粒子物理与原子核物理专业（070202）硕士学位研究生培养方案
一、学科专业培养目标
应具有量子场论、粒子物理、核物理和近代数学的坚实的理论基础和专门知识，掌握射线探测技术及利用计算机在线获取数据和分析数据的方法，能使用计算机进行理论研究。了解当代粒子物理和核物理的现状和发展方向，具有开展本学科科学研究工作和核技术应用研究的能力。应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。具有开拓进取严谨求实的科学态度和作风。学位获得者应能承担高等院校、科研院所及高科技企业的教学、研究及开发与管理工作。
二、研究方向
1、γ射线产生机理
2、γ射线与物质作用
3、α、β、γ射线谱学
三、课程设置
四、科研能力与水平要求
在科研方面，学生以参加老师的科研课题为主，在科研实践中学习。重点在于培养研究生的自学能力与科研能力。为使研究生了解本学科或本研究方向的重大学术问题和前沿性问题，提高研究生科研工作的兴趣和学术交流能力，鼓励研究生在校期间参与高水平的研究项目，听取国内外本学科专家做学科前沿报告和参加国内外学术会议。学生应具有以下能力：
1、较强地获取知识和相关研究领域最新信息的能力。
2、扎实的理论基础和专门知识，较强的独立工作能力和分析问题解决问题的能力。
3、较强的实验及科学研究能力。
4、能胜任科研、教学和技术管理工作。
五、学位论文要求
按照学校有关规定。
六、其他要求
对于跨专业考生需补修相关本科专业课，具体课程为理论力学、热力学与统计物理。补修课程不单独设课，不计学分，在第二学期末进行考试，考试成绩在60分以下者不允许进行硕士论文开题。
学分要求：要求修满32学分准予毕业。
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。
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 ； ；； 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 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 .
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案 （学科专业代码：070202授予理学硕士学位） 一、学科专业简介 粒子物理与原子核物理专业包含如下研究方向：粒子物理、相对论重离子碰撞物理、夸克物质物理、相对论重离子碰撞实验、高能碰撞唯象学，以及高能核天体物理。本专业方向是以国内及国际大型加速器及宇宙线实验为依托，在粒子物理方向，从理论和实验两方面研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律；在原子核物理方向，研究内容包括GeV至TeV能区的重离子碰撞，在理论上涉及高能重离子碰撞动力学及形成夸克物质的机理，粒子碰撞与粒子产生物理模型，夸克物质信号的预言；实验研究包括高能核－核碰撞的实验数据处理；高能核－核碰撞实验计算机模拟与物理分析；粒子探测新技术与数据获取技术研发，核电子学以及新型探测器的研发和研制，探测器软件研发及网格计算技术在实验模拟及数据分析中的应用等；目标是探寻夸克物质信号，检验格点量子色动力学（QCD）的预言，研究TeV能区的新物理。该专业方向
有长期的理论和实验研究基础，师资力量雄厚，有良好的国际国内合作环境，“粒子物理研究所”、“湖北省高能物理重点实验室”及批准建设的“夸克与轻子物理教育部重点实验室”提供了科学研究环境的有效保障。 二、培养目标 掌握坚实的粒子物理与原子核物理基础和系统的专门知识，熟悉粒子物理与原子核物理专业有关方向的国内外研究历史、现状和发展方向，掌握一门外语，具有从事科学研究、高等学校教学工作或独立担负有关专门技术工作能力，成为德智体全面发展，适应社会主义现代化需要的高层次人才。 三、研究方向简介 序号研究方向名 称 简介 1 粒子物理从理论和实验上研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律 2 夸克物质物夸克物质的硬探针信号、夸克
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
