为： dn Ntd n σ= (1) 而σd 为： 2 sin )( )41( 42 2 2 20 θ πεσΩ=d Mv ze d （2把（2）式代入（1）式，得： 2 sin )()41(422220θπεΩ=d Mv ze Nt n dn ……（3） 式中立体角元0 '0'220,3/260sin /,/====Ωθt t t L ds d N 为原子密度。'Nt 为单位面上的原子数，1 0')/(/-==N A m Nt Ag Ag ηη，其中η是单位面积式上的质量；Ag m 是银原子的质量；Ag A 是银原子的原子量；0N 是阿佛加德罗常数。 将各量代入（3）式，得： 2 sin ) ()41(324 2222 0θπεηΩ=d Mv ze A N n dn Ag
光电效应、量子理论、原子及原子核物理(专题复习) 一、光地波动性（略） 二、光地粒子性 1、光电效应 （1）光电效应在光（包括不可见光）地照射下，从物体发射出电子地现象称为光电效应. （2）光电效应地实验规律： 装置： ①任何一种金属都有一个极限频率，入射光地频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率地光不能发生光电效应. ②光电子地最大初动能与入射光地强度无关，光随入射光频率地增大而增大. ③大于极限频率地光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出地光电子数地多 少），与入射光强度成正比. ④金属受到光照，光电子地发射一般不超过10－9秒. 2、波动说在光电效应上遇到地困难 波动说认为：光地能量即光地强度是由光波地振幅决定地与光地频率无关.所以波动 说对解释上述实验规律中地①②④条都遇到困难 3、光子说 （1）量子论：1900年德国物理学家普郎克提出：电磁波地发射和吸收是不连续地，而是一份一份地，每一份电磁波地能量E=hv （2）光子论：1905年受因斯坦提出：空间传播地光也是不连续地，而是一份一份地，每一份称为一个光子，光子具有地能量与光地频率成正比. 即：E=hv ，其中h为普郎克恒量h=6.63×10－34J·s 4、光子论对光电效应地解释 金属中地自由电子，获得光子后其动能增大，当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面，入射光地频率越大，光子能量越大，电子获得地能量才能越大，飞出时最大初功能也越大. 三、波粒二象性 1、光地干涉和衍射现象，说明光具有波动性，光电效应，说明光具有粒子性，所以光具有波粒二象性. 2、个别粒子显示出粒子性，大量光子显示出波动性，频率越低波动性越显著，频率越高粒子性越显著 3、光地波动性和粒子性与经典波和经典粒子地概念不同 （1）光波是几率波，明条纹是光子到达几率较大，暗条纹是光子达几率较小 这与经典波地振动叠加原理有所不同 （2）光地粒了性是指光地能量不连续性，能量是一份一份地光子，没有一定地形状，也不占有一定空间，这与经典粒子概念有所不同
普通高等学校招生全国统一考试·天津卷说明 理科综合能力测试 理科综合能力测试包括物理、化学和生物三个科目，各个考试科目分别命制试题，采用合场分卷的形式。理科综合能力测试的考试方式为闭卷笔试，考试的限定用时150分钟；试卷满分300分，其中物理、化学、生物三科试题的分值分别为120分、100分、80分。各科目试卷中一般采用选择题和非选择题等题型，组卷按题型排列，选择题在前，非选择题在后，同一题型中的不同题目尽量按照由易到难的顺序排列；试题包括容易题、中等难度题和难题，以中等难度题为主。 物理部分 I．学科命题指导思想 高考物理试题命制以“能力立意”为主导，着重考查考生的物理基础知识、基本能力和科学素养；突出学科内部知识的综合应用；注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发 展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用；适度体现试题的开放性与探究性； 以有利于高校选拔新生，并有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程培养目标的 实现。 II．能力要求 知识是能力的载体，通过对知识运用的考查反映考生能力水平。因而高考高考物理在考 查知识的同时，注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置，但不把某些知识与某种能 力简单地对应起来。 目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面： 1．理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及 它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表 述）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。 2．推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论 证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。 3．分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状 态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分 解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。 4．应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行 推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。 5．实验能力与探究能力能独立的完成表2中所列的实验，能明确实验目的，能理解 实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实 验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案； 能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。
光电效应、量子理论，原子及原子核物理 一、光的粒子性 1、光电效应 （1）光电效应：在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。 （2）光电效应的实验规律： 装置： ①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。 ③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数 的多少），与入射光强度成正比。 ④金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9秒。 2、波动说在光电效应上遇到的困难 波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以 波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难 3、光子说 （1）量子论：1900年德国物理学家普郎克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E=hv （2）光子论：1905年受因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比。 即：E=hv ，其中h为普郎克恒量h=×10－34J·s （3）光电效应方程 E k=hv-W 4、光子论对光电效应的解释 金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面，入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越大，飞出时最大初功能也越大。 二、波粒二象性 1、光的干涉和衍射现象，说明光具有波动性，光电效应，说明光具有粒子性，所以光具有波粒二象性。 2、个别粒子显示出粒子性，大量光子显示出波动性，频率越低波动性越显着，频率越高粒子性越显着 3、光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同 （1）光波是几率波，明条纹是光子到达几率较大，暗条纹是光子达几率较小，这与经典波的振动叠加原理有所不同 （2）光的粒了性是指光的能量不连续性，能量是一份一份的光子，没有一定的形状，也不占有一定空间，这与经典粒子概念有所不同 原子和原子核 一、原子结构： 1、电子的发现和汤姆生的原子模型： （1）电子的发现： 1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。 电子的发现表明：原子存在精细结构，还可以再分，从而打破了原子不可再分的观念。
期末考试试卷（B 卷） 课程名称： 原子核物理 学院： 核科学与技术学院 姓名： 校园卡号： （共150分，请选其中的100作答） 1. 我们知道原子核体积近似地与A 成正比，试说明其内在的物理原因。 2. 重核裂变后，生成的中等重的核常伴随着β衰变，为什么？ 3. Bi 21183 衰变至Tl 20781，有两组α粒子，其能量分别为6621keV ，6274keV 。前 者相应是母核衰变至子核基态，后者为衰变至激发态。试求子核Tl 20781激发态的能量。 4. 对于Ca Sc s 42 2068.04221??→?， 查表得3.310),(=m E Z f ，并已知子核的能级特性为+O 。试判断母核的能级特性。 5. 质子轰击7Li 靶，当质子的能量为0.44, 1.06, 2.22 和3.0MeV 时，观测到共振。已知质子和7Li 的结合能为17.21MeV ，试求所形成的复合核能级的激发能。 6. 简述处于激发态的复合核的中子蒸发能谱，并推导之。 7. 什么是内转换电子，内转换电子与β跃迁电子的区别。 期末考试试卷（B 卷）答案 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 分 数 阅卷教师
1.解： 核力的作用要比库仑力强，而且主要是吸引力，这样才能克服库仑力形成原子核。核子之间的磁力也比核力小很多，万有引力更是微不足道。 核力是短程力，粗略的说，核力是短程力的强相互作用，而且起作用的主要是吸引力。 2.解： 重核的中质比大于1，甚至达到1.54.对于重核，核内的质子数增多，库仑力排斥增大了，要构成稳定的核就必须要还有更多的种子以消耗库仑排斥力作用。贝塔稳定线表示原子核有中子，质子对称相处的趋势，即中子数和质子数相当时原子核比较稳定。 3.解： 子核的激发能量： MeV E E A A E 7.353]62746621[207211)]()([410=-=--= αα 4.解： 4242 21 20 0.68 3.31/2log log(0.6810) 3.13 s Sc Ca f T β+ ???→?=?= 1/2 l o g f T ?判断跃迁种类几次规则知道该β + 衰变为容许跃迁 01,0;0,1 (1)1;1 i i i i I I I πππ?=-=±=?=?+=+=+故而，故而， 所以，母核42 21 Sc 的能级特性为：0+1+。 5.解： 复合核的激发能为： 代入数据得到： **12**3417.60,18.1319.15,19.84E M eV E M eV E M eV E M eV ==== 6.解： 再通过复合核的反应中，出射粒子的能量也具有麦克斯韦分布的特点，在适当的条件下叫分布也是各向同性的。因此，我们可以用液滴蒸发的图像来处理复合核的衰变，这就是中子蒸发能谱。 推导如下： 令剩余核的激发能 n E E E -=0*由于复合核的衰变至剩余核的激发能为n E E E +→**之间的概率与此间的能级成正比，同时与复合核的中子宽度)(n n E Γ成正比， 于是： n n n n n n dE E E E dE E n )()()(0-Γ∝ρ 又反应截面可以写为 ΓΓ=b CN ab ) (ασσ *A aA a A m E E B m m =++