大學(xué)物理課件第十八章

1、第十八章 原子核和基本粒子簡(jiǎn)介一、習(xí)題選解18-1 如果核半徑按公式確定（式中為質(zhì)量數(shù)），試估計(jì)核物質(zhì)密度以及在核物質(zhì)的單位體積內(nèi)的核子數(shù)。解：核物質(zhì)密度 kgm其中 u=1.6610-27 為原子質(zhì)量單位單位體積內(nèi)核子數(shù) 個(gè)/m318-2 已知th的原子質(zhì)量為232.03821u，計(jì)算其原子核的平均結(jié)合能。解：th由90 個(gè)質(zhì)子和142個(gè)中子組成，平均結(jié)合能為=7.615mev18-3 6mev的射線使u發(fā)生光致裂變，產(chǎn)生kr，ba及三個(gè)中子，求此反應(yīng)總的最終動(dòng)能。其中=235.043915u, =89.91972u， =141.91635u，=1.008665u解：由題意 +u=kr+ba

2、+3n+= =175.4mev18-4 若兩個(gè)氘(h)核聚合成一個(gè)粒子，會(huì)釋放出多少能量？其中 =2.014102u =4.002603u解： =23.80mev18-5 某放射性元素的半衰期為20 天，問(wèn)：（1） 衰變掉原有原子數(shù)的3/4所需的時(shí)間有多長(zhǎng)？（2） 剩下原有原子數(shù)的1/8，所需的時(shí)間多長(zhǎng)？（3） 此元素的衰變常數(shù)和平均壽命各是多少？解：由核衰變定律 其中，為時(shí)的原子核數(shù)目，為經(jīng)過(guò)時(shí)后存留的數(shù)目，為衰變常數(shù)。半衰期 （1）衰變掉原有原子數(shù)的3/4，即還剩1/4天（2） 天（3）衰變常數(shù) /天平均壽命 天18-6（1）產(chǎn)生一電子偶的最小能量是多少？（2）質(zhì)子和反質(zhì)子湮沒(méi)時(shí)產(chǎn)生四個(gè)具

3、有同樣能量的介子，試求每個(gè)介子的動(dòng)能。 =5.48597u u解：（1）產(chǎn)生一個(gè)電子偶素的能量為 mev（2）介子動(dòng)能為 =334.18mev18-7 目前實(shí)驗(yàn)上所發(fā)現(xiàn)的各種粒子之間有幾種相互作用？各有什么基本性質(zhì)？為什么在粒子物理中不考慮萬(wàn)有引力作用？解：基本粒子間的相互作用可以分為四類：萬(wàn)有引力作用、弱相互作用、電磁相互作用和強(qiáng)相互作用。四種相互作用的強(qiáng)度和作用程大致如下。 強(qiáng) 電 弱 萬(wàn)有引力相對(duì)強(qiáng)度 1 10-2 10-12 10-40作用程（m） 10-15 長(zhǎng) 10-17 長(zhǎng)從作用強(qiáng)度比較，可以看出引力作用強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其它作用力，在粒子物理中一般不考慮萬(wàn)有引力作用的影響。18-8 按照標(biāo)準(zhǔn)模型，基本粒子共有多少? 它們?cè)谀膸追N基本相互作用中出現(xiàn)？解：標(biāo)準(zhǔn)模型理論是一個(gè)具有su(3)u(2)u(1)定域?qū)ΨQ性的量子規(guī)范場(chǎng)論。理論中的基元是:三代六種輕子 以及六種相應(yīng)的反輕子。三代、三套、18 種夸克 和18 種相應(yīng)的反夸克三類傳遞基本相互作用的粒子 傳遞電磁相互作用w+ w- z 傳遞弱相互作用膠