物理学博士研究生培养方案 （专业代码：0702） 一、学科概况 西北师范大学的物理学专业为教育部特色建设专业，甘肃省重点学科；具有物理学博士后科研流动站、物理学一级博士点。建立了原子分子物理与功能材料省级重点实验室，与中科院近物所联合建立了极端环境原子分子物理实验室。学科点凝聚了一批高学历、高水平、结构合理的学科带头人和学术梯队。具有享受国务院特殊津贴专家1人，省优秀专家1人，省领军人才5人，省科技创新人才4人，留学回国人员20 余人。在原子分子物理、理论物理、凝聚态物理、等离子体物理等方向形成了明显特色与优势，在国内外产生了一定影响。近五年承担国家自然科学基金30余项、省部级项目20余项、国际合作项目2项，年科研经费近一千万元；每年在SCI收录期刊发表论文60多篇，在Phys. Rev.系列等标志性刊物上的论文数逐年增加。研究成果获甘肃省自然科学奖2项、甘肃省高校科技进步奖7项。研究生招生规模、培养质量、对外影响稳步提升，与多所国内外著名大学和研究机构建立了稳定的交流合作及研究生联合培养机制；在近几年的《中国研究生教育分专业排行榜》上，原子与分子物理专业被评为A级，物理学一级学科被评价为B+级。 本学科涵盖理论物理、原子与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、光学5个二级学科。 二、培养目标 本专业培养的博士研究生应是热爱祖国、学风良好、治学严谨、身心健康，掌握本专业坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识及技能，有较强的创新能力，熟练掌握一门外语，并具有独立从事与物理学专业相关的教学、科研工作的高级专门人才。 三、研究方向 1．非线性物理 2. 玻色-爱因斯坦凝聚 3. 原子结构与原子碰撞 4. 强激光场中的原子分子物理 5. 基于加速器的原子物理 6. 大气环境中的原子分子过程 7. 团簇的结构与性质
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。
物理学院研究生培养方案 研究生课程建设直接关系研究生基础知识的拓宽、解决实际问题能力的培养以及学位论文的质量。因此，课程教学在实现研究生培养目标中占有重要地位。 硕士生研究生毕业的学分要求：本专业本科入学者32个学分，非本专业本科或同等学历入学者36个学分。 在培养方案中所列出的A、B类课程是必修课；C类课程是各专业的学位课程，每个硕士生必须至少选修2门C类课程。以下两门课作为D类课程，要求全系每个硕士生必须选修一到两门课，1）物理学进展；2）现代物理实验技术专题。 博士研究生除必须选修博士生学术交流英语和现代科学技术革命与马克思主义两门公共课，还要求至少选修2门有关博士专业课程及专业英语。 制冷及低温工程专业(080705)硕士研究生培养方案 －、培养目标 培养我国建设需要，有较高思想觉悟，热爱祖国，品德优良，具备严谨科学态度和良好学风，适应面向二十一世纪的德、智、体全面发展的制冷及低温工程专业人才。 掌握制冷及低温工程专业的系统理论知识和具有基本研究能力，了解本领域的研究动态，能独立开展与本学科有关的研究和教学工作。学位论文应具有一定的创新性或应用前景。 二、研究方向 制冷及低温工程学科涉及到物理、材料、能源及智能控制等相关学科的知识。本专业主要培养有较好物理学基础、具有新型制冷与低温技术研究能力的人才和从事高新技术创新研究的高层次应用型人才。 本专业的主要研究方向有： （1）新型制冷低温技术 （2）制冷低温材料的热物理特性 （3）制冷低温流体传热、传质特性 （4）复合相变蓄能材料与蓄能技术 （5）室温磁制冷材料与磁制冷技术 三、招生对象 符合报名资格，参加全国硕士研究生统一考试合格，再经面试合格者。 四、学习年限 硕士研究生：三年 五、课程设置 Ａ类：
原子核物理专业词汇中英文对照表 absorption cross-section 吸收截面 activity radioactivity 放射性活度 activity 活度 adiabatic approximation 浸渐近似 allowed transition 容许跃迁 angular correlation 角关联 angular distribution 角分布 angular-momentum conservation 角动量守恒 anisotropy 各项异性度 annihilation radiation 湮没辐射 anomalous magnetic moment 反常极矩 anti neutrino 反中微子 antiparticle 反粒子 artificial radioactivity 人工放射性 atomic mass unit 原子质量单位 atomic mass 原子质量 atomic nucleus 原子核 Auger electron 俄歇电子 bag model 口袋模型 baryon number 重子数 baryon 重子 binary fission 二分裂变 binging energy 结合能 black hole 黑洞 bombarding particle 轰击粒子 bottom quark 底夸克 branching ration 分支比 bremsstrahlung 轫致辐射 cascade radiation 级联辐射 cascade transition 级联跃迁 centrifugal barrier 离心势垒 chain reaction 链式反应 characteristic X-ray 特征X射线 Cherenkov counter 切连科夫计数器 collective model 集体模型
