原子核物理知识点归纳文档格式.doc

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原子核物理知识点归纳文档格式.doc

（P14）

1.核力是短程强相互作用力；

2.核力与核子电荷数无关；

3.核力具有饱和性；

4.核力在极短程内具有排斥芯；

5.核力还与自旋有关。

5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。

（P8）

结合能：

表明核子结合成原子核时会释放的能量。

比结合能（平均结合能）：

原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。

势能MeV

V（r）

-V0

6、关于库仑势垒的理解和计算。

（P17）

1.r>

R,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V（r），r→∞，V（r）→0，粒子靠近靶核，r→R，V（r）上升，靠近靶核边缘V（r）max，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。

2.若靶核电荷数为Z，入射粒子相对于靶核的势能为：

，在r=R处，势垒最高，称为库仑势垒高度。

Z1、Z2,、A1、A2分别为入射粒子和靶核的电荷数及质量数。

7、原子核的自旋是如何形成的。

（P24）

原子核的自旋又称为角动量，核自旋是核内所有核子（质子和中子）的轨道角动量与自旋角动量的矢量和。

8、原子光谱精细结构及超精细结构的成因。

光谱精细结构由电子自旋引起；

超精细光谱结构由原子核自旋、磁矩和电四极矩引起

9、费米子波色子的概念区分。

（P25）

自旋为半整数的粒子为费米子（电子、中子、中微子、μ子、所有奇A核等），服从费米-狄拉克统计；

自旋为整数的粒子为波色子（光子、π介子、所有偶A核等，特别地，偶—偶核自旋为0），服从玻色-爱因斯坦统计。

10、什么是宇称。

（P26）

宇称是微观物理领域特有的概念，描述微观体系状态波函数的一种空间反演性质。

11、本章习题。

（P37）

1-1当电子的速度为时，它的动能和总能量各为多少？

答：

总能量　　

动能　

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？

粒子的静止质量

粒子的质量

1-3T=25℃，p=1.013×

105Pa时，S+O2→SO2的反应热Q=296.9kJ/mol，试计算生成1mol的SO2时体系的质量亏损。

1-4的水从升高到，质量增加了多少？

的水从升高到需做功为。

1-5已知：

试计算239U,236U最后一个中子的结合能.

最后一个中子的结合能　　

1-6当质子在球形核内均匀分布时，原子核的库仑能为。

试计算和核库仑能之差.

和核库仑能之差为

1-8利用结合能半经验公式，计算最后一个中子的结合能，并与1-5式的结果进行比较.　　

最后一个中子的结合能

对，　　　　

对，，　　　　

1-11质子、中子和电子的自旋都为，以为例证明原子核不可能由电子－质子组成，但可以由质子－中子组成.

由核素表可查得：

的核自旋,服从玻色统计；

若由电子－质子组成，则原子核由个质子和个电子组成。

由于质子和电子都是费米子，则质量数为电荷数为的原子核有个费米子.如果为偶数，则为偶数，于是该核为玻色子；

如果为奇数，则为奇数，于是该核为费米子；

对核，该核由14质子和7个电子组成，应为费米子，服从玻色统计.

