Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
_0116_без пароля.pdf
Скачиваний:
444
Добавлен:
31.03.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать

 

XIII. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

 

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А -

массовое число

0n1 -

нейтрон

b -

b-кварк

1p1-

протон

с -

скорость света, с-кварк

s -

s-кварк

d -

d-кварк

Т -

период полураспада

Е -

энергия

t -

время, t-кварк

+1e0 -

позитрон

u -

u-кварк

–1e0 -

электрон

W -

W-бозоны

М -

молекулярная масса

Z -

порядковый номер элемента в

 

 

 

 

периодической таблице Д.И.

m -

 

 

 

Менделеева, заряд ядра

масса

Z

 

бозон

ma -

масса атома

α -

α-частица

mе -

масса электрона

-

приращение, дефект массы

mN -

масса нуклона

δ-

толщина

mn -

масса нейтрона

λ -

постоянная распада

mp -

масса протона

Λ -

Λ-гиперон

mя -

масса ядра

v -

нейтрино

mα -

масса α-частицы

ve -

электронное нейтрино

mΛ -

масса гиперона

vµ -

мюонное нейтрино

mµ -

масса мюона

π

-

π

 

 

-мезон

mπ -

масса мезона

σ -

эффективное сечение

N -

число ядер

τ -

время жизни

NA -

число Авогадро

ϕ -

ϕ-мезон

n -

концентрация

 

 

 

124

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1.Какие из фундаментальных взаимодействий ответственны за связь нуклонов в ядре?

а) электромагнитные взаимодействия; б) сильные взаимодействия; в) гравитационные взаимодействия; г) слабые взаимодействия.

2.

В каких единицах принято выражать энергию частиц в ядерной физике?

 

а) МэВ;

б) а.е.м.;

 

в) МДж;

 

г) эрг.

3.

Ядра атомов имеют размер порядка:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 10–6 см;

б) 10–8 см;

в) 10–10 см;

г) 10–13 см;

 

д) 10–15 см.

4.

Определению поставьте в соответствие название ядер.

 

 

 

 

 

 

 

Определение

 

 

 

 

Название ядер

 

а) ядра с одинаковым массовым числом

 

1) изомеры

 

б) ядра с одинаковым числом нейтронов

 

2) изотопы

 

в) ядра с одинаковым зарядом, но разными

3) изобары

 

 

массовыми числами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) ядра с одинаковым зарядом и массовым

4) изотоны

 

 

числом, но с разными периодами полурас-

 

 

 

 

 

 

пада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ;

б) ;

 

в)

;

 

г) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Какое из приведенных утверждений является ошибочным?

 

а) ядерные силы являются короткодействующими;

 

 

 

 

 

б) ядерные силы являются центральными;

 

 

 

 

 

в) ядерные силы обладают свойством насыщения;

 

 

 

 

 

г) ядерные силы обладают зарядовой независимостью;

 

 

 

 

д) ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов

6.

Дефектом массы ядра называется величина:

 

 

 

 

 

 

а) Z mp + (A - Z) mn – mя;

 

б) с2[Z mp + (A - Z) mn – mя];

 

в) Z mH + (A - Z) mn – ma;

 

г) с2[Z mp + (A - Z) mn – mя]/A.

7.

Частица с массой 939,57 МэВ является:

 

 

 

 

 

 

а) электроном;

б) протоном;

в) нейтроном;

 

г) мезоном.

 

 

 

 

 

 

 

125

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Приведите в соответствие определению его математическое выражение.

Определение а) массовое число

б) энергия связи нуклонов в ядре в) дефект массы г) удельная энергия связи

д) энергия ядерной реакции

Математическое выражение

1)Z mp + (A – Z) mn – mя

2)с2(mисх. mпрод.)

3)с2[Z mp + (A – Z) mn – mя]/A

4)mp + mn

5)с2(mN – mя)

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Средняя удельная энергия связи нуклонов для ядер с массовыми числами

~80 – 120 а.е.м. приблизительно равна:

а) 7 МэВ;

б) 7,5 МэВ;

в) 8 МэВ;

г) 8,7 МэВ.

10.Наиболее устойчивыми оказываются ядра, у которых число протонов, либо нейтронов (либо оба эти числа) равны:

а) 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126;

б) 2, 8, 18, 32, 46, 78, 110;

в) 2, 18, 36, 54, 72, 90, 108;

г) 2, 8, 18, 32, 64, 96, 128.

11.Установите правильную последовательность в изменении энергии связи ядер следующих элементов: Be, Mg, Cr, Zn, Mo, W.

а) Be < Mg < Cr < Zn < Mo < W;

б) Be < Mg < Cr < Zn > Mo > W;

в) Be < Mg < Cr Zn Mo < W;

г) Be < Mg < Cr Zn < Mo < W.

12.Установите соответствие между определением и его математическим выражением.

 

 

 

Определение

 

 

 

Математическое

 

 

 

 

 

 

 

 

выражение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) период полураспада

 

 

 

1)

1

 

 

 

 

 

 

λ

б) среднее время жизни радиоактивного ядра

2)

N0[1 – exp(–λt)]

в) число атомов, распавшихся за время t

3)

λN

 

m

 

г) удельная активность радиоактивного препарата

4)

0,693

 

 

λ

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Конечным продуктом распада 92U238 является:

 

 

 

 

 

а) 82Pb206;

б) 58Ce140;

в) 48Cd112;

г) 40Zr94.