物理学硕士研究生培养方案 （学科代码：0702 ） 一、培养目标 本学科培养的硕士研究生应是热爱祖国、崇尚科学，能自觉遵守学术道德和学术规范，学风严谨、踏实勤奋、积极进取，身心健康，有良好的团队协作能力；具备扎实的理论基础知识和熟练的数理推演能力，具备实验研究的设计和操作技能，并有一定的创新能力，熟练使用一门外语，有及时了解本专业前沿动态的能力；初步具有独立从事和物理学科相关专业的教学、科研和管理等方面的专业人才。 二、学科专业 1. 理论物理（070201） 2. 原子和分子物理（070203） 3. 等离子体物理（070204） 4. 凝聚态物理（070205） 5. 光学（070207） 三、学习年限及应修学分 全日制硕士研究生的学习年限一般为3年。在完成培养要求的前提下，对少数学业优秀、科研成果突出的硕士生，可推荐提前攻读博士学位或允许申请提前毕业，提前毕业期一般不超过1年。如确需延长学习年限的，延长期一般不超过1年。 各专业的硕士研究生应至少须修满35学分，其中课程学习32学分，实践环节3学分。 四、课程设置及考核方式（具体见本学科课程设置和教学计划表） 五、培养方式 依据本学科理论物理、原子和分子物理、等离子体物理、凝聚态物理以及光学等专业特点，硕士研究生的主要培养环节由学院隶属的各研究所统筹安排，按导师及指导小组制定的具体培养计划执行。基础理论课的教学采取教师讲授为主的方式进行，通过测试取得学分；专业课及专业选修课的教学采取教师讲授和小组讨论相接合的方式进行，通过测试（或考查）取得学分；实践教学环节中的科研实践要求研究生除参加研究小组、研究所乃至学院例行的学术讨论会外，还要求每个研究生在不同场合至少分别各作一次文献综述报
第26卷总第313期2008年第4期(上半月) 物理教学探讨 Journal of Physics T eaching Vol.26No.313 (S) 4.2008.1. 专家 论坛 原子核物理发展现状简介 赵恩广 中国科学院理论物理研究所,北京市100080 编者按:2007年初,按中国科协的规划,中国物理学会组织了一些专家学者编写中国的物理学科发展报告。这里,我们邀请参与编写发展报告的部分专家,对物理学一些分支领域的发展现况做扼要介绍,供各位物理教师参考。下文是本系列推出的第一篇文章。 作者简介:中国科学院理论物理研究所研究员,博士生导师。1963年毕业于吉林大学物理系,1963-1967年是两弹元勋于敏先生研究生,从1992年起任中国核物理学会核结构专业委员 会主席和副主席。长期从事极端条件下的核结构,核天体物理中的中子星性质及核内非核子自 由度的研究。主持多项国家级科学项目,其中研究项目/高自旋与超变形核态的研究01993年获 原国家教委科技进步二等奖,/原子核与超核性质的介子探针研究01997年获原国家教委科技进步二 等奖,/原子核的奇特性质及新集体转动模式的研究02000年获教育部自然科学一等奖。 贝克勒尔1896年发现了铀元素的天然放射性,揭开了现代物理的序幕。同时,它也标志着原子核物理的起点。核物理的主要研究对象是原子核的结构、反应和衰变。一百多年来,通过核物理的研究,人们对物质结构、微观世界与宏观世界运动规律的认识不断深化;到20世纪末,核物理的发现和成果,得到过17个年度的诺贝尔物理学奖和8个年度的诺贝尔化学奖;核武器的研制与核能源的开发利用,对人类历史进程发生了巨大的影响;因此,原子核物理一直受到社会的普遍关注。下面,我们把原子核物理的发展现状,做一简要介绍。 原子核的尺寸很小,它的线度只有原子的十万分之一。但是,它的质量却占一个原子的99.9%以上。所以,我们的地球和宇宙中星体的质量,基本上都是由原子核贡献的。而恒星中对抗引力塌缩的力量,主要是来自轻原子核的燃烧过程。所以,原子核物理的研究范围,既可以小到10-15米的微观尺度,也可以大到宏观的恒星尺度。 从上个世纪30年代中子的发现起,就建立了原子核主要由中子和质子(它们又统称核子)组成的图像。这个图像,至今仍然正确。但是,由于粒子物理的发展,人们可以把一些其它的粒子,如+超子和2超子,束缚在原子核内,构成了所谓的超核。对超核的研究,已经成为核物理的一个重要领域。核子间的主要相互作用是强相互作用,又称核力。此外,弱相互作用与电磁相互作用在原子核中也扮演着重要的角色。原子核是一个由这些基本相互作用支配的有限量子多体系统,由此而建立的核多体理论独具特色。这些理论既有非相对论性的,也有相对论性的,它们仍处于不断的发展之中。 自然界存在的稳定原子核不到300种。如果以中子数为横轴,质子数为纵轴,把原子核排列起来,就构成所谓的核素图。图中的每个原子核叫一个核素。到目前,加上实验室发现和产生的各种寿命的不稳定原子核,核素的总数已经有3000多个。但是,理论预言,核素的总数应当有8000多个。对这些未知核素以及已经发现的不稳定核素进行探索和研究,构成了当代原子核物理的几个重大前沿领域,包括放射性核束物理、核天体物理以及超重元素的合成。 图1核素图。图中的直线标出了中子和质子幻数。 在核素图中(图1),所有稳定的原子核,都落在一条从左下角伸向右上角的斜线的附近。这条线被称为B-稳定线。因为,这些核相对于B-衰变是稳定的。相对于B-衰变稳定的原子核内,其质子和中子数目,都有一个比较合适的比例。当核素逐渐离开B-稳定线时,这个比例会变得过大或过小,其寿命不断变短。现有的原子核理论,基本是来自对稳定核的研究。在远离B-
