010701

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 22

Модель Ферми-газа для ядер.
Применение эффекта Мессбауэра.

Задачи:

1. Оценить радиус и массовое число ядра, если известно, что при рассеянии электронов с энергией 500 МэВ первый дифракционный минимум наблюдается под углом 18°.

2. Рассчитать кинетические энергии α - частиц, образующихся при распаде ядра ⁸Be.

3. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

π- + р → ^- + К⁰ + К⁰ + X;

4. Показать, что четность мезона равна (-1)^L⁺¹, где L — относительный орбитальный момент входящих в его состав кварка и антикварка.

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23

1.Капельная модель ядра.

2. Слабые взаимодействия. Лептонные заряды. Типы нейтрино.

Задачи:

1. Какова скорость элементарной частицы, если ее масса в 10 раз превышает массу покоя?

2. Определить энергию связи нейтрона в ядре ²¹Ne. Даны дефекты масс в а.е.м.: Δ(n) = 0,008665, Δ (²⁰Ne) = -0,00759, Δ (²¹Ne) = -0,006151.

3. Для реакции рождения пары протон — антипротон при столкновении двух протонов найти энергию реакции и порог реакции. p + p → p + p + p +

,

4. Возможна ли реакция

+ n → p + e^-;

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 24

1.Модель оболочек для ядер.

2. Слабые распады. Константа слабого взаимодействия.

Задачи:

1. Определить типы и мультипольности  - переходов:

1) 1^- → 0⁺, 2) 1⁺ → 0⁺, 3) 2^- → 0⁺, 4) 2⁺ → 3^-, 5) 2⁺ → 3⁺, 6) 2⁺ → 2⁺.

2. Определить порог реакции: ⁷Li(p, )⁴Не.

3.Возможна ли реакция π- + n → К^- + ;

4. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25

1.Вращательные уровни четно-четных несферических ядер. Колебательные

уровни четно-четных сферических ядер.

2. Заряженные и нейтральные слабые токи.

Задачи:

1. Оценить анергию электронов, если при их рассеянии на ядрах свинца первый дифракционный минимум наблюдается под углом 7°.

2. Рассчитать кинетические энергии α - частицы и конечного ядра, образующихся при α - распаде ²¹²Bi.

3. Как меняются кварковые состояния при распаде  →  + ? Определить тип перехода с испусканием  - кванта.

4. Рассчитать пороговые значения энергии γ - квантов в реакциях фоторождения и

π⁺- мезонов на ядре водорода γ + p → n + π⁺.

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 26

1.Эффект Мессбауэра.

2. Закон сохранения четности. Р-симметрия. Несохранение четности в слабых взаимодействиях.

Задачи:

1. Определить импульс π-мезона, если его кинетическая энергия 200 МэВ.

2. Какое ядро может образоваться при слиянии двух ядер ⁶ Li и какая энергия выделится при этом?

3. Возможна ли реакция

+ p → n + e⁺;

4. Пусть нейтрон распадается в состоянии покоя. Определить максимальную кинетическую энергию каждого из образующихся продуктов распада. Как по измеренному энергетическому спектру электронов распада восстановить энергетический спектр антинейтрино?

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 27

1.Дефекты масс ядер. Энергии связи ядер, энергии отделения нейтрона, протона и любой частицы.

2. Спиральность.

Задачи:

1. Рассчитать доплеровское уширение спектральной линии с энергией 1 МэВ при комнатной температуре (Т = 300 К).

2. Ядро ⁷Li захватывает медленный нейтрон и испускает  - квант. Чему равна энергия этого  - кванта?

3. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

К^-+ р → К⁺+ π⁰ + π⁰ + Х;

4. Оценить, какая энергии требуется для переворота спина кварка в π - мезоне. Какая частицы при этом получается?

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 28

1. Взаимодействие частиц с веществом: α частицы.

2. Зарядовое сопряжение. С Р-преобразование. Зарядовая четность Истинно нейтральные каоны К⁰_L и К⁰_L

Задачи:

1. Оценить угол, при котором в рассеянии электронов с энергией 600 МэВ на ядрах олова должен наблюдаться первый дифракционный минимум.

