Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Фізика / Соколович_Ю.А.-Фізика._Навчально-практичний_довідник-Ранок(2010).pdf
Скачиваний:
269
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
5.63 Mб
Скачать

Сучасна фізика

Таким чином, утворюється ядро із Z = 84 і масовим чис-

лом A = 216.

За таблицею Менделєєва визначаємо, що це ядро ізотопу Полонію 21684Po.

Відповідь: ядро 21684 Po.

Задача 2.

Визначити, виділяється чи поглинається енергія у ядерній реакції 147 N +24 He → 178 O +11 H ?

Дано:

 

Розв’язання:

 

m0 N

=14,00307 а.о.м.

 

m =m1 m2 ,

m0 He

=4,00266 а.о.м.

 

m1 =m0 N +m0 He ≈18,0056 ,

m0 O

=16,99991 а.о.м.

 

m2 =m0 O +m0 H =18,007 ,

m0 H =1,00783 а.о.м.

 

 

m2 > m1,

 

 

 

 

 

 

отже,

E — ?

 

m < 0.

Відповідь: енергія поглинається.

5.Елементарні частинки

5.1.Фізика елементарних частинок

Частинки, яким на сьогоднішній день наука не може

приписати певної внутрішньої будови, називають елементарними.

Відкрито 38 елементарних частинок і більше 300 ре­ зонанс-частинок (короткоживучі частинки із середнім часом життя 10–22—10–23 с).

5.1.1. Класифікація елементарних частинок

1.Фотони (m0 = 0): γ.

2.Лептони (легкі): e, e+, ν, ν , µ+, µ, νµ, ν .

374

5. Елементарні частинки

3.Мезони (середні): π+, π, π0, k+, k, k0 (k10,k20 ) .

4.Баріони (важкі): нуклони p, n і гіперони.

Кожна частинка має свою античастинку, тобто частин-

ку тієї ж маси спокою, але з деякими протилежними квантовими властивостями ( eі e+ , ν і ν , p і pтощо).

Фотон та π0-мезон античастинок не мають.

5.1.2. Стабільні і нестабільні частинки

Стабільні частинки (їх дев’ять) — живуть у вільному стані як завгодно довго: γ, e, e+, p, p, ν, ν , νµ, νµ . Інші нестабільні.

Наприклад, 01n стабільний у ядрі, а у вільному стані ­його середній час життя 15 хв, після чого нейтрон перетворюється в стабільні частинки:

10 n 11 p +e+ν .

При будь-якому перетворенні елементарних частинок виконуються закони збереження маси, енергії, електрично-

го заряду, імпульсу, моменту імпульсу.

Анігіляція частинок:

e+e+ →2γ (можливе 3γ);

кожний фотон забирає енергію

hν =m0 c2 =0,511 МеВ.

Фотонародження (утворення пар): γ-квант з енергією

1,022  МеВ утворює пару:

γe+e+ (2m0c2 = 1,022 МеВ).

5.2. Приклади розв’язання задач

Задача.

При зіткненні γ-кванта жорсткого випромінювання з ядром атома відбулося фотонародження. Визначити кіне-

375

Сучасна фізика

тичну енергію утвореної пари — електрона і позитрона, якщо частота γ-кванта 7 1020 Гц.

Дано:

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання:

 

 

 

ν =7 1020 Гц

 

 

 

За законом збереження і перетво­

m0 =9,1 10−31

кг

 

 

рення енергії:

c  = 3   108 м/c

 

 

 

 

hν =2m0c2 + Eк .

h =6,62 10−34

Дж · с

Кінетична енергія утвореної пари:

 

 

 

 

 

 

 

Eк = hν −2m0 c2 .

E′ — ?

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кінетична енергія електрона чи позитрона:

 

 

 

 

 

Eк′ =

Eк

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Обчислення:

 

hν =

6,62 10−34 7 1020 Дж

≈3 МеВ,

 

 

 

 

1,6 10−13

Дж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МеВ

 

 

 

 

2m0 c2 =1,022 МеВ,

Eк′ =

3−1,022

МеВ ≈ 1 МеВ = 1,6 · 10–13 Дж.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь: кінетична енергія електрона і протона дорівнює

≈ 0,16 пДж.

376

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.