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 =++
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 序言 (2) 1.伦琴和X射线的发现 (3) 1.1偶然的发现 (3) 1.2机遇是留给有准备的人 (3) 2.贝克勒尔发现放射性 (3) 2.1贝克勒尔发现铀盐辐射 (4) 3.居里夫人和镭的发现 (4) 3.1钋的发现 (4) 3.2不知疲倦的科学家 (5) 3.3生活的不幸成为研究的动力 (6) 4.卢瑟福和α射线的研究 (6) 4.1卢瑟福发现α射线 (7) 4.2卢瑟福提出有核原子模型 (8) 5.总结 (9) 参考文献 (10) 致谢 (11)
摘要：在21世纪，原子核物理学已经在人类生活，军事上都得到了广泛应用，但有多少人知道其发现的历程呢！在以牛顿理论系统建立的经典力学的大厦笼罩下，原子核物理学又是经过多少科学家的反复推导和验证诞生的呢！或许岁月的长河会掩盖住过往的尘沙，但它无法遮挡住那如黄金般闪耀的历程！ 在本文中我们将通过文献研究法和调查法，跟寻科学家的脚步，来重新认知原子核物理的发展的历程。并且着重通过对卢瑟福对α射线的研究，尤其是α粒子的大角度散射实验，来亲自感受原子核发现的经过。最后讨论原子和物理的发现和发展给人类带来的好处和坏处，正确的对待科学，应用科学，使我们的家园变得更美好。 关键字：X射线放射性α射线 Abstract：In the 21st century, nuclear physics has been in the human life, the military has been widely used, but how many people know that their findings of course! In Newton's theory of classical mechanics system set up for our shadowat, omic nucleus physics and after how many scientists of derivation and validation is born again and again! The long river of years may obscure past dust, but it cannot block the shine like gold of course! In this article, we will through the literature research and survey method and steps of scientists, to the cognitive development of nuclear physics. And emphatically based on the research of the rutherford to alpha rays, especially of alpha particles, large Angle scattering experiment, after found to experience personally the nucleus. Finally discussed the discovery and development of atoms and physical brings to the human, the advantages and disadvantages of the correct treatment of science, applied science, make our home more beautiful. Keywords:X ray radioactive alpha
