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核与粒子物理导论期终复习要点(2007

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《核与粒子物理导论》期终复习要点(2007，12) 第二章，相对论运动学 正确运用洛仑兹变换解决实验室系和动量中心系相对论性粒子碰撞运动学的变换关系： 1， 多粒子系统的不变质量；2，粒子反应过程的阈能；3，运用能动量守恒解决碰撞末态粒子在两个特定参考系中能量、动量之间的关系；4，。完成并搞懂本章指定的习题 第三章，核与粒子的基本特性 3－1，理解不稳定粒子的总能量用(Е0－iГ/2)表示的物理含义。长寿命粒子（例如Ф介子）和短寿命粒子（例如J粒子）衰变末态粒子的不变质量谱的形状有什么区别？ 3－2，原子光谱的精细和超精细劈裂的物理机理？它们劈裂的间隔的量级各约为多大？ 3－3，原子核的自旋与原子光谱的超精细劈裂有那些关系？ 3－4，如何通过核磁共振的方法来测量原子核的磁矩，原子的磁矩和原子核磁矩分别用什么标准磁子来表示？它们之间的大小有什么差别? 3－5,原子核的电四极矩与原子核的形状有什么联系？ 3－6，实验测量中子电偶极矩的装置和原理，为甚么到现在人们还对粒子电偶极矩的测量有极大的兴趣。对其测量有何重要的物理意义？ 3－7，完成并搞懂本章指定的习题 第四章，核与粒子的非点结构 4－1，粒子分为哪三大类，说明它们在结构、相互作用和自旋方面各有什么特征？举出每类粒子的基本成员。 4－2画出量子场论中描述类点粒子相互作用的基本图示，写出相互作用传播子因子的基本形式。说明图示的物理意义和传播子因子中各参数的物理意义。说明亚原子的三种相互作用过程的截面或者衰变几率的差别以及这种差别的内在的物理原因。 4－3，核结构的形状因子的定义，实验上如何测量形状因子？什么是弹性散射？探测核与粒子的电磁形状因子的最佳探针是什么？ 4－4，类空散射过程的四动量传递平方的定义，微分截面的定义，弹性散射对极角的依赖关系? 4－5，质子和中子的磁矩的实验值是多大（用核磁子表示）其g－因子分别取什么值？它给人们关于核子结构的什么启示？ 4－6，电子与原子核的弹性散射为人们提供原子核电荷分布的哪些重要信息（电荷密度分布、电荷分布的方均根半径。。。） 4－7，高能电子与核子的弹性散射和深度非弹性散射的区别？前者给出核子电磁分布的哪些重要信息？后者给出核子结构的哪些重要信息？ 4－8，叙述检验电子等带电轻子为类点粒子的实验；在目前实验精度范围内电子的线度小于多少米？ 4－9，完成并搞懂本章指定的习题 第五章，守恒定律及其应用 5－1，叙述系统的能量守恒、动量守恒和角动量守恒分别与系统在哪些变换下的不变性相联系？写出它们的对称么正变换U的形式。 5－2，说明一个自旋为3/2的亚原子系统在引入外磁场B的前后系统在空间转动变换下的对称性有何差别？ 5－3，同位旋守恒量子数是怎样引入的，它是那类粒子的守恒量子数？同一同位旋多重态的成员必须具有什么必要的条件？ 5－4，将你所知道的介子和重子按同位旋多重态组合。 5－5，根据同位旋守恒，导出一些强子散射和衰变过程的截面和分之比的关系。 5－6，掌握 C－G系数的运用，构造粒子态的总角动量和总同位旋；分解总角动量态和总同位旋态为组成成员态的积（非耦合态） 5－7，核素同位旋量子数有哪些一般规律？ 5－8，U（1）规范变换和相加性量子数的引入。到目前为止，亚原子过程的三种相互作用过程，重子数、代轻子数和电荷量子数均为绝对守恒量子数；在弱作用过程中，奇异数和超荷不一定守恒。辨认各种粒子的相加性量子数。 5－9，完成并搞懂本章指定的习题 第六章，分离变换对称性和相乘性量子数 6－1，根据全同费米子和全同玻色子交换的对称性，导出两粒全同费米子系统和两粒全同玻色子系统的相对运动的轨道角动量L和它们的总自旋S必须满足的条件。 6－2，空间反射变换和空间宇称的定义，粒子内禀宇称和相对运动轨道部分波函数的宇称。 6－3，证明有确定宇称的粒子或者粒子态的电偶极矩一定为零。 6－4，如何通过氘核（d）π-介子的俘获分解，末态两中子的分析确定π-介子的自旋？

