Landsberg-1985-T3

или

р;= (~V)2+(h~')2_2 (hcv) (h~')+2hтe (v-v').

20.См. §210.

21.6·108.

22.§ 199.

23.2,4.10-12 А.

25.Через 1 мин.

26.Для а·частицы E=5·IO" В/м, 8=0,23 Тл; для ~·частицы Е=

=106 В/М, 8=0,0053 Тл.

27.3,7. 1010 электронов в 1 с.

28.18,5·1010 а·частиц в 1 с.

29.18 ММВ •

30.2,3 ос.

31.0,38 мг.

32.а) 4,5·\09 мт, б) 1,2·109 лет.

4)i~А]+iН-+i~АI+р.

36.Силы электрического отталкивания а·частицы и ядра пропор· цианальны Z.

37.6,4·10-' мг.

38. \) iH+y .... p+n; 2) p+n-..iН+у; 3) ~Be+y->2~He+n;

4)I~N+n-,>I:C+p; 5) ~Be+IH.... l~B+n.

39.9,6%.

40.Пусть до соударения скорость шара массы тl равна vo, а шар мас­

сы т2 покоится. Посл<: соударения скорости шаров равны соответственно

m?. получим

Рис. 428. К упражнению 40

644

(векторы mlVi и т2У2 направлены в противоположные стороны, поэтому

модуль их суммы равен разности модулей векторов). С другой стороны,

по закону сохранения энергии

тlи3 = тlи~+т2и~.

Решая эти уравнения относительно иl и и2, найдем долю начальной

энергии, переданную шаром тl шару т2:

ударений

42.20 соудареииЙ.

43.Радиоактивные атомы, образовавшиеся за много периодов полу­

распада до конца облучения, к моменту окончания облучения уже все

распадутся.

44. Пересекая пластинку, частица теряет часть своей энергии на ио­ низацию и возбуждение атомов среды. Ввиду этого скорость ее умень­ шается и траектория сильнее искривляется магнитным полем. Следова·

тельно, частица движется снизу вверх и заряжена положительно.

45.См. § 225.

46.1,7 МэВ. 7,3 МэВ.

47.234,1165 а. е. м.

48.Изменение энергии на ]О эВ соответствует изменение массы на 10-8 а. е. м. При точности измерения 10-6 а. е. м. изменение массы на

10-8 а. е. м. не может быть наблюдено.

49.Электроны.

50.900 кВт.

51.В замедлителе выделяется около 8% всей освобождаемой

энергии.

52.Отражатель возвращает в реактор часть вылетающих нейтро­ нов, это приводит К уменьшению критической массы.

53.а) Возрастает, б) постоянна, в) убывает.

54.Так как мощность реактора постоянна, то коэффициент размно­

жения равен 1, т. е. из 2,5 нейтрона деления 1 вызывает новое деление. 1,25 нейтрона захватываются, не вызывая делений. Остальные 0,25 нейт­

рона, т. е. 10% всех нейтронов деления, вылетают наружу.

56. За время жизни одного поколения нейтронов число делений воз­ растает в k раз, за n поколений - в kn раз. Число поколений, необходи­

Iga

мых для возрастания числа делений в а раз, равно n=Igk' n=5500,

'=550 с.

58. Пусть протон с массой тр• кинетической энергией Wи и импуль­

сом р налетает на неподвижную мишень - протон (ядро атома водоро­

да). Рассмотрим в общем виде реакцию образования одной или несколь-

64S

ких частиц (обозначим их все вместе как Х) с суммарной массой тх: р+ +p->-р+р+Х. Наименьшая затрата начальной энергии (которая назы­

вается энергетическим порогом реакции) происходит тогда, когда после

соударения все частицы в конечном состоянии движутся как единое це­

лое с одинаковыми скоростями v в направлении начального импульса и

все вместе несут этот импульс (в силу закона сохранения импульса).Тог­ да не надо еще дополнительно затрачивать энергию на их относительный разлет. Применим законы сохранения энергии и импу.1ьса релятивист·

где В=u/с, а полная энергия бомбардирующего протона Wр=

=(IY/I< )п()р()г+mрс2 связана с его импульсом р известным соотношением

(см. (200.4))

(Wк)порог Jl.J/яр,=4mрс2 ( 1+ ~ ) =6трс2 ~ 5630 МэВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение физических явлений не только знакомит нас

с обширным !{ругом фактов, но открывает закономерности,

которым подчиняются эти явления, и таким образом дает

ВОЗМОЖНОСТЬ управлять явлениями. Более того, находя законы явлений, определяющих количественные связи между различными их сторонами, мы обнаруживаем и п р и­ ч и н н ы е связи между явлениями. Так возникают физи­

ческие теории, позволяющие не только проникнуть во

внутренний смысл найденных закономерностей, но и пред­ видеть новые, еще не наблюдавшиеся явления. Осуществляя условия, подсказанные теорией, мы проверяем на опыте

правильность этих предсказаний; если опыт обнаруживает

явления, предсказываемые теорией, то ЭТО укрепляет нашу уверенность в правильности теоретических представлений;

впротивном случае мы вынуждены пересмотреть теорию,

дополнить или изменить ее или даже искать новое объясне­

ние ранее наблюденным явлениям и закономерностям. Этот

путь непрерывного развития науки, опирающейся на экспе­

римент и находящейся под контролем эксперимента, и приносит нам эту власть над природой, которой мы .обязаны

науке.