天体物理二级学科（070401）硕士研究生培养方案 一、培养目标 总体要求：完成培养方案规定的课程学习任务，在各个科研环节接受基本训练，在导师指导下自主完成导师安排的科研工作，获得一定量的科研经历，毕业论文达到理学硕士学位论文水平。 具体要求如下： 1.初步了解国内外天体物理学研究历史、现状和可能的发展方向； 2.能用一门外语进行学术交流和论文写作。 3.初步掌握专业基础理论和研究方法； 4．具有开展科学研究的初步能力； 5. 具有从事科技管理或者综合发展的能力。 二、研究方向 1.核、粒子天体物理和宇宙学：利用天体乃至宇宙作为特殊实验室来研究基本物理规律，运用物理学研究天文现象的成因和宇宙的起源和演化等问题。譬如：极端条件下的物性、暗物质和暗能量的本质、黑洞物理、超高能宇宙线起源等。天文学和基础物理学相互借鉴，实现观念、方法的更新，推动解决粒子物理、高能核物理和超高能天体物理相关问题。 2.高能天体物理：利用X射线、γ射线、中微子以及引力波等高能观测手段，观测宇宙天体特别是与致密天体相关的剧烈爆发现象，并揭示其内在的物理机制。譬如，脉冲星辐射机制，伽玛射线暴及其余辉成因，超新星爆发机制，活动星系核物理，X射线爆发类型和起源等。 3.恒星与星际介质：运用地面和空间的先进观测设备，在光学、红外、紫外和射电等多波段对恒星和星际介质进行观测研究，结合理论模型来理解恒星的形成和演化中的吸积和恒星活动等外部物理过程、恒星的内部结构变化、系外行星系统形成以及星际介质的性质。 三、基准学制、学习年限与总学分 硕士生基准学制为三年，最长学习年限为四年，总学分36-38学分（18学时/学分）。其中课程学习2年（以课程学习、实践为主，兼顾论文的前期工作），学位论文工作时间一般不少于1年。 提前修满学分、完成学位论文并达到学校和本学科规定条件的硕士生，可申请提前答辩和毕业。 四、课程设置 课程设置和教学进度按三年基准学制安排。（具体课程信息见《×××一级学科硕士研究生课程设置表》） 五、实践环节
物理与电子工程学院硕士研究生培养方案 1.物理学一级学科硕士研究生培养方案 2.适用专业： 凝聚态物理、理论物理、光学、原子与分子物理、材料物理与化学、无线电物理 3.培养目标： （1）进一步学习、掌握马列主义、毛泽东思想的基本原理，逐步树立无产阶级世界观，热爱祖国，坚持四项基本原则，遵纪守法，品行端正，具有艰苦奋斗，努力为人民服务和为社会主义现代化建设事业献身的精神。 （2）勤奋学习，掌握本学科、专业坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事教学、科学研究和独立担负专门业务工作的能力。比较熟练地掌握一门外国语，能阅读、翻译与本专业有关的外文资料。 （3）具有运用辩证唯物主义和历史唯物主义基础原理独立地分析问题和解题的能力。树立理论联系实际，事实求是，刻苦钻研的良好学风。 （4）培养独立从事科学研究或技术研发的能力。 4.学习年限： 学习年限为三年，其中课程学习仅为一年，论文写作工作为二年。 5.学分要求： 规定硕士生所修课程总学分不低于30学分。 6.考核要求： 学位课的考核方式为“考试”，采用百分制。考试采取闭卷形式，考试的时间为三小时。成绩75分以上者，方可获得所规定的学分。否则，予以重修。 非学位课程考核以考试或论文报告形式，以合格和不合格二级记分。 凡考试成绩有一门不合格者，可以补考一次，补考不合格，不得进入论文工作阶段，作肄业处理。 凡同等学历录取的硕士生必须补修3门大学本科主干课程，并必须进行考试。不记学分，补修可通过自学或听课的方式完成。 7.学位论文要求： 学位论文是全面培养研究生科研工作能力的关键步骤。硕士学位论文工作大体上分选题、科研实践和学位论文写作三个阶段。在论文题目确定后，用于论文工作时间一般不能少于一年半。论文答辩时间可以适当提前，但最迟不能超过6月10日。
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，质子数不同的核素。 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。 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
材料物理与化学专业硕士研究生培养方案 一、培养目标 根据教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”的指导方针，为培养德、智、体全面发展的、能适应社会、经济和科学技术发展需要的高层次专门人才，对硕士研究生的培养提出如下要求： 1、掌握马克思主义基本理论，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的道德品质和较强的事业心，积极为社会主义现代化建设服务。 2、树立实事求是和勇于创新的科学精神，掌握坚实的材料科学基础理论和系统的专门知识；掌握必要的实验技能；具备必要的社会实践经验，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。 3、掌握一门外国语，并能熟练地运用于本专业。 4、具有健康的体魄。 二、研究方向： 见附表。 三、学习年限及时间分配 1、脱产硕士研究生的学习年限一般为三年，其中课程学习和论文工作时间约各占一半。课程学习主要安排在1－3学期。 2、课程学习实行学分制，课程学习与论文工作交叉进行，完成规定的学分要求方可申请论文答辩。 