Тема: Строение атомного ядра. Энергия связи.

7.1. Определить удельную энергию связи ядра атома гелия ⁴₂He. Масса нейтрального атома гелия равна 6,6467*10^{-27 кг.}

7.2. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома тяжелого водорода ³₁H.

7.3. Атомное ядро, поглотившее γ-фотон (λ=0,47 пм),пришло в возбужденное состояние и распалось на отдельные нуклоны, разлетевшиеся в разные стороны. Суммарная кинетическая энергия Т нуклонов равна 0,4 МэВ. Определить энергию связи ядра.

7.4. Определить порядковый номер Z и массовое число A частицы, обозначенной буквой X, в символической записи ядерной реакции ¹⁴₆C + ⁴₂He → ¹⁷₈O + X. Вычислить энергетический выход этой реакции.

7.5. Вычислить энергию ядерной реакции

⁹₄B + ⁴₂He → ¹⁰₅B + ³₁H.

Освобождается или поглощается эта энергия?

* 7.6. Определить удельную энергию связи для ядра углерода ¹⁴₆C и сравнить ее с удельной энергией связи ядра ⁴₂He. Массы нейтральных атомов гелия и углерода соответственно равны 6,6467*10^{-27 кг и 19,9272*10-27 кг.}

7.7. Вычислить дефект массы и энергию связи ядра ¹¹₅B.

7.8. Определить массу m_a нейтрального атома, если ядро этого атома состоит из трех протонов и двух нейтронов и энергия связи E_св ядра равна 26,3 МэВ.

7.9. Определить порядковый номер Z и массовое число A частицы, обозначенной буквой X, в ядерной реакции

²⁷₁₃Al +X → ¹₁H + ²⁶₁₂Mg.

Вычислить энергетический выход этой реакции.

7.10. Вычислить энергию ядерной реакции

¹⁴₇ N + ⁴₂He → ¹⁶₈O + ²₁H.

Освобождается или поглощается эта энергия?

Тема: Явление радиоактивности. Период полураспада. Законы смещения.

8.1. Определить постоянную радиоактивного распада λ для изотопов тория ²³⁹₉₀Th и йода ¹³¹₅₃I. Период полураспада этих изотопов соответственно равен: 1)7*10³ лет; 8 сут.

8.2. Определить, сколько ядер в 1 мг радиоизотопа церия ¹⁴⁴₅₈Ce распадается в течение времени: 1) t₁ = 1 сут; 2) t₂ = 1год. Период полураспада церия составляет T = 285 сут.

8.3. Какая часть начального количества атомов радиоактивного актиния ²⁸⁵₈₉Ac останется через 5 сут? Через 15 сут? Период полураспада актиния T = 10 сут.

8.4. Определить, во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за 3 года, если за год оно уменьшилось в 4 раза.

8.5. Определить активность A фосфора ³²₁₅P массой m = 1 мг. Период полураспада T = 14,3 сут.

8.6. Определить постоянную радиоактивного распада λ для изотопа урана ²³⁵₉₂U. Период полураспада T = 4*10⁹ лет.

8.7. За какое время t₁ распадается начального количества ядер радиоактивного изотопа, если период его полураспада T = 24 сут?

8.8. Какая часть начального количества атомов распадается за 1 год в радиоактивном изотопе тория ²³⁹₉₀Th с периодом полураспада T = 7*10³ лет?

8.9. Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни τ радиоактивного ядра.

8.10. Определить начальную активность радиоактивного препарата магния ²⁷₁₂Mg массой m = 0,2*10^{-9 кг, а также его активность} A через 6 часов, если его период полураспада T = 10 мин.

Литература.

1. Взоров Н.Н. , Замша О.И. , Иродов И.Е. , Савельев И.В. Сборник задач, 1986.

2. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики, 1979.

3. Трофимова Т.И. , Павлова З.г. Сборник задач по курсу физики, 2001.

4. Иродов И.Е. Задачи по квантовой физике, 1991.

5. Чертов А.Г. Воробьев А.А. Задачник по физике, 1981.

6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике, 2006.

7. Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Физика», Ч. 3. Волновая и квантовая оптика. Физика атома и атомного ядра, 2001. Кононенко В.Д.

Литература

1. Савельев И.В. курс общей физики. Т.1,2,3. – М.: Наука, 1977-1987.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М., курс физики. Т.1,2,3. – М.: Высшая школа, 1977.

3. Трофимова Т.И. курс физики. – М.: Высшая школа, 1977.

Задачники и методические пособия

4. Чертов А.Г., Воробьев А.А., Фёдоров М.Ф., задачник по физике. – М.:Высшая школа, 1973.

5. Волькенштейн В.С. сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1973.

6. Все решения к «Сборнику задач по общему курсу физики». – М.: Олимп: ООО «Издательство АСТ», 1999.

7. Кононенко В.Д. Методические указания и контрольные задания по дисциплине физика, часть 2 (Электромагнетизм, колебания и волны). – Мн.: ВГКС, 1999.

8. Кононенко В.Д., Зеневич А.О. методические указания и контрольные задания по дисциплине физика, часть 3 (Волновая и квантовая оптика). – Мн.: ВГКС, 2004.

9. Кононенко В.Д. методические указания и контрольные задания по дисциплине «Физика», 4.3 – Волновая и квантовая оптика. Физика атома и атомного ядра. Минск, 2001.

10. Кононенко В.Д., Зеневич А.О. методические указания и контрольные задания по дисциплине «Физика». Ч.4 - Физика атома и атомного ядра. Минск, 2001.

11. Ташлыкова – Бушкевич И.И. Физика. Ч.2 – Оптика. Квантовая физика. Строение и физические свойства вещества. Учебное пособие. – Минск, Асар., 2010.

12. Гладков Л.Л., Гулаков И.Р., Дудо Н.И., Зеневич А.О. физика. Лабораторный практикум. Учебное пособие. – Минск, 2010

13.

Вопросы по физике (6 семестр)

· 1.2 Гипотеза Планка о дискретных значениях энергии.

· 1.3 Энергия, масса и импульс фотона.

· 1.4 Основные законы внешнего фотоэффекта (законы Столетова).

· 1.5 Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта.

· 2.3 Однофатонный и многофатонный фотоэффект. Смещение красной границы фотоэффекта.

· 2.4 Внутренний фотоэффект или фотопроводимость.

· 3.3 Практическое применение внешнего и внутреннего фотоэлектрического эффекта.

· 3.4 Давление света и его корпускулярное объяснение. Опыты Лебедева.

· 4.3 Эффект Комптона как процесс упругого взаимодействия фотонов со свободными электронами.

· 4.4 Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Планетарная или ядерная модель атома по Резерфорду.

· 4.5 Постулаты Бора и происхождение линейчатых спектров.

· 5.2 Закономерности в атомных спектрах водорода. Формула Бальмера.

· 5.3 Потенциал ионизации атома водорода.

· 5.4 Спектральные серии атома водорода.

· 6.5 Корпускулярно-волновой дуализм материи.

· 6.4 Гипотеза и формула де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы.

· 6.3 Физический смысл волн де Бройля.

1. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Границы применимости классической механики.

2. Волновая функция и ее статистический смысл. Условие нормировки волновой функции.

3. Уравнение Шредингера и его применение к свободному электрону.

4. Применение уравнения Шредингера к электрону в потенциальной яме, квантование энергии – энергетический спектр частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме.

5. Строение атомного ядра. Состав атомного ядра. Нуклоны и их взаимопревращаемость.

6. Ядерные силы и их свойства.

7. Дефект массы. Энергия связи и устойчивость ядер.

8. Ядерные реакции. Сохранение суммарного массового зарядового числа при ядерных реакциях.

9. Ядерные реакции деления атомных ядер. Цепная ядерная реакция.

10. Ядерные реакции синтеза атомных ядер. Термоядерная реакция.

11. Перспективы развития ядерной энергетики в Беларуси.

12. Явление радиоактивности: α-,β-, -излучения. Законы правила смещения.

13. Закон радиоактивного распада. Постоянная распада. Период полураспада.

14. Естественные радиоактивные изотопы, искусственные радиоактивные вещества и их применение.

15. Единицы радиоактивности. Активность препаратов.

16. Удельная активность вещества. Единицы удельной активности.