2. Кинетическая энергия α - частиц, испускаемых ²²⁶Ra (атомная масса 226,02536 а.е.м.), равна 4,78 МэВ, а энергия отдачи конечного ядра ²²²Rn — 0,09 МэВ. Чему равна атомная масса ²²²Rn?

3. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

К^-+ р → К⁺+ π⁰ + π⁰ + Х;

4. Оценить, какая энергии требуется для переворота спина кварка в π - мезоне. Какая частица при этом получается?

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 29

1. Взаимодействие частиц с веществом: β – частицы.

2. Обращение времени. Нарушение СР-инвариантности. СРТ-теорема.

Задачи:

1. Вычислить кинетическую энергию протона с импульсом 5 МэВ/с.

2. Какая энергия выделится при образовании -частицы из двух дейтронов. Удельная энергия связи дейтрона 1,1 МэВ, ядра ⁴He — 7,07 МэВ.

3. Рассчитать пороговые значения энергии γ - квантов в реакциях фоторождения π⁰-

мезонов на ядре водорода γ + p → p + π⁰;

4. Показать, что реакции распада K⁺ → π⁺ + π⁰ — реакциЯ слабого взаимодействия.

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 30

Взаимодействие частиц с веществом: γ – излучение.
Барионная ассиметрия.

Задачи:

1. Оценить радиус ядра, если первый дифракционный минимум при рассеянии на нем протонов с энергией 19 ГэВ наблюдается под углом 0,3°.

2. α - Частицы с энергией 6,5 МэВ испытывают резерфордовское рассеяние на ядре золота. Определить: 1) параметр столкновения для α - частиц, наблюдаемых под углом 90°; 2) минимальное расстояние сближения α - частиц с ядром.

3. π°- Мезон, кинетическая энергия которого равна энергии покоя, распадается на два  - кванта. Каков угол между направлениями движения  - квантов?

4. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

+ n →  + π- + Х;

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 31

1. Эффект Комптона, Вавилова - Черенкова.

2. Первые этапы объединения взаимодействий Константы взаимодействий. Пропагатор. Переопределение константы слабого взаимодействия. Сбегающиеся константы. Великое объединение (SU(5) – модель).

Задачи:

1. Ядро ¹⁰В из возбужденного состояния с энергией 0,72 МэВ распадается путем испускания -квантов с периодом полураспада 6,7 · 10^-10 с. Оценить неопределенность в энергии испущенного -кванта.

2. Атомная масса ²⁰Ne равна 19,992 а.е.м. Определить энергию связи ядра в МэВ.

3.Оценить, какая энергии требуется для переворота спина кварка в нуклоне. Какая частицы при этом получается?

4. Определить порог реакции фоторождения π^- - мезона на дейтроне γ + d → p + p π^-

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 32

1.Воздействие радиации на биологические объекты. Дозиметрия, единицы измерения.

2. Поколения фундаментальных фермионов. Нейтрино. Суперсимметрия.

Задачи:

1. Во сколько раз вероятность распада ядер радиоактивного иода ¹³¹I в течение первых суток больше вероятности их распада в течение вторых суток?

2. Оценить высоту кулоновского барьера для α - частиц в ядре ²³⁸Рu.

3. Показать, что реакция распада K⁺ → μ⁺ + ν_μ; — реакция слабого взаимодействия.

4. При аннигиляции р и

в состоянии покоя возникают 4 заряженных π - мезона. В каких пределах может меняться кинетическая энергия каждого из них?

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 33

1. Магнитный момент ядра. Однонуклонная модель Шмидта.

2. Вселенная. Свидетельства Большого взрыва. Первые мгновения Вселенной. Дозвездный синтез ядер. Барионная асимметрия. Отсутствие антивещества во Вселенной. Инфляция.

Задачи:

1. При рассеянии электронов с энергией 750 МэВ на ядрах ⁴⁰Са в сечении наблюдается минимум под углом 18°. Оценить радиус ядра ⁴⁰Са.

