全国高中物理竞赛专题十六 原子和原子核(5)

2019-01-10 11:50

2)初动能为Ek?7MeV的快中子在氢中减速.设碰撞是弹性的.平均和碰撞前的方向偏

0转??45,试求中子的能量减少到T?300K相应的平均热能的碰撞次数.

7、 原静止的质量为m1的原子核,放出一个?粒子后,转变为质量为m2原子核,?粒子质量为m?,而质量为m2的核在运动方向上也放出一个?粒子后生成的新核静止.试求第二个粒子的动能.

8、 已知太阳每秒辐射出3.8?10J的能量. 问:1)太阳每秒钟损失多少吨的质量?

42)假设太阳放射出的能量是由于“燃烧氢”的核反应,即41?提供,这1H?2He?2e?226一核反应放出28MeV的能量,式中e为电子,?为中微子,中微子是一种质量远小于电子质量,穿透力极强的中性粒子,试计算地球上在与太阳光垂直的每平方米面积上每秒钟有多少个中微子???到达?

10%的13)假设原始的太阳全部都由1,试计算太阳1H和电子组成,且仅有1H可供“燃烧”

的寿命.

9、 串列静电加速器是加速质子、重离子进行核物理基础研究以及核技术应用研究的设备,右图是其构造示意图.S是产生负离子的装置,称为离子源;中间部分N为充有氮气的管道,通过高压装置H使其对地有5.00?10V的高压.现将氢气通人离子源S,S的作用是使氢分子变为氢原子,并使氢原子粘附上一个电子,成为带有一个电子电量的氢负离子.氢负离子(其初速度为0)在静电场的作用下,形成高速运动的氢负离子束流,氢负离子束射入管道N后将与氮气

分子发生相互作用,这种作用可使大部分的氢负离子失去粘附在它们上面的多余的电子而成为氢原子,又可能进一步剥离掉氢原子的电子使它成为质子.已知氮气与带电粒子的相互作用不会改变粒子的速度.质子在电场的作用下由N飞向串列静电加速器的终端靶子T.试在

6

考虑相对论效应的情况下,求质子到达T时的速度v.

电子电荷量q?1.60?10?19CC,质子的静止质量m0?1.673?10?27kg.

10、 一静止的原子核A发生?衰变后变成原子核B,已知原子核A、原子核B和?粒子的质量分别为mA、mB和m?,光速为c(不考虑质量与速度有关的相对论效应), 求衰变后原子核B和?粒子的动能.

3311、 质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如He是H的镜像核,同样H是He的镜3像核.已知H和He原子的质量分别是m3H?3.016050u和m3He?3.016029u,中子和质

333子质量分别是mn?1.008665u和mp?1.007825u,1u?电力常量k?931.5MeV,式中c为光速,静c21.44MeVfm,式中e为电子的电荷量. e2331)试计算H和He的结合能之差为多少MeV.

2)已知核子间相互作用的“核力”与电荷几乎没有关系,又知质子和中子的半径近似相等,试说明上面所求的结合能差主要是由什么原因造成的.并由此结合能之差来估计核子半径rN.

3)实验表明,核子可以被近似地看成是半径rN恒定的球体;核子数A较大的原子核可以近似地被看成是半径为R的球体.根据这两点,试用一个简单模型找出R与A的关系式;利用本题第二问所求得的rN的估计值求出此关系式中的系数;用所求得的关系式计算核的半径Rpb.

208Pb


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