原子核物理课后答案.pdf
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1、 1 原子核物理课后答案 篇一:原子核物理课后习题答案 1-2、用均匀磁场质谱仪,测量某一单电荷正离子,先在电势差为1000V 的电场中加速。然后在 0.1T 的磁场中偏转,测得离子轨道的半径为 0.182m。试求:(1)离子速度(2)离子质量(3)离子质量数 2.16.从 13C 核中取出一个中子或质子,各需多少能量,试解释 两者有很大差别的原因。解:从 13C 核中取出一个中子或质子需要的能量即13C 的最后一个中子或质子的结合能 由Sn(Z,A)?M(Z,A?1)?mn?M(Z,A)c2 =?(Z,A?1)?(n)?(Z,A)Sp(Z,A)?M(Z?1,A?1)?M(1H)?M(Z,A)
2、c2 =?(Z?1,A?1)?(1H)?(Z,A)Sn(6,13)?3.02?8.071?3.125?7.966 MeVSp(6,13)?13.369?7.289?3.125?17.533 MeV?从 13C 核中取出一个中子或质子需要的能量分别为 7.966 MeV 和 17.533 MeV 由于 13C 是奇偶核,从中取出一个中子变为 12C,为偶偶核而从中取出一个质子变为 12B,为奇奇核,由于有稳定性规律:偶偶核奇偶核?奇奇核所以两者能量有较大的差别 2.20.任何递次衰变系列,在时间足够长以后,将按什么规律衰变?对于任何递次衰变系列,不管各放射体的衰变常量之间的相互 关系如何,其中必
3、有一最小者,即半衰期最长者,则在时间足够长以后,整个衰变系列只剩下半衰期最长的及其后面的放射体,它们均按最长半衰期的简单指数规律衰减。2.21.为什么在三个天然放射系中没有见到+放射性和 EC 放射性?由于只有 稳定线右下部的核素即缺中子核素具有+放射性和 EC 放射性。而三大天然放射系的母体都是具有 稳定性的核,有 放射性,衰变后质子数和中子数都减少 2,而具有 稳定性核素的中质比随着质量数增加而增加,因而三大天然放射系中的核素不会有缺中子核,因而在三个天然放射系中没有见到+放射性和 EC 放射性。篇二:原子及原子核物理 课后答案 PS:免挂咯 好东西要一起分享哦 2 第一章 原子的基本状况
4、 1.1 若卢瑟福散射用的?粒子是放射性物质镭 C放射的,其动能为7.68?106 电子伏特。散射物质是原子序数 Z?79 的金箔。试问散射角?150?所对应的瞄准距离 b 多大?解:根据卢瑟福散射公式:ctg 得到:?2?4?0 Mv 22 2Ze b?4?0 K?Ze 2 b b?Zectg 2 2 4?0K?12 2?79?(1.60?10)ctg (4?8.85?10?12 192 )?(7.68?10?10 3 26?19 )?3.97?10?15 米 式中 K?Mv 是?粒子的功能。1.2 已知散射角为?的?粒子与散射核的最短距离为 rm?(14?0 )2ZeMv 2 2 (1?1
5、sin 2 ),试问上题?粒子与散射的金原子核 之间的最短距离 rm 多大?解:将 1.1 题中各量代入 rm 的表达式,得:rmin?(14?0 1 )2ZeMv 2 2 4 (1?1sin?2 )?9?10?9 4?79?(1.60?10 6?19 )2 7.68?10?1.60?10?14?19?(1?sin75?3.02?10 米 1.3 若用动能为 1 兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大?又问如果用同样能量的氘核(氘核带一个?e电荷而质量是质子的两倍,是氢的一种同位素的原子核)代替质子,其与金箔原子核的最小距离多大?解:当入射粒子与靶核对
6、心碰撞时,散射角为 180。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时,两粒子间的作用距离最小。根据上面的分析可得:12Mv 2 5?K p?Ze 2 4?0rmin?19 ,故有:rmin?Ze 2 4?0K p?9?10?9 79?(1.60?10 6 )2 10?1.60?10?19?1.14?10?13 米 由上式看出:rmin 与入射粒子的质量无关,所以当用相同能量质量和相同电量得到核代 替质子时,其与靶核的作用的最小距离仍为1.14?10?13 米。1.4 钋放射的一种?粒子的速度为 1.597?107 米/秒,正面垂直入射于厚度为10?7 米、密度为 1.932?104 公斤/米
7、的金箔。试求所有散射在?90?的?粒子占全 6 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?之间的?粒子数 dn 与入射到箔上的总粒子数 n 的比是:3 dnn?Ntd?其中单位体积中的金原子数:N?/mAu?N0/AAu 而散射角大于 900 的粒子数为:dn?dn?nNt?d?2?dn 所以有:n?Nt?d?2?N0 AAu?t?(14?0 )?(2 2ZeMu 22 )2 7?90?180?cossin 3?d?2 等式右边的积分:I?90?180?cossin 3?d?2?180?902 dsinsin 3?1 2 故 dnn?N0 AAu?t?(?6 14?0
8、8 )?(2 2ZeMu 22 )2?8.5?10 7?8.5?10?4?即速度为 1.597?10 米/秒的?粒子在金箔上散射,散射角大于 90 以上的粒子数大约是 8.5?10?40 。?(?15)1.5?粒子散射实验的数据在散射角很小时与理论值差得较远,时什么原 因?答:?粒子散射的理论值是在“一次散射“的假定下得出的。而?粒子通过金属箔,经过好多原子核的附近,实际上经过多次散射。至于实际观察到较小的?角,那是多次小角散射 合成的结果。既然都是小角散射,哪一个也不能忽略,一次散射的理论就不适用。所以,?粒子散射的实验数据在散射角很小时与理论值差得较远。1.6 已知?粒子质量比电子质量大
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