原子及原子核物理郭江

第一章 原子的基本状况

1.1 若卢瑟福散射用的?粒子是放射性物质镭C放射的，其动能为7.68?10电子伏特。散射物质是原子序数Z?79的金箔。试问散射角??150所对应的瞄准距离b多大？

解：根据卢瑟福散射公式：

?'6ctg得到：

?2?4??0K?Mv2b?4??b0222ZeZe?

192Ze2ctg?79?(1.60?10)ctg15022b???3.97?10?15米 ?126?194??0K?(4??8.85?10)?(7.68?10?10)式中K??12Mv是?粒子的功能。

1.2已知散射角为?的?粒子与散射核的最短距离为

2rm2Ze21?()(1?4??0Mv2sin1?) ，试问上题?粒子与散射的金原子核

2之间的最短距离rm多大？

解：将1.1题中各量代入rm的表达式，得：rmin2Ze21?()(1?) 2?4??0Mvsin214?79?(1.60?10?19)21?9?10??(1?)6?19?

7.68?10?1.60?10sin759?3.02?10?14米

1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可

能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个?e电荷而质量

此文档包含原子核物理的十套试卷,老师们出题一般和这十套题的内容相仿或是相同,可以作为复习备考的参考资料,建议收藏。

原子核物理 试卷A

试简述下列物理概念 （20分）

1．深度非弹性散射 2．同位旋 3．复合核 4．长射程 粒子

壳层模型之所以成立的主要依据有哪些？它的基本思想是什么？并举两个用壳

层

模

型

解

释

实

验

现

象

较

成

功

的

例

子

。

（10分）

用某一能量的12C4 轰击209Bi靶，得210Po的生成率为1.6 103S 1，已知束流强度

为0.1 A，靶厚为340 gcm 2（薄靶），求反应截面。 （10分）

快中子照射铌靶时，能发生反应Nb(n,2n)

93

92m

Nb，

92m

Nb ，已知T1/2 10.15d

铌靶面积为3cm2，厚度为0.1cm，靶面垂直于中子束，求铌靶经通量密度为

1010cm 2s 1的14MeV中子照射8小时后，再冷却20天后的放射性活度（已知该反应截面 935mb， Nb 8.57gcm 3，

原子核物理习题答案

卢希庭版

1-2、用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在 电势差为1000V的电场中加速。然后在0.1T的磁场中偏 转，测得离子轨道的半径为0.182m。试求： （1）离子速度 （2）离子质量

（3）离子质量数

解：（1）因为：

1 2 eU mv 2 R mv eB 可得：

2U v 109890.01m / s 1.099 105 m / s BR

（2）由公式可得：

2eU m 2 2.653 10 26 kg V

（3）由公式可得：

m 16 A 27 1.6605387 10 kg

4 1-4, 计算下列各核的半径： 2 He,

107 47

Ag,

238 92

U, 设r0 1.45 fm.

解：由R r0 A 3知， 对于 He，R 1.45 4

4 2 1 3

1

fm 2.33 fm

1 3

对于 对于

107 47 238 92

Ag，R 1.45 107 U，R 1.45 238

1

fm 6.88 fm fm 8.99 fm

3

1-5, 实验测得 241 Am和 243 Am的原子光谱的超精细结构由六条谱线.， 解：由已知条件知原

原子核物理学的发展史从X射线到量子力学

08物本(2)班 廖建文，陈榕，郑恒，王世鸣

一、伦琴和X射线的发现19世纪末，阴极射线的研究曾是物理 学的热门课题。许多物理学家都致力 于这个方面。在德国的维尔茨堡大学， 实 验 物 理 学 家 伦 琴 感兴趣。 伦琴是一个热爱生活的人。他与妻子感情极好； 他们没有孩子，收养了侄女。他们的生活很幸福， 社会对他们也十分恩宠。 (Wilhelm

Reontgen,1845-1923)也对这个问题

X射线的发现1895年11月8日上午，伦琴到实验室工作，一个偶然现象引起了他的注意。 当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包得很严实。他突然发现在一米开外 的小桌上，一块亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪，就移远荧 光屏继续试验。只见荧光屏的闪光仍随放电过程的节拍继续出现。他取来 各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间， 发现不同的物品效果很不一样，有的挡不住，有的起阻挡作用。显然从放 电管发出了一种穿透力很强的射线，穿过黑纸到达了荧光屏。为了确证这 一新射线的存在，并且尽可能了解它的特性， 伦琴用了6个星期深入地研 究这一现象。1895年底他以通信方式将这一发现公之于众。

“机遇只偏爱有准备

第一章 习题答案

1-1 当电子的速度为2.5?108ms?1时，它的动能和总能量各为多少？

答：总能量

E?mc?2mec21?v?c?2?0.511?2.5?1????3.0?2?0.924MeV；

动能

??1T?mec2??1?vc???2???1??0.413MeV ??1-2.将?粒子的速度加速至光速的0.95时，?粒子的质量为多少？

答：?粒子的静止质量 m0?M?2,4??2me?M?2,4??4???2,4??4.0026u 931.4940 ?粒子的质量

m??m01??2?4.00261?0.952?12.8186u?2.128?10?23g

1-4 1kg的水从00C升高到1000C，质量增加了多少？ 答：1kg的水从00C升高到1000C需做功为

?E?cm?t?4.184?1?100?4.184?105J。

?E4.184?105 ?m?2??4.65?10?12kg 2c3.0?108??1-5 已知：M?238U??238.050786u;M?239U??239.054325u; M?235U??23