6－5，记住1()(1)()(1)LLPPffBB，并运用于初末态宇称的分析以及介子宇称的确定。 6－6，电磁辐射（原子的光辐射和核素的γ辐射）的宇称选择定则。弱作用过程宇称不守恒是在研究什么粒子的衰变时，由哪两位物理学家提出的？ 6－7，为什么说吴健雄的极化Co60观测到β-－粒子更多地向Co60自旋的反方向发射的实验是弱作用宇称不守恒的证据？ 6－8，自然界只存在左螺旋的中微子和右螺旋的反中微子，为甚么说这是中微子参加的过程空间宇称不守恒的证据？

6－9，()p末态()p相对于极化矢量垂直的平面分布的不对称性，是该过程

宇称不守恒的证据？假定粒子的极化度为100％，推导出()p相对于极化方向的角分布。 6－10，什么是电荷共厄变换？写出是电荷共厄宇称算符本征态的粒子，分别给出它们的电荷共厄宇称的本征值和其它的守恒量子数（包括它们各自的质量）。 6－11，推出费米子－反费米子系统、玻色子－反玻色子系统的电荷共厄宇称的表达式。具

有组态21SJL的正负电子系统湮灭成末态光子数目的奇偶由什么确定？ 6－12，中微子和反中微子螺旋度的测量结果提供了哪些分离变换的对称性和破缺性的证据？ 6－13，中性K－介子的衰变的研究，是如何导出CP联合变换对称性破缺的？1964年J.W

Cronin等是如何安排他们的实验来证实这种破缺的？为甚么在0LK衰变末态中找到

00();()的事例就是CP联合变换对称性破缺的实验证据？

6－14，什么是CPT定理，有哪些实验可以用来直接检验CPT定理的正确性的？有哪些实验可以用来直接检验T－变换的破缺与否的？目前有没有T－变换破缺的直接证据？是怎样的一个实验？ 6－15，对所学的变换的对称性和相应的守恒定律做一小结。 6－16，完成并搞懂本章指定的习题 第七章，强子结构的夸克模型 7－1，列表记住三代夸克的基本特性（各种内禀守恒量子数） 7－2，学会用SU（3）－味对称性来构成重子的味10重态、8重态和介子的味多重态。 7－3，夸克的颜色自由度是怎样引入的？重子的色部分的波函数规定为何种形式？ 7－4，写出中子的味－波函数和自旋波函数使得它们具有1－2、2－3、3－1的夸克的味－量子数和自旋量子数交换均具有对称性。把夸克视为类点的狄拉克粒子推出中子的磁矩。（设

一个（u,d）夸克磁子()2nem是核磁子()2pem的三倍）

7-5,比较()uds和0()uds在味和自旋－波函数的构成上有什么主要区别？写出它们的强作用的守恒量子数。计算它们各自的磁矩。 7－6，写出0和0介子的夸克味波函数，指出它们所处的自旋、轨道角动量态。分别给出

它们的()GPCIJ。引入色磁矩精细相互作用后计算它们的质量并与实测的质量比较。 7－7，给出下列夸克－反夸克构成的介子的名称，写出它们的()GPCIJ: 111111000000

3311

111111

333222

11110000

11110000

1();();();();();()1();()();21()();();()21()();();()2();();();()();();();()(udSudSdsSusSusSdsSssSdduuSdduuPudPudPdduuPudPudPdcSucSscSscSdbSubSsbSsbSccS131300112);();();();()bbSccSccPccP

7-8, 给出下列qqq构成的重子的名称，写出它们的电荷量子数和()PIJ:（右下标S、AS表示味道量子数交换对称、反对称） ();();();();()();();();();()();();SSSSSSSSSSASASuucudcddcuscdscuubudbddbusbdsbuudddu