2. Определить минимальное расстояние, на которое α - частица с энергией 5 МэВ приблизится к покоящемуся ядру золота при рассеянии на угол 90°. Сравнить эту величину с соответствующей величиной прицельного параметра.

3. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

К^- + р → К⁺ + К⁰ + π⁰ + X

4.Показать, что без введения нового квантового числа "цвет", имеющего три возможных значения, кварковая структура ⁺⁺, ^-, ^- противоречит принципу Паули.

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики

Утверждаю

Зав. кафедрой _________________ Учебная дисциплина:

"___" __________________ 2007 г. Ядерная физика

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 34

1 Методы определения радиуса ядра.

2. Звездная эра. Ядерные реакции в звездах. Заключительные стадии жизни звезд. Сверхновые. Конечные этапы эволюции Вселенной. Космические лучи

Задачи:

1. Рассчитать длину волны  электрона с энергией: 1) 10 эВ 2) 10 МэВ.

2. Энергия связи ядра ³⁷Cl равна 298 МэВ. Определить его массу в МэВ.

3. Рассчитать максимальную энергию и импульс позитрона, образующегося в следующем распаде: τ⁺ → e⁺+ v_e +

.

4. Определить частицу X, образующуюся в реакции сильного взаимодействия:

p +

→ Ξ^- + π⁺ + X

4. . Методические рекомендации по изучению дисциплины для

студентов.

Методические рекомендации по изучению дисциплины излагаются в конспекте лекций и методических пособиях по семинарским занятиям.

5. Учебно-методические материалы. Перечислены в Рабочей программе курса.

Оценочные и диагностические средства итоговой государственной аттестации и учебно-методическое обеспечение их проведения.

Перечислены в Рабочей программе курса.

Электронный вариант всех документов. На сервере и прилагаются.

Вопросы к коллоквиуму по ядерной физике. Часть 1.

Масса покоя электрона равна: 0,511 МэВ.// 938 МэВ.// 211 МэВ.// 23 КэВ.//

2. Масса нейтрона: //Меньше массы протона./ / Больше суммы масс протона и электрона.// Больше суммы масс протона и - мезона.//

3. Есть ли внутри ядра электроны ?

4. Чему равно время жизни нейтрона?Есть ли в стабильных ядрах нейтроны ? . Известно, что нейтрон нестабильная частица, так что если нейтрон и попадет в ядро, через некоторое время он распадется и ядра содержащие нейтроны будут нестабильными. Так ли это?

5. Энергия связи ядра равна:………..?

6. Каково соотношение между энергиями отделения и связи в ядре протона (Е_р) и нейтрона (Е_n)?

7. Изотопы, изотоны, изобары это ядра: с одинаковым количеством нуклонов.// с одинаковым количеством нейтронов.// с одинаковой разностью между числом нейтронов и числом протонов.// все нестабильные типы ядра данного элемента // с одинаковым зарядом.//

8 . Как соотносятся энергии связи альфа-частицы ( Е_) и ядра ¹²С (Е_с) в ядре ¹⁶О ? Е_> Е_с // Е_< Е_с // Е_= Е_с//

9. Удельная энергия связи нуклонов в ядре лежит в диапозоне энергий:

10. Из анализа зависимости удельной энергии связи нуклонов в ядре от массового числа пояснить возможные пути получения ядерной энергии.

13. У какого из перечисленных ядер энергия связи протона равна энергии связи нейтрона ? // ²Н // ³Н // ⁴Нe // ⁵Нe // ⁶Li //

14. У какого из приведенных ядер энергия связи нейтрона равна энергии связи ядра ? // ²Н // ³Н // ⁴Нe // ⁵Нe // ⁶Li //

15. Если сблизить на расстояние действия ядерных сил нуклоны, которые могут образовать стабильное ядро, то энергия связи пойдет на образование:

-мезонов,  - излучение, кинетическую энергию орбитального движения нуклонов в ядре, на возмещение работы по преодолению сил кулоновского отталкивания протонов при их сближении.