答案第一二章很全,后面章节也较多

第一章习题1-1 A 利用课本上的公式 AZ BA, B已知(书上第四页) E h (其中h是常数为 .63 1034 ) 6

B 上课讲的公式

答案第一二章很全,后面章节也较多

2-2质谱仪工作原理1 2 M qV (1) 2 M 2 q B ( 2) R q 2V qB 2 R 2 2 2 即M M B R 2V 由， 1 2可以解出 M A 1.66 10 27

答案第一二章很全,后面章节也较多

1-31 2 M qV 2 2 M q B R 2VM R 2 qB 2V1M 1 2 q1 B1 2V2 M 2 2 q2 B2

答案第一二章很全,后面章节也较多

4 1-4, 计算下列各核的半径：He, 2

107 47

Ag,

238 92

U, 设r0 1.45 fm.

解：由R r0 A 3知， 对于 He,R 1.45 44 2 1 3

1

fm 2.33 fm1 3

对于 对于

107 47 238 92

Ag,R 1.45 107 U,R 1.45 2381

fm 6.88 fm fm 8

原子物理

第一章 原子的基本状况

1.1 若卢瑟福散射用的 粒子是放射性物质镭C'放射的，其动能为7.68 106电子伏特。散射物质是原子序数Z 79的金箔。试问散射角 150 所对应的瞄准距离b多大？

解：根据卢瑟福散射公式：

ctg

得到：

2 4 0

Mv

22

2Ze

b 4 0

K Ze

2

b

b

Zectg

2

2

4 0K

12

2

79 (1.60 10)ctg

(4 8.85 10

12

192

) (7.68 10 10

26

19

)

3.97 10

15

米

式中K

Mv是 粒子的功能。

1.2已知散射角为 的 粒子与散射核的最短距离为

rm (

14 0

)

2ZeMv

2

2

(1

1sin

2

) ，试问上题 粒子与散射的金原子核

之间的最短距离rm多大？

解：将1.1题中各量代入rm的表达式，得：rmin (

14 0

1

)

)

2ZeMv

2

2

(1

1sin

2

)

9 10

9

4 79 (1.60 10

6

19

)

2

7.68 10 1.60 10

14

19

(1

sin75

3.02 10

米

1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个 e电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子

2011年期末09级原子核物理复习

名词解释：

1、集体模型 2、核的自旋

3、质量亏损、结合能、比结合能、最后一个核子的结合能 4、级联? 辐射方向角关联

5、核反应截面、核反应微分截面、核反应产额 6、内转换现象 7、放射性活度 8、质量亏损

9、核反应、核反应能、核反应阈能 10、轨道电子俘获 11、穆斯堡尔效应

12、衰变常量、半衰期、平均寿命

13、核素、同位素、同中子素、同量异位素、同核异能素、镜像核

简答及推导：

1、试述 ? 能谱的特点，并用中微子假说加以解释。

2、为何核的共振吸收很难观测到？ 试述核磁共振法测核磁矩的原理。

3、产生人工放射性核素的主要途径有哪些？不同途径产生的放射性核素的衰变类型是什么？ 4、穆斯堡尔效应 5、核的壳模型的基本思想

6、质（磁）谱仪测质量的基本原理

7、? 衰变三种衰变类型的净过程及其衰变条件 8、试用核的壳模型推导奇A核的核磁矩表达式 9、细致平衡原理

10、对于某一核反应、若靶核静止，入射粒子的能量为Ea,出射粒子在出射方向?的

第一章 原子的基本状况

1.1 若卢瑟福散射用的?粒子是放射性物质镭C'放射的，其动能为7.68?106电子伏特。散射物质是原子序数Z?79的金箔。试问散射角??150?所对应的瞄准距离b多大？

解：根据卢瑟福散射公式：

ctg得到：

?2?4??0Mv222Zeb?4??0K?Ze2b

b?Zectg2?24??0K?122?79?(1.60?10)ctg(4??8.85?10?12192)?(7.68?10?1015026??19)?3.97?10?15米

式中K??Mv是?粒子的功能。

1.2已知散射角为?的?粒子与散射核的最短距离为

rm?(14??0)2ZeMv22(1?1sin?2) ，试问上题?粒子与散射的金原子核

之间的最短距离rm多大？

解：将1.1题中各量代入rm的表达式，得：rmin?(14??01)

)2ZeMv22(1?1sin?2)

?9?10?94?79?(1.60?106?19)27.68?10?1.60?10?14?19?(1?sin75??3.02?10米

1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个?e电荷而质量

原子核的结构原子核的衰变

原子核的结构原子核的衰变

原子核的结构原子核的衰变

原子核的结构原子核的衰变

原子核的结构原子核的衰变

原子核的结构原子核的衰变

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