Лекции и конспекты по физике

Электродинамика
Электрический заряд
Электрическое поле в вакууме
Работа электрических сил
Потенциал электростатического поля
Графическое изображение электростатического поля
Практическое занятие по физике
Тепловое излучение
Специальная теория относительности

Законы фотоэффекта

Теория атома водорода по Бору
Волновые свойства микрочастиц
Контрольная работа № 1
Уравнение Шредингера
Квантовая модель атома водорода
Многоэлектронные атомы. Принцип Паули

Квантовая теория свободных электронов в металле

Нерелятивистская квантовая механика
Атомное ядро. Закон радиоактивного распада.
Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.
Лекции и конспекты по физике

Векторы электромагнитного поля

Закон электромагнитной индукции
Теорема Гаусса в дифференциальной форме
Векторные операции в различных системах координат
Силовые линии и эквипотенциальные поверхности
Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.
Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
Плоскопараллельное поле
Ёмкость
Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров
Формулы Максвелла
Ротор (вихрь)
Электрическое поле в проводящей среде
Магнитное поле постоянных токов
Расчет магнитных экранов
Энергия магнитного поля
Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде
Плоская волна в проводящей среде
Теорема Умова-Пойнтинга
Поверхностный эффект
Атомная физика
Атомные ядра

РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
 

Пример 2

Считая, что ядро  моделируется однородно заряженным шаром, оценить потенциал электрического поля в точке, расположенной на поверхности ядра.

Решение

В заданном приближении потенциал электрического поля на поверхности ядра можно определить с помощью закона Гаусса по формуле

, где q = Z|e| - заряд ядра, R – его радиус.

Тогда, используя формулу (1.1), преобразуем ее к виду

Подставив в нее заданные величины (Z = 40 и А = 95), получим

  В.

Величина впечатляющая.


Пример 3

Определить отношение второго слагаемого к первому в формуле Вейцзеккера (1.4): а) для ядра, б) для ядра .

Решение

Искомое соотношение можно вычислить по формуле

.

У алюминия А1 = 27, соответственно η1 ≈ 0,38. У серебра А2 = 107, соответственно η2 ≈ 0,24. Как видим, для ядер с небольшим массовым числом большая доля нуклонов находится в поверхностном слое с ненасыщенными связями.

Пример 4

Вычислить разность масс «зеркальных» ядер атомов  и .

Решение

По периодической системе элементов определяем, что в ядре атома заданного изотопа серы  число протонов Z1=16, а число нейтронов N1 =17. В ядре , наоборот, Z2=17, а N2=16. Поэтому они называются «зеркальными». Массу каждого ядра можно определить как сумму масс образующих его нуклонов за вычетом дефекта масс:

;

.

Тогда искомая разность масс равна

.

Для удобства расчетов выразим ее в энергетических единицах

,

где mpс2 = 938,26 МэВ - энергия покоя протона, mnс2 = 939,55 МэВ - энергия покоя нейтрона.

Используя формулу Вейцзеккера (1.4), получаем (с учетом, что А1 = А2)

.

Тогда .

После расчета получаем  МэВ =  Дж.

Соответственно

На эту величину масса ядра  больше, чем масса ядра .

Задачи для самостоятельного решения

1.1-1.25. Оценить плотность ядерного вещества и концентрацию нуклонов в ядре атома, указанного в таблице вариантов 1.

2.1-2.25. Оценить объемную плотность электрического заряда в ядре атома, указанного в таблице 1.

3.1-3.25. Вычислить с помощью формулы Вейцзеккера удельную энергию связи в ядрах атомов, указанных в таблице 1.

4.1-4.25. Используя полученное в предыдущей задаче значение энергии связи, вычислить массу ядра.

Таблица 1

Номер

задачи

Ядро

атома

Номер

задачи

Ядро

атома

Номер

задачи

Ядро

атома

1.1

1.10

1.18

1.2

1.11

1.19

1.3

1.12

1.20

1.4

1.13

1.21

1.5

1.14

1.22

1.6

1.15

1.23

1.7

1.16

1.24

1.8

1.17

1.25

1.9

Атомное ядро. Закон радиоактивного распада