7－9，完成并搞懂本章指定的习题 第八章，粒子及其相互作用 8－1，在当前人们认识的物质结构的最基础的层次上，可把基础粒子分为那三类？描述各类粒子的自旋宇称，各类粒子的相互用的‘荷’的特征。 8－2，在物质结构最基础的层次上画出电磁相互作用、强作用和弱作用的基本作用顶点，每个顶点应满足哪些相加性守恒定律？ 8－3，描述QED、QCD的基本物理内容和基本物理图像，从作用荷、传播子和作用力程上比较它们的基本区别。 8－4，什么是跑动耦合常数？QED 和 QCD的耦合常数是如何跑动的？ 8－5，正负电子对撞实验中R值是怎样定义的。质心系能量从1GeV到20GeV范围的的实验给出R值随质心系能量的变化特征是什么？它为人们提供了哪些重要结果？ 8－6，写出正负电子对撞的所有的电磁相互作用过程的最低阶的Feynmann图，其中哪些是类空过程，哪些是类时过程？它们有什么差别？

8－7，什么是强子－强子碰撞的Drell-yan过程？比较带电与同位旋标量靶氘碰撞产

生的截面比。 8－8，在质心系能量高于25GeV以上，正负电子对撞的强子末态表现出背靠背的喷注（Jet）现象，其中有一定比例的3喷注。解释形成喷注的物理机制。 8－9，写出胶子的颜色的8重态

8－10，什么是OZI机制，正确解释(1020)/3KK分支比的差别，为甚么和已知的矢

量介子相比/(3090),87;(9640),52.5JkeVkeV的平均寿命特别长？ 8－11，在物质结构最基础的层次上，用最低阶的Feynmann图表示强子的各种衰变过程。 8－12，什么是CKM矩阵，每一个矩阵元表示味道改变的弱作用顶点的一个CKM因子。在构造弱作用过程的Feynmann图时，要求能正确的加上CKM因子。 8－13，比较弱作用过程中中性流和带电流的区别。画出中微子和带电轻子的散射的Feynmann图。

8－14，画出0000;DDBB振荡的Feynmann图。

8－15，中性流的传播子－中间玻色子0Z的基本特性，由0Z的总宽度的测量和已知的可测量的衰变道的分宽度的测量结果，如何得到自然界只有三种味道的中微子的结论。

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2007年高考物理第二轮专题复习

2007年高考物理第二轮专题复习

2007年高考物理第二轮专题复习——热、光、原子物理高中物理由力学、热学、电磁学、光学和原子物理五部分组成，其中从内容和高考分值来看，力学和电磁学分别占40%左右，而热学、光学和近代物理共占约20%，并且这三部分内容相对独立，综合性小，难度不大，高考中多以选择题形式出现，着重考查对概念和规律的识记、理解能力。

1、分子动理论、能量转化和守恒定律和气体的压强是热学的重点内容。

在分子动理论中，阿伏加德罗常数是联系宏观物理量（物体的质量、体积、密度）和微观物理量（分子的体积、质量）的桥梁，在与分子有关的计算中，应建立分子的物理模型，以阿伏加德罗常数为突破点，运用数学工具综合解决问题。

要透彻地理解内能的概念，牢固竖立能量转化和守恒的观念，熟练地应用热力学第一定律定性分析物体内能的变化，深刻地理解和掌握热力学第二定律。

2、光学包括几何光学和物理光学两部分。

几何光学以光的直线传播为基础，主要讨论了光在反射和折射现象中所遵循的反射定律和折射定律及在实际中的应用，其中平面镜成像、棱镜的色散作用、折射率的概念、全反射现象、光路作图是重点。

物理光学是按照人类对光的本性的认识过程展开的，掌握光的干涉、衍射、偏振、光电效应现象，了解牛顿支持的微粒说和惠更斯的波动说、麦克斯韦的电磁说及爱因斯坦的光子说。

物理光学这部分内容应特别注意认真观察实验事实，经过抽象思维，理解现象的本质。

3、原子物理虽然内容不多，难度不大，但是由于它和力学、电学、光学及热学知识的密切联系，与化学、生物、医学知识的相互渗透，与日常生活、现代科技的结合，因此所命题目题型新颖，综合性强，是目前理科综合考试的命题热点。

重点考查α粒子散射实验、原子的核式结构、原子核的衰变、核能及核反应方程，其中核反应方程、原子的能级、质能方程等命题率较高，对物理学史、著名实验和重要的物理学理论也时有出现。

一、选择题1、从下列哪一组数据可以推算出阿伏加德罗常数（ ）A 、水分子的体积和水分子的质量B 、水的摩尔质量和水分子的体积C 、水的密度和水的摩尔质量D 、水分子的质量和水的摩尔质量【考点剖析】阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁。