 

 

 

126

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Закон радиоактивного распада записывается в виде

а) N = N0[1 – exp(–λt)];

б) N = N0exp(–λt);

в) N = N0exp(–σnδ);

г) N = Nσnδ.

15. Активность радиоактивного препарата есть

а)

dN

 

 

ln2

 

 

1

 

dt

;

б)

λ

;

в)

λ;

г) λN.

16.Число атомов, содержащихся в радиоактивном изотопе, определяется выражением

а)

N

≈ λ ∆

б) N = N0exp(–

λ

t);

в) N = m N .

 

N t;

 

M A

17.Какому радиоактивному распаду соответствует график, изображенный на рисунке?

dN dE

 

0

0,5

1,0

Emax,

 

а) альфа-распаду;

 

б) бета-распаду;

в) гамма-распаду.

18. Сколько электронов содержится в ядре хлора 17Cl35?

а) 35;

б) 18;

 

в) 17;

г) 0.

19.При бомбардировке α-частицами ядер алюминия 13Al27 образуется новое ядро неизвестного элемента Х и 0n1. Этим элементом является

а) 10B20;

б) 11Na23;

в) 15P30;

г) 14Si32.

20.Ядро радия 88226 претерпевает α-распад. Какое ядро образуется в результате радиоактивного распада?

а) 84Po209;

б) 86Rn222;

в) 90Th232;

г) 92U235.

21. Сколько протонов содержится в ядре бария 56Ва137?

 

а) 56;

б) 81;

в) 137;

г) 193.

 

 

127

 

22. Укажите, какая частица образуется в результате реакции

2He4 + 3Li7 = 5B10 + X .

а) электрон; б) нейтрон; в) протон; г) дейтон.

23. В какой из приведенных ниже ядерных реакций допущена ошибка?

а) 2He3 + 2He3 = 2He4 + 1p1 + 1p1

б) 13Al27 + 2He4 = 14Si30 + 1H1

 

в) n p + e

+ ve

г) 1p1 = 0n1 + +1e0 + vµ

д) 7N13 = 6Ar13 + +1e0 + v

24. Освобождается или поглощается энергия в каждой из указанных реакций?

3Li6 + 1H2 = 2He4 + 2He4 3Li7 + 1H1 = 4Be7 + 0n1

а) освобождается, освобождается; б) освобождается, поглощается; в) поглощается, освобождается; г) поглощается, поглощается;

25.Какие из приведенных ниже элементарных частиц являются стабильными?

а) фотоны;

б) нейтроны;

в) электроны;

г) мезоны.

26.Установите правильную последовательность в изменении масс частиц: протона (mp), нейтрона (mn), электрона (me), мюона (mµ), π-мезона (mπ), Λ- гиперона (mΛ).

а) me > mn < mp > mµ < mπ > mΛ; в) me < mµ < mπ < mp < mn < mΛ; д) mp < mn > mΛ > mπ < mµ > me

б) mp > mn > mΛ > mπ >me > mµ; г) mn > mp > mΛ > mµ > mπ > me е) mΛ> mn > mp > mπ > me > mµ.

27.Какие из перечисленных ниже частиц в настоящее время считают истинно элементарными

а) кварки;

б) фотоны; в) электроны; г) нейтроны; д) протоны.

28. Переносчиками взаимодействия между кварками являются

а) фотоны;

б) W- и Z-бозоны; в) глюоны;

г) мезоны.

128

29. Элементарным частицам поставьте в соответствие спин

 

 

 

Частица

 

 

 

 

 

Спин

 

 

 

а) π-мезон

 

 

 

1)

1

 

 

 

 

 

б) ϕ-мезон

 

 

 

2

 

 

 

 

 

в) нейтрон

 

 

 

2) 1

 

 

 

 

 

г) фотон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) 0

 

 

 

 

 

д) нейтрино

 

 

 

 

 

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30. Перечисленные ниже частицы соотнесите соответствующим группам.

 

 

 

Частица

 

 

Группа

1)

Λ-гиперон

 

 

 

 

 

2)

электрон

 

 

а) лептоны

3)

нейтрон

 

 

 

 

 

4)

нейтрино

 

 

б) мезоны

5)

π-мезон

 

 

 

 

 

6)

протон

 

 

в) барионы

7)

мюон

 

 

 

 

 

а) ;

б)

;

в)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.Согласно современным представлениям адроны состоят из кварков шести типов: u, d, s, c, b, t. Какой из перечисленных кварков является носителем

странности”.

а) b;

б) c;

в) d;

г) s;

д) t;

е) u.

32.Согласно современным представлениям адроны состоят из кварков шести типов: u, d, s, c, b, t. В соответствие с кварковой моделью протон имеет состав

а) cdu;

б) uud;

в) udd;

г) bcd;

д) uds

е) sst.

33.Какой из приведенных ниже распадов отвечает закону сохранения лептонного заряда

а) n p + e+ ve

 

б) n p + e

+ ve

в) n p + e+ vµ г) n p + e+ vτ

129