Задачі з Фізики (Волькенштейн) / 23
.doc§ 23. Елементарні частинки. Прискорювачи частинок.
-
В ядерній фізіці прийнято число заряджених частинок, які бомбардують мішень, характеризувати їх загальним зарядом, вираженним в мікроампер-годинах (мкагод). Знайти, якому числу заряджених частинок відповідає 1 мкагод. Задачу вирішити для: 1) електронів та 2) -частинок.
-
При пружньому центральному зіткненні нейтрону з нерухомим ядром уповільненої речовини кінетична енергія нейтрону зменшилася в 1,4 рази. Знайти масу ядер уповільненої речовини.
-
Яку частину своєї початкової швидкості буде складати швидкість нейтрону після пружньогоцентрального зіткнення його з нерухомим ядром ізотопа 11Na23?
-
Для отримання повільних нейтронів їх пропускають крізь речовини, які містять воден (наприклад, парафін). Знайти, яку найбільшу частину своєї кінетичної енергії нейтрону з масою m0 може передати: 1) протону (маса m0) та 2) ядру атома свінцю (маса m=207m0). Найбільша частина енергії, що передається відповідає пружному центральному удару.
-
Знайти в попередній задачі розподіл енергії між нейтроном і протоном, якщо удар нецентральний, а нейтрон при кожному зіткненні відхилюється в середньому на 45.
-
Нейтрон, що має енергію в 4,6Мев, в наслідок зіткнення з протонами повільнюється. Вважаючи, що нейтрон відхиляється при кожному зіткненні в середньому на 45, знайти, скільки зіткнень він повинен випробувати, щоб його енергія зменшилась до 0,23ев.
-
Потік заряджених частинок влітає в однорідне магнітне поле, індукція якого дорівнює 3 вб/м2. Швидкість частинок дорівнює 1,52107м/сек і напрямлена перпендикулярно до напряму силових ліній поля. Знайти заряд кожної частинки, якщо відомо, шо сила, що діє на неї, дорівнює 1,4610-11н.
-
Заряджена частинка влітає в однорідне магнітне поле з індукцією В=0,5Тл та рухається по колу радіусом R=10см. Швидкість частинки v=2,4106м/с. Знайти для цієї частинки відношення її заряду до маси.
-
Електрон прискорений різницею потенціалів U=180 кВ. Враховуючи виправлення теорії відносності, знайти для цього електрона масу m, швидкість v, кінетичну енергію W та відношення його заряду до маси. Яка швидкість v цього електрону без урахування релятивістського виправлення?
-
Мезон космічних промінів має енергію W=3ГеВ. Енергія спокою мезона W0=100МеВ. Яка відстань l в атмосфері зможе пройти мезон за час його життя за лабораторним годинником? Власний час життя мезону 0=2мкс.
-
Мезон космічних промінів має кинетичну енергію W=7m0с2, де m0-маса спокою мезону. В скільки разів власний час життя 0 мезону менше часу його життя за лабораторним годинником?
-
Позітрон та електрон з’єднуються, утворюючи два фотона. Знайти енергію h кожного з фотонів, враховуючи, що початкова енергія частинок значно мала. Яка довжина хвилі цих фотонів?
-
Електрон та позитрон утворюються фотоном з енергією h=2,62 МеВ. Яка була в момент виникнення повна кинетична енергія W1+W2 позитрону та електрону?
-
Електрон та позитрон, утворені фотоном з енергії h=5,7МеВ, дають в камері Вільсона, яка міститься в магнітному полі, траекторії з радіусом кривізни R=3см. Знайти магнітну індукцію В поля.
-
Нерухомий нейтральний -мезон, розпадаючись, перетворюється на два фотони. Знайти енергію h кожного фотона. Маса спокою -мезона m0()=264,2m0, де m0-маса спокою електрону.
-
Нейтрон та антинейтрон з’єднуються, утворюючи два фотони. Знайти енергію h кожного з фотонів, враховуючи, що початкова енергія частинок значно мала.
-
Нерухомий К0-мезон розпадається на два заряджених -мезона. Маса спокою К0-мезона m0(К0)=965m0, де m0- маса спокою електрону; маса кожного -мезона m()=1,77m0(), де m0()-його маса спокою. Знайти масу спокою m0() -мезонів та їх швидкість v в момент утворення.
-
Вивести формулу, яка з’єднує магнітну індукцію В поля циклотрона та частоту прикладеної до дуантів різниці потенціалів для дейтонів, протонів та -частинок. Магнітна індукція поля В=1,26Тл.
-
Вивести формулу, яка з’єднує енергію W вилітаючих із циклотрону частинок та максимальний радіус кривизни R траекторії частинок. Знайти енергію W вилітаючих з циклотрону дейтонів, протонів та -частинок, якщо максимальний радіус кривизни R=48,3см; частота прикладеної до дуантів різниці потенціалів =12МГц.
-
Максимальний радіус кривизни траекторії частинок в циклотроні R=35см; частота прикладеної до дуантів різниці потенціалів =13,8 МГц. Знайти магнітну індукцію В поля, необхідного для синхронної роботи циклотрону, та максимальну енергію W вилітаючих протонів.
-
Вирішити попередню задачу для : а) дейтонів, б) -частинок.
-
Іонний струм в циклотроні при роботі з -частинками І= 15мкА. В скільки разів такий циклотрон продуктивніше маси m=1г радію?
-
Максимальний радіус кривизни траекторії частинок в циклотроні R =50см; магнітна індукція поля В=1Тл. Яку постійну різницю потенціалів U повинні пройти протони, щоб отримати таке ж прискорення , як в даному циклотроні?
-
Циклотрон дає дейтони з енергією W = 7 МеВ. Магнітна індукція поля циклотрону В =1,5Тл. Знайти максимальний радіус кривизни R траекторії дейтону.
-
Між дуантами циклотрону радіусом R=50см прикладена змінна різниця потенціалів U =75кВ з частотою =10 МГц. Знайти магнітну індукцію В поля циклотрону, швидкість v та енергію W вилітаючих з циклотрону частинок. Яку кількість обертів n зробить заряджена частинка до свого виліту з циклотрону? Задачу вирішити для дейтонів, протонів та -частинок.
-
До якої енергії W можна прискорити -частинки в циклотроні, якщо відносне збільшення маси частинки k=(m-m0)/m0 не повинна перевищувати 5%?
-
Енергія дейтонів, прискорених синхротроном, W=200МеВ. Знайти для цих дейтонів відношення m/m0(де m – маса рухаючогося дейтона, а m0 – його маса спокою) та швидкість v.
-
У фазотроні збільшення маси частинки при зростанні її швидкості компенсується збільшенням періоду прискорюючого поля. Частота різниці потенціалів, яка подається на дуанти фазотрону, змінювалась для кожного прискорюючого циклу від 0=25 МГц до = 18,9 МГц. Знайти магнітну індукцію В поля фазотрону та кинетичну енергію вилітаючих протонів.
-
Протони прискорюються в фазотроні до енергії W=660МеВ, -частинки – до енергії W=840 МеВ. Для того, щоб скомпенсувати збільшення маси, змінювався період прискорюючого поля фазоторону. В скільки разів необхідно було змінювати період прискорюючого поля фазотрону ( для кожного прискорюючого циклу) при роботі: а) з протонами; б) з -частинками?