粒子物理期末考试重点

粒子物理期末考试重点


太阳中微子丢失现象的解释
• 为了解释这一丢失现象，一种比较被 广泛认可的理论是：太阳中微子自发 射到地球这段距离，一部分电子中微 子转换成另一种中微子。这种由一种 轻子到另一种轻子的转换称为振荡。
从中微子振荡到中微子质量
1962年日本物理学家 Z.Maki 等人提出了 中微子振荡的概念。他们认为中微子在空 间传播时会产生振荡或称混合。人们观察 到的味道本征态是一个质量本征态的线性 组合。每一味道成分有不同发生的频率。 当距离增加时，中微子味道成分将随质量 本征态相位的变化而变化。这种味道的迁 移称为中微子振荡。
三代中微子的混合
标准模型认为中微子有三代， e 1 因此应该考虑三代中微子的混 U 2 合。虽然标准模型认为中微子 质量为零，而在我们考虑中应 3 允许中微子带有质量。 我们观察到的三种中微子 e ， ， 是中微子味道本 3 征态，它是三种中微子质量本征态 1， 2，（带有质 m m 量 m1， 2 ， 3）的线性组合。一个的复数幺正矩阵U将 味本征态和质量本征态联系起来，通称U为中微子混 合矩阵。
2. 若组成夸克由2个普通夸克，另一个夸克是由 s,c,b t中的一个
I=0 I=1 Λ Σ
含c,b,t的要在右下角标出
3．重子组成夸克之一是u，或者d；另外两夸克由
s,c,b,t中的两个构成，这类重子符号都用Ξ 表示。 有多少c 或者b，t组成就在Ξ 的右下角标上相应的 0 ；dcc 夸克味的符号。例如：dsc对应的重子为 c cc 对应的重子为
e
三代中微子的混合
三种中微子混合矩阵U的提出是 对标准模型的发展，但从理论高度 如何理解，如何给出精确的值，近 年来理论家做了大量的工作，但多 是唯象的。 2006年李政道和R.Freidberg从对 称性原理推导出U，用3个参数表示 6个可测量的量，其结果与实验数据符合得很好。可以 说这是从本质上认识三种中微子混合迈进了一大步。
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

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。

核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (7)

核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (7)

129习 题6-1．利用核素质量，计算的β 谱的最大能量。

He H 3231→m E 6-2．既可产生衰变，也可产生K 俘获，已知的最大能量为1.89 MeV ，试求K 俘获过程放出的中微子的能量。

V 4723β+β+E v 6-3．样品中含RaE 4.00 mg ，实验测得半衰期为5.01d ，放出β 粒子的平均能量为0.337 MeV ，试求样品的能量辐射率W 。

6-4．设在标准状态下的2.57 cm 3的氚气样品中，发现每小时放出0.80 J 的热，已知氚的半衰期为12.33 a ，试求：衰变率D ；()β 粒子的平均能量()a b E β；()c E β与β 谱的最大能量之比m E E β/。

m E 6-5．的衰变能＝0.87 MeV ，试求的反冲能。

Li Be 73K74→d E Li73R E 6-6．32P 的β 粒子最大能量＝1.71 MeV ，计算放出β 粒子时原子核的最大反冲能和发射中微子时核的最大反冲能。

m E E Re v E R 6-7．放射源有：(两组电子，其最大能量和分支比为0.69 MeV ，16%和1.36 MeV ，16％，后者为相应至基态之衰变；(两组电子，其最大能量和分支比为0.92 MeV ，25％和1.53 MeV ，2.8％，后者为相应至基态之衰变；(两组单能中微子：1.93 MeV ，38％和2.54 MeV ，2.2％。

试作出的衰变纲图，并求该放射源所放出的γ 射线的能量。

（已知Ge 的K 电子结合能为≈0.01 MeV 。

）As 7433)a β−Se 7434)b β+Ge 7432)c As 7433 6-8．计算24Na 的衰变的β 粒子最大能量，为什么在实验中没有观察到达这组能量的β 粒子？β−m E6-10．对于，查表得，并已知子核的能级特性为0CaSc 4220s68.04221+→β3.3m 10),(=E Z f +。

试求log 值，并以此判断母核的能级特性。