向垂直,距原束殺射人鈾箔处10厘米。試求出在屏上每分鐘的閃 光数 7.利用習題6的条件,按照盧要藺公式,求出在1秒鐘內,在 从的2=50到62=1的角度范圍中散射出来的a粒子数。解釋 你所得到的荒謬秸果 8.在閃爍屏上肥录着在角度61=30°的方向上彈性散射出 来的a粒子,1小时内录了7800个散射出来的a粒子。当散射 角为的2=120时,在同样的屏上每小时将祀录多少个a粒子? 9.a粒子在薄箔(厚度~10-4厘米)上散射的实驗中,当用金 箔代替銀箔时,部录的以0角散射出来的粒子数减少到1/284 如果巳知金的原子序数(Z=79)’試确定銀核的电荷。 10.用釙的∝粒子細束餞来轟声銅箔,射餞方向垂直于箔,箔 的厚度为15毫克米2。大約有全部粒子的1%,其散射角 6>6°。試确定銅核的电荷 11.釙所放出的a粒子以30°的角度投射在鉍板上。如果板 的厚度是10-4厘米,問被散射到60°到90°角范圍内的a粒子将 、占总数的多少? 12.当用能量为88兆电子伏特的ThC的a粒子轟击鈾核 时,肯定了a粒子的散射符合盧瑟公式。試估計鈾核芈徑的上 限 13.試找出在原子核物理中所宋用的能量單位(电子伏特、千 电子伏特和兆电子伏特)和GSE制中的能量單位之間的关系;确 定相应于一个原子贺量單位的能量(以兆电子伏特为單位);計算 电子的静止能量(以兆电子伏特为單位)。 14.試按照原子量的物理标度求出氧的平均原子量;考虑到 氧的天然混合物中的同位素成分,找出从原子量的化学标度到物 理标度的轉换系数
15.試詳算在H2、He、L、几e、01、Ar、Te13、Hg20和 〔238内一个核了均有的粘能8,抨∏用耧友示岀器对于 買量数A的依賴关系就用氫單位来示出上列原子的實量、为 什么这样表示的原子質量显茗地不同于質量数4?宋用物理氧 單位(即氧原子O6量的!/16,这个單位称为原子質量望位)有 什么合理性 I6.桉U23俘获热中了試求核12的激發能 17.試利同秦(a4、Ar3、He的已知質曼的值,求出粒 子在Ca8核内的籼合能 18.在皴核内一个核子所占有的舴合能等于6.45兆电子伏 特,而在氦核內等于706兆电子伏特。要把Be核分裂为两个a 粒子和一个中子,必須耗蜚多少能量? 9.試利耵表中关于輕核的賀贔亏損的数据,計算(3原子 分裂为二个Ⅱe原子所必須的能量 20.如果氘核內厚个楼子的精合能为1:09兆电子伏持,而氦 核内为706兆电子伏特,問由两个氘核組成氦核时放出多少能量 (以尔格为單位 21.由氘粗成1千克种放出多少千卡的热量为了得到同 样多的热量,需要燃燒多少碳(碳的卡值作为7000千卡/千克》在 这个热核反应中發出的热量可以把多少水从0°C加热到沸虅? 22.試利用表內的中性原子質量镇,釆出在核D3、He、Li 和C内最后一个中子的精合能以兆电子伏特为罩位)。 23.試估新1千·克P239完全裂变时放出的能量(以千卡为 單位)。为了得到同样多的热量,需要燃煷多少碳(碳的卡值作为 7000千卡/公斤)?在計算时假定比合能( y re.bHBA3 Henry eBa)在裂变时均改变09兆电子伏特。 24.假定原子能發电衅的效率等于16.7%,試确定在一个功
率为5000斑的原子能發电站中U125-·晝夜的耗。在鈾核一次 裂变中發出的能量作为200兆电子伏特。 25.釧的a粒子轟击鈹靶时發生貫穿本傾很强的中性射糙, 查德威克在研究这种射籁附得出:它在氧中产生最大能量为57 兆电子伏特的反冲賀子,而在氮中产生最大能量为12兆电子伏 特的反冲离子。試应用能量和冲量的守恒定律,誕明这种未知射 不可能是γ射赣。 26.查德威克为了滑除解釋自己的实驗的困难(見題25),他 假定上面提到的未知射癮是中子流。如果認为中子与氫核和氦核 的碰捶是彈性的,試由題25的数据求出中子的賀量。 27.在查德威克的关于氘核光致分裂的实驗中,是用具有能 量2623兆电子伏特的ThC"的γ量子照射充滿威尔逊云室的氦 和甲烷的混合气体,而甲烷中的一部分氫原子是已被氘原子代替 了的。部录下的光生贺子的能量为0.28兆电子伏特。γ量子 的冲量和質子与中子的質量之差忽賂不計,試确定氘核的秸合 能 28.試利用題27的秸果和从贺譜仪所得到釣氫分子与氘原 子的贺量差Mr2-MD=(153±0.04)×10-3原子質量單位,爵算 中子的贺量。 29.下面的华經驗公式(威兹沙克尔( Weizsacker)公式)耠出 了中性原子的贺量(原子量單位)对于贸量数4和元素的序数z 的依幅关系: M(AZaZMB+(A-Z) -aA+B4+ 41+y(2)2+Az) 式中Mn为氢原子的質量,m为中子的贺量,e为基本电荷, 148×10-18厘米
0.0364-3;,对于偶数的z和A; 8=〈0,对于奇数的4,任意的Z; (+;3n43;,对于奇数的,偶数的 〕試利用稔定冋位芣At存在的实确定系数