3、在职人员的学习年限可适当延长，但延长时间一般不超过一年。 4、硕士研究生在校培养期间，实行学期注册制度，未注册者终止其下一阶段各培养环节内容的登记备案。 5、硕士研究生的学位论文工作，累计不应少于一年时间，不能申请提前答辩。由于客观原因不能按时完成学业者，须提前三个月向有关部门提出申请，经导师同意，学院审批，研究生院审批，可延长学习年限。（具体事宜详见吉林大学研究生院有关规定）。没有提出延期报告或延长期满仍未完成硕士论文工作者，均按结业处理。 四、课程设置及时间要求 1、公共课： 第一外国语（英语、日语、俄语）；100学时，3学分；开课学期为第一学期。 马克思经典著作选读；40学时，2学分。开课学期为第一学期 科学社会主义理论与实践；20学时，1学分；开课学期为第二学期。 2、专业基础课： 材料表征；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：于文学、赵竹弟教授。 新型功能材料；40学时，2学分；开课学期：第二学期；任课教师：王欣教授。 凝聚态物理；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：丁涛副教授。 3、专业课： 无机材料科学；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：孟繁玲教授。 薄膜理论与工艺；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：郑伟涛教授。 液晶材料；40学时，2学分；开课学期：第二期；任课教师：李敏教授。 专业文献阅读及报告；1学分。 开题报告；1学分。 4、选修课： 第二外国语；2学分。 主客体纳米复合材料；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：李晓天教授。 χ光分析实验；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：于文学教授。 低维材料；40学时，2学分；开课学期：第二学期；任课教师：孟繁玲教授。 5、补修课：跨专业招收的研究生需要补学的课程。 材料科学基础；64学时； 材料科学教授专题；32学时； 硕士研究生的课程学习实行学分制。硕士研究生在其学习过程中总学分不低于32学分，其中必修课学分不低于18学分。 学位课程的考核以考试方式进行，以百分制评定成绩。非学位课程的考核方式为考查，成绩评定为及格或不及格。考试、考查合格后方能取得相应学分。学位课程中的公共课程考试由研究生院统一组织进行，其他课程的考试、考查分别由本专业组织进行。 研究生入学后，在指导教师的指导下制定个人的培养计划，课程学习不限定学习时间，可根据本人论文工作计划的进度和需要酌情安排，在申请论文答辩前完成规定的全部学分。研究生的全部课程根据学生的选课情况每学年开设一轮。
第一章 1-3.试计算核素He和Li，并对比结合能之差别作讨论。 1-4.试计算ZY，ZY，ZY，三个核素的中子分离能；比较这三个分离能，可得出 什么重要结论？ 1-5.求出U的平均结合能；如果近似假定中等质量原子核的平均结合能为8.5MeV，试估计一个U核分裂成两个相同的中等原子核时，能放出多少能量？
1-6.试由质量半经验公式，试计算Ca和Co的质量，并与实验值进行比较。 1-7.利用质量半经验公式来推导稳定核素的电荷数Z与质量数A的关系式，并与β稳定线的经验公式作比较？ 1-8.试利用镜核（A相同，中子数N和质子数Z互换的一对核）N和C质量差以及质量半经验公式来近似估算原子核半径参量Y。
1-11.在核磁共振法研究原子Mg的基态（=5/2+）的磁特性实验中，当恒定磁场的强度=5.4Gs以及高频磁场的频率为v=1.40MHz时，发现了能量的共振吸收，试求gI因子及核磁矩。 1-12.假定核电荷Ze均匀分布在两个主轴分别为a和c（c沿对称轴）的旋转椭球内，试推导公式（1.6.6）。（Q=Z（-））
第二章 2-1.核力有哪些主要性质？对每一种性质，要求举一个实验事实。
2-3.试计算从中取出一个质子所需的能量；并进行比较，从中可得出什么结论？ 2-4.由质量半经验公式估算和的基态质量差，并与实验值比较。（Y0取1.4fm） 2-5.根据壳层模型决定下列一些核的基态自旋和宇称： ，，，，，，，
2-6.实验测得的最低三个能级Iπ为3/2-（基态），1/2-和3/2+；测得的最低4个能级的Iπ为3/2-（基态），5/2-，1/2-和7/2-，试与单粒子壳模型的预言相比较，并对比较结果作出定性说明。 第三章 3-1.一个放射性核素的平均寿命为10d，试问经过5天衰变的数目以及在第五天内发生衰变的数目是原来的多少（百分比）？ 3-2.已知1mg每分钟放出740个α粒子，试计算1g的放射性强度 （T=4.5Y10^9年）。 3-3.是重要医用放射性同位素，半衰期为5.26年，试问1g的放射性强度？100mCi的钴源中有多少质量Co？