16. Когда говорят, что спин частицы равен J то имеют в виду: // значение модуля вектора спина.// максимальное возможное значение проекции спина.// среднее по модулю значение проекции спина.// число возможных проекций спина.//

17. Модуль вектора спина равен: //(2J + 1) // J // [J(J+1)]^1/2 //J(J²+1)^1/2 //

18. Спин является: // полярным вектором. // аксиальным вектором.// псевдоскаляром. // тензором второго ранга.//

19. Ядро состоящее из четного числа протонов и нечетного числа нейтронов имеет: // целый спин.// полуцелый спин.// нулевой спин.//

20. Спин ядра равен://А/2 , где А число нуклонов.// сумме спинов составляющих ядро нуклонов.// сумме спинов и орбитальных моментов нуклонов.// сумме спинов и орбитальных моментов нуклонов и -мезонов, участвующих в обменном взаимодействии.

21. Сферическое ядро имеет спин равный: // нулю // полуцелое число умножить на // целое число умножить на //

22. Если из ядра удалить один нуклон, то спин ядра: // обязательно изменится // может не измениться // изменится только, если удалили протон// изменится только, если удалили нейтрон//

23. Изменится ли спин ядра при ^- - распаде?

24. Изменится ли спин ядра при ⁺ - распаде?

25. Изменится ли спин ядра при  - распаде?

26. Спин четно-четного ядра равен ?

27. Чему равна разность энергий связи зеркальных ядер?

28. Чему равен спин и четность ядра с заполненными оболочками?

29. Чему равен спин и четность ядра с одним нуклоном на внешней оболочке?

30. . Чему равен спин и четность ядра с двумя разными нуклонами на внешней оболочке?

31. Независимость ядерного взаимодействия от типа наклонов приводит к сохранению ………………?

32. Закон радиоактивного распада.

33. Применение закона радиоактивного распада при датировке событий.

34. Порог реакции это……………?

35. Понятие дефекта массы ядра.

Вопросы к коллоквиуму по ядерной физике. Часть 2.

Сечение рассеяния , Дифференциальное сечение рассеяния.
Формула Резерфорда.
Определить размер ядра свинца, А = 208.
Формула Мотта. Формфактор.
Энергия связи ядра в модели капли жидкости. Формула Вайцзеккера.
Определить равновесное число протонов в ядре.
Какие состояния ядра называют основным и возбужденным?
Относительно каких операций симметрии неизменность гамильтониана приводит к закону сохранения энергии?
Относительно каких операций симметрии неизменность гамильтониана приводит к закону сохранения импульса?
Относительно каких операций симметрии неизменность гамильтониана приводит к закону сохранения момента количества движения?
Относительно каких операций симметрии неизменность гамильтониана приводит к закону сохранения четности?
Запишите выражение для магнитного момента ядра.
Объясните отличие между собственным и экспериментальным значениями квадрупольного момента ядра.
Квадрупольный момент какого ядра равен нулю?
Перечислите свойства ядерных сил (9свойств).
Какие значения может принимать изоспин ядра?
Потенциал поля мезонов – потенциал Юкавы равен………..?
Эффект Мессбауэра.
Оценить энергию отдачи ядра при испускании ядром  - кванта.
Характеристики - распада.
Характеристики - распада.
Характеристики - распада.
Опыт Райнеса и Коэна и открытие нейтрино.
Нарушение четности в слабых взаимодействиях. Опыт Ву.
Правила отбора для - переходов.
Законы сохранения в ядерных реакциях.
Записать выражение для порога реакции.
Условия образование составного ядра при ядерных реакциях.
Сечение образования составного ядра при ядерных реакциях в нерезонансной области.
Формула Брейта – Вигнера для ечение образования составного ядра при ядерных реакциях в резонансной области.
Прямые ядерные реакции.

Blog

Учебно-методический комплекс по дисциплине Физика атомного ядра и частиц Для направления/специальности 5104000 / 010701