而由质子－中子组成，则由7个中子和7个质子组成，总核子数为偶数，其合成可以是整数。

服从玻色统计。

第二章原子核的放射性

1、关于放射性衰变指数衰减规律的理解和计算。

（P39、P43）

（1）对单一放射性衰变，lnN（t）=-λt+lnN（0），将其化为指数形式有N（t）=N（0）e-λt。

（2）递次衰变规律：

母核A经N次衰变，生成稳定核素B，递次衰变产物分别为A1、A2等，其衰变常数分别为λ1、λ2、λN，衰变过程中第n个核素随时间的变化规律为：

，其中

2、描述放射性快慢的几个物理量及其之间的关系。

（P40）

放射性快慢用衰变常数λ，半衰期T1/2和平均寿命τ描述，其中：

衰变常数λ：

单位时间内一个原子核发生衰变的概率：

半衰期T1/2：

放射性核素数目衰变掉一半所需要的时间：

平均寿命τ：

原子核衰变常数的倒数：

3、关于放射性活度、衰变率等概念的理解和相关计算。

1.放射性活度：

一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度。

其中，为初始时刻含有的放射性原子核，为衰变常数。

2.衰变率：

放射源在单位时间内发生衰变的核的数目称为衰变率

二者的单位为居里（Ci），SI制下为贝可（勒尔）（Bq），其中1Ci=3.7×

1010Bq

4、暂时平衡、长期平衡的表现。

（P46~P47）

暂时平衡：

子、母体的放射性活度之比保持不变且。

长期平衡：

母子体的放射性活度相等：

。

5、存在哪几个天然放射系。

（P48~P50）

钍系—即4n系，最终稳定衰变产物为208Pb

铀系—即4n+2系，最终稳定衰变产物206Pb

锕—铀系—即4n+3系，最终稳定衰变产物207Pb

6、三个天然放射系中，核素主要的衰变方式有哪些。

（P48）

α衰变、β衰变、γ衰变

7、人工制备放射源时，关于饱和因子的理解和制备时间的控制。

（P53）

人工制备放射源，中子注量率恒定时，当照射t0时间时靶物质中生成的放射性活度为

，其中称为饱和因子，表明生成放射性核数呈指数增长，要达到饱和值需经相当长时间。

经过6.65个半衰期可获得99%活度的放射源，因而控制制备的时间可提高成本。

8、衰变常数的物理意义（详见2题）。

9、本章习题。

（P56）

2.1经多少半衰期以后，放射性核素的活度可以减少至原来的3%,1%,0.5%,0.01%?

分别为5.06；

6.6；

10.0；

13.3.

2.2已知半衰期分别为，，,求其衰变常数。

（以s为单位）

；

2.3放射性核素平均寿命的含义是什么？

已知求。

平均寿命为样品所有核的平均寿命

经过时间，剩下的核数目约为原来的37%.

2.6人体内含18%的和0.2%的K。

已知天然条件下与的原子数之比为，的年；

的天然丰度为，其半衰期。

求体重为75kg的人体内的总放射性活度。

据活度定义为

由于放射性核素处于平衡状态，不随时间而变化

2-7已知按下式衰变：

（稳定）

试计算纯放置多常时间，其放射性活度刚好与的相等。

由给定数据；

2-10海水含有K和U。

假定后者与其子体达平衡，试计算海水的放射性活度。

其中是独立存在的放射性，其中的丰度，半衰期为。

而则包括系（即锕铀系）和系（即铀系）且处于平衡。

可知的丰度为，的丰度为。

放射性：

系的放射性：

对和的分支比过程不影响活度的计算，按经过11次衰变，由于处于长期平衡，，为的放射性，所以

对和的分支比过程不影响活度的计算，按经过14次衰变，由于处于长期平衡，，为的放射性，所以

第三章原子核的衰变

1、α衰变、β衰变的衰变式的正确书写；

α衰变能、β衰变（三种衰变方式）衰变能的计算；

α衰变半衰期与衰变能的关系；

关于β跃迁级次的判别（对具体的一个衰变，如何判别）；

α能谱及β能谱的特点；

什么是穆斯堡尔效应；

什么是γ跃迁，有哪些方式？

α衰变

β衰变

γ衰变

β-

β+

轨道电子俘获（EC）

定义

不稳定核自发放出α粒子而发生蜕变的过程

核电荷Z改变而核子数A不变的自发核衰变过程

（弱相互作用，宇称不守恒）

原子核从激发态通过发射γ光子到较低能态的过程

衰变方程

——

射线性质

高速α粒子流

电子：

反中微子：

质量、电荷=0，自旋=1/2,磁矩小

正电子e+

中微子：

质量、电荷=0，自旋1/2,磁矩小

γ光子：

短波长的电磁波,静止质量0、动质量hν/c2、自旋为1的波色子

能量范围

4~9MeV

几十keV到几MeV

几keV到十几MeV

衰变能

衰变条件

原子核处于较高能态向低能态跃迁放出γ

能谱

分立、不连续的能谱

连续能谱

子核反冲动能

子核动量

跃迁

定则ΔI=0，±

1,且Δπ=+1允许跃迁

ΔI=0，±

1,±

2且Δπ=-1一级禁戒跃迁

ΔI=±

2,±

3且Δπ=+1二级禁戒跃迁

ΔI=n-1,n且Δπ=（-1）nn级禁戒跃迁

同质异能跃迁

内转换