Развитие каждого раздела физики приводит к важным

техническим приложениям. Знание законов механики

твердых, жидких и газообразных тел сделало возможными все достижения современной строительной техники, начи­ ная от грандиозных многоэтажных сооружений и кончая реактивными самолетами, каждая деталь устройства кото­

рых опирается на отчетливое понимание физических зако­

нов. Законы тепловых явлений положены в основу всей теплотехники, прошедшей грандиозный путь от машины

Ползунова до современных двигателей внутреннего сгора­

ния . и реактивных двигателей огромной мощности. Вся

современная электротехника - это техническое исполь-

647

зование основных законов электродинамики и явления

электромагнитной индукции. Современная радиотехника

со всеми ее необозриыыми применениями в радиосвязи, ра­

диовещании, телевидении, радиоастрономии и т. д., начи­

ная с грозоотметчика и первого радиотелеграфа А. С. по­

пова, опирается на дальнейшее развитие электродинамики,

предсказавшей Jj подтвердившей существование электро­ магнитных волн. Наконец, вознИКшая лишь немногие де­

сятки лет TO~1Y назад ядерная энергетика целиком основы­

вается на тончайших экспериментальных исследованиях

ато:\шой физики и тех теоретических представлениях,

с которыми связан научный прогресс в изучении атомно­

го ядра.

Однако мы обязаны физической науке не только эти:\!И неоценимыми техническими применениями. Наше IlpeACTaB-

ление о реальном мире, т. е. наше м и р о в о з з р е н и е

в очень большой :\lере формируется под влиянием прогресса

физических знаний, и, обратно, действительный прогресс физической науки возможен лишь на основе правильного материалистического Мllровоззрения. Развитие научных знаний всегда сопровождалось ожесточенной борьбой фи­

лософских взглядов, которая в конечном счете является

борьбой материализма с идеалистическим пониманием

природы.

Материализм рассматривает явления внешнего мира

как явления, существующие объективно независимо от

познающего субъекта, и управляемые объективными за­

конами. По воззрениям идеалистов внешний :\1ИР оказы­

вается в той или иной мере зависящим от познающего субъ­

екта или управляющимся законами, познание которых в

конечном счете недоступно. Идеализм в корне противоречит

мировоззрению ученого, который видит свою ОСНОВНУЮ за­

дачу в познании законов природы и создании представле­

ний, отражающих реальный мир, позволяющих управлять

явлениями. Поэтому естественно, что неприкрытый идеа­

лизм, отрицающий объективность существующего мира и

зачастую провозглашающпй его непознаваемость, никогда

не имел и не мог и'V!еть успеха среди естествоиспытателей.

Но современный идеализм принимает гораздо более тонкие формы. Он пользуется затруднениями, нередко встречаю­

щимися на пути научного познания.

История физики знает немало примеров того, как идеа­

листическая философия толкала отдельных физиков к физи­

чески неверным выводам, таким, как отрицание существо­

вания молекул и атомов) предсказание так называемой

648

«Тепловой смерти» Вселенной, неверное истолко~?ние тео­

рии относительности КaI< подтверждения условного, субъ­

ективного характера науки и т. п.

Развитие атомной и ядерной физики в наше время при­ вело к открытию своеобразных законов, управляющих пове­

дением элементарных частиц, входящих в состав ядра,

атома и молекулы. Эти законы - законы квантовой меха­

ники - весьма отличаются от законов, установленных при

наблюдении движения тел значительно большей массы, с

которыми имеет дело обычная механика или астрономия.

Напомним, что отдельные атомы и составляющие их ядра и электроны, а также другие частицы атомного и субатом­ ного масштаба часто называют в физике м и к р о ч а с т и­

Ц а м и. Когда речь идет о законах, которым подчиняются

такие частицы, то говорят о законах м и к р о м ира.

О телах же, состоящих из огромного числа микрочастиц

говорят как о м а к р о :Vl и Р е, включая в это понятие не

только окружающие нас тела обычных «человеческих» мас­ штабов, но и такие гигантские тела, как звезды, планеты и

другие астрономические объекты. Пользуясь этой термино­ логией, можно сказать более точно: законы обычной меха­

ники макро:vшра оказываются слишком грубыми для опи­ сания поведения указанных микрочастиц. Наоборот, за­ коны квантовой механики применимы не только к микро­ частицам, но и к обычным механическим явлениям. Но для

этих последних квантовая механика приводит к результа­

там, совпадающим со следствиями обычной макромеханики, подтверждаемой опытом.

Таким образом, обычная механика должна рассматри­

ваться как первое приближение к законам реального мира,

достаточное при изучении движения макротел; квантовая

же механика есть дальнейшее, улучшенное приближение,

т. е. более о б щ а я теория, включающая в себя обычную

механику всякий раз, когда речь идет о движении макро­

тел, т. е. масс, очень больших по сравнению с массами микро­ частиц. Следует, однако, отметить, что в физике макромира

известны и такие явления, которые нашли себе объяснение

только в квантовой механике. К ним относятся, например,

явления сверхпроводимости в твердых телах и сверхтеку­

чести в сжиженном гелии.

Современная наука каждым новым достижением пока­

зывает правильность материалистических представлений и

все глубже раскрывает их. Использование в больших мас­

штабах атомной (точнее говоря, ядерной) энергии, получе­

ние весомых количеств новых несуществующих в естест-

649

651

652

,формула 245, 253 -- система 268, 282, 285, 329

653