random books / Соина, Казанцев, Васильева, Гольцман - Сборник вопросов и задач по ОФ Р3. Оптика. Р4. Квантовая физика (2013)

4.252. 1) Na = 8, Nb = 6; 2) Na = 6, Nb = 4; 3) Na = 7, Nb = 4; 4) Na = 8, Nb = 4.

4.253. четыре -распада и два -распада.

4.254. Дискретностью энергетических состояний ядра. 4.256. В осколках деления ядра возникает избыток нейтро-

нов. β–-радиоактивность обусловлена происходящим внутри ядер осколка распадом нейтрона (n → p + e– + ), при котором появляется свободный электрон.

4.258. 3,6 × 1010 Бк. 4.259. 4,5 × 109 лет. 4.260. 5,2 × 1014 Дж. 4.261. 1,17 × 1010 Бк. 4.262. 6 л; через 50 ч.

4.263. 9,3 × 1011 атомов; за сутки это число уменьшится на

8,3%.

4.264. 3471 год.

распада238U, M1 и M2 – молярные массы урана и свинца соответственно.

4.266. 20 МэВ. 4.267. 220. 4.268. 16%; 84%.

4.269. С момента образования Земли за время t = 4 × 109 лет вероятное содержание 234U на Земле должно было уменьшиться в e(t ln 2)/T ≈ 104855 раз. Если даже предположить, что в момент образования Земля состояла только из 234U, то и тогда на Земле не осталось бы ни одного атома 234U. Изотоп 234U существует в природе благодаря α-распаду 238U и β-распаду 234Th и 234Ра.

4.271. Распадается 10 протонов.

α-частицы, mд.я –масса дочернего ядра 222Rn).

181

4.275. Ядро, подобно атому, может находиться как в основном, такиввозбужденномсостоянии, тоестьиметьдискретнуюструктуру энергетических уровней.

4.276. 213Ас, табличные значения периодов полураспада указанных изотопов 0,8 с, 0,17 с и 7 мкс соответственно.

4.277. 29 МэВ, 36 фм.

4.279. 23 фм (90222 Th ) и ~34 фм (90227 Th ). Второй из этих изотопов должен иметь больший период полураспада; их табличные значе-

пульсы электрона и антинейтрино соответственно); Θ = 110°. 4.288. а) 0,97 МэВ и 94 эВ; б) 0,32 и 0,65 МэВ.

4.289. Ядерные реакции – это процессы, происходящие при столкновении ядер или элементарных частиц с другими ядрами, в результате которых изменяется исходное ядро, а также появляются новые частицы.

4.291. Солнечные нейтрино образуются в реакциях водородного цикла, например: p p 12H e e ; антинейтрино, выходящие из ядерных реакторов образуются в результате реакции распада нейтрона n p e .

4.292. 2R 5 10 21 с, оно определяет минимальное время t протекания ядерныхv реакций. Если τ ≥ t ядерная реакция называется прямой; при τ ≤ t реакция идет с образованием промежуточного (составного) ядра; при t »τ говорят об искусственной радиоактивности.

4.293. Хотя при температуре 107 К средняя энергия хаотического движения протонов много меньше энергии их кулоновского отталкивания на расстоянии 5 × 10–15 м, термоядерные реакции синтеза в недрах Солнца протекают, так как имеется достаточное количество протонов с энергией, значительно большей средней. Кроме того, благодаря туннельному эффекту возможно слияние протоновсэнергией, несколькоменьшейэнергииихкулоновского отталкивания.

182

4.294. ≈1010 лет.

4.295. vn ср≈vрср= 4,6 × 106 м/с; vD ср 3,25 × 106 м/с;

где mD – масса дейтрона, vотн – относительная скорость двух дейтронов при лобовом соударении; lmin ≈ 3,3 фм ≤ d.

4.296. 17,6 МэВ; 18,4 МэВ.

4.297. Регистрируя излучение плазмы.

4.299. а) экзотермическая; б) эндотермическая. 4.300. а) +19,8 МэВ, б) –3,1 МэВ, в) –13,5 МэВ.

4.301. 3 × 106 м/с (α-частица), 5,3 × 106 м/с (ядро лития). 4.302. а) 4,4 МэВ, б) 18,1 МэВ.

4.303. а) 6,2 МэВ, б) 0 МэВ.

4.304. Ек Be = |Q|/8 0,21 МэВ, Ек О = 763 Q 1,41 МэВ. При

решении следует учесть, что при пороговом значении энергии налетающих частиц продукты реакции движутся с одинаковой скоростью.

4.305. 1,61 × 106 кг, 1,1 × 104 кг. 4.306. 0,26%.

4.307. 3 × 1018 с–1, 1,1 × 106 Вт. 4.308. 1016 лет, 4,5 × 107 распадов. 4.309. 2,9 × 1026 атомов.

4.310. Eγ > 2mec2 = 1,22 МэВ, процесс происходит при взаимодействии с какой-либо другой частицей, например, в кулоновском поле ядра.

4.313. 2 и 4 – нарушен закон сохранения лептонного заряда, 6 – нарушен закон сохранения барионного заряда.

4.314. ~18 см. 4.315. В 3,58 раза. 4.316. 3,3 см.

4.317. 1 Кл/кг = 3876 Р. 4.318. 1,48 × 106 м–2×с–1. 4.319. 7,74×10–3Кл/кг ≈ 3Р. 4.320. Нет.

4.321. 3,95×109 м–2×с–1.

183

СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ

1. Физические постоянные

185

2. Сведения о Солнце, Земле и Луне

3. Интервалы длин волн и соответствующие им цвета видимой части спектра

4. Яркость некоторых источников света

186

5. Длины волн ярких линий в спектре ртутной лампы

6.Показатель преломления n некоторых веществ

ввидимом диапазоне длин волн

Примечание. Показатели преломления зависят от длины волны света, поэтому приведенные здесь значения п следует рассматривать как средние по видимому диапазону.

7.Показатели преломления ne и no кристаллов

сдвойным лучепреломлением

187

8. Работа выхода электронов из металла

9. Край K-полосы поглощения рентгеновского излучения

188