原子核物理课后习题答案
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1.本章重点:
1、莫塞莱公式,核的质量的测量,半径公式;
2、核的自旋、宇称;
3、核磁共振法测核磁矩;
4、核的电四极矩与核形状的关系。
2.本章重点:
1、放射性
1)基本概念:放射性、核衰变、衰变常数、
半衰期、平均寿命、放射性活度、
比活度、射线强度;
2)基本规律:指数衰减规律;连续衰变规律;
3)人工放射性的生长;14C鉴年;
2、原子核的稳定性
1)质量亏损,质量过剩,结合能,比结合能
2)液滴模型;原子核稳定性的经验规律。
5.本章重点:
1、衰变能的计算及其与 粒子动能的关系;
2、 衰变的实验规律;
3、经典理论的困难,阿尔法衰变的机制。
6.本章重点:
1、贝塔谱的特点及其解释;
2、 衰变的三种类型(形式、本质、衰变能、衰变条件等); 3、衰变纲图;
4、贝塔衰变的跃迁分类和选择定则、比较半衰期。
7.本章重点:
1、跃迁多极性、跃迁分类
2、选择定则及应用
3、内转换现象、内转换系数的应用
4、穆斯堡尔效应
问答:为什么同一核的伽马发射谱不能成为其吸收谱?
8.本章重点:
1、核内存在壳层结构的条件及基本思想;
2、壳模型的应用(确定核基态自旋和宇称;解释同核异能素岛;与贝塔衰变的关系);
3、集体模型?
4、转动能级。
9.本章重点:
1、基本概念:
核反应、反应道、核反应能、核反应阈能、核反应截面、核反应微分截面、核反应产 额;
2、核反应能、阈能的计算;
3、Q方程的推导及应用;
4、核反应截面、 微分截面,产额的相关计算;
5、细致平衡原理。 名词解释:核反应,阈能 (并会计算)
第九章 分子结构和光谱
9.1 rHB分子的远红外吸收光谱是一些194.16~厘米v等间隔的光谱线。试求rHB分子的转动惯量及原子核间的距离。已知H和rB的原子量分别为1.008和79.92。
解:远红外光谱是由分子的转动能级跃迁产生的,谱线间隔都等于2B。即Bv2~……(1)
而 IchB28/ ……(2)
由(1)、(2)两式可得:
米米千克1021247221042.1)(10302.3~828BrHBrHmmmmIIrcvhBChI
9.2 HCl分子有一个近红外光谱带,其相邻的几条谱线的波数是:-1厘米49.2821,56.2843,09.2865,25.2906,78.2925。 H和Cl的原子量分别是1.008和35.46。试求这个谱带的基线波数0~v和这种分子的转动惯量。
解:由谱线的波数之差可见:除09.286525.2906之外,其他相邻谱线之差近乎相等。而2906.25和2865.09之差相当于其他相邻谱线之差的二倍。显然这是一个振动转动谱带。上述两谱线之间有一空位,此空位即是只有振动跃迁是的基线波数0~v。给出五条谱线中,显然,头两条属于R分支,其波数按大小顺序分别记为12~,~RRvv;后三条属于P分支,其波数按大小顺序分别写作3,2,1~~~PPPvvv。
R分支的谱线波数近似地由下述公式决定:
,2,1','2~~0JBJvvR
P分支的谱线波数近似地由下述公式决定:
,2,1','2~~0JBJvvP
因此有:
(Ⅰ))()(22~~12~~0101BvvBvvPR
(1)-(2) 式,得:
29.104~~11PRvvB (Ⅱ)
)()(44~~34~~0202BvvBvvPR
(3)-(4) 式,得:
28.108~~22PRvvB
1 核物理习题与思考题
第一章 原子核的基本性质
1. 原子核半径的微观含义是什么?它与宏观半径有何区别?
2. 半径为O189核半径的1/3的稳定核是什么核?
3. 若将原子核看作是一个均匀的球,试计算氢(1H)核的近似密度.
4. 计算下列各核的半径:AHe1074742,g ,.23892U设r0=1.451510米.。
5. 宏观质量单位与微观质量单位有何不同? 同位素,同量异位素,同质异能素,同中子素之间有何区别? 对下列 每一种核素至少举出一种同量异位素和一种同位素:
UCuN2386314,,.
6. 对下列每一种核素至少举出一种同位素和一种同中子异位素:SnPbO12020816,,.
7. 若将粒子加速到其速度等于光速度的95%,则粒子质量为多少u? 合多少千克?氢原子静止质量为M (He4) =4.002603u .
8. 若电子的速度为2.5810米/秒,那么它的动能和总能量各为多少电子伏特?
9. 计算下列核素的结合能和比结合能: UNiFeOCH238585616122,,,,,.
10. 从Ca4020中移出一个中子需要多少能量? 从中移出一个质子的能量又是多少?其中钙40,钙39的原子静止质量分别为: M (Ca40) =39.96258u , M (Ca39)
=38.97069u,M (K39) =38.9163710u.
11. 计算从OO1716和 中移出一个中子需要的能量. 有关原子静止质量为: M (O16)
=15.994915u,M ( O15) =15.003072u,M ( O17) =16.999133u .
12. 计算从和O16F17 中移出一个质子需要的能量. 有关原子质量为: M (N15)
=15.000108u, M (F17) =17.0022096u , M (O16) =16.999133u.
13. 计算下列过程中的反应能和阈能:
原子核物理(卢希庭)课后习题答案全
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第一章习题1-1 A 利用课本上的公式 AZ BA, B已知(书上第四页) E h (其中h是常数为 .63 1034 ) 6
B 上课讲的公式
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2-2质谱仪工作原理1 2 M qV (1) 2 M 2 q B ( 2) R q 2V qB 2 R 2
2 2 即M M B R 2V 由, 1 2可以解出 M A 1.66 10 27
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1-31 2 M qV 2 2 M q B R 2VM R 2 qB 2V1M 1 2 q1 B1 2V2 M 2 2
q2 B2
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4 1-4, 计算下列各核的半径:He, 2
107 47
Ag,
238 92
U, 设r0 1.45 fm.
解:由R r0 A 3知, 对于 He,R 1.45 44 2 1 3
1
fm 2.33 fm1 3
对于 对于
107 47 238 92
Ag,R 1.45 107 U,R 1.45 2381
fm 6.88 fm fm 8.99 fm
3
1-5, 实验测得 241 Am和 243 Am的原子光谱的超精细结构由六条谱线., 解:由已知条件知原子的总角动量量子数可以取6个值 又 电子总角动量j核的自旋I 5 2 5 2
已知相应原子能级的电子角动量大于核的自旋,试求 241 Am和
243 Am核的自旋。
2I 1 6 I
即 241 Am和 243 Am核的自旋为
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原子209 Bi的谱线2 D3 分裂成四条子能级,相 邻能级的间距比为 :4,求核的自旋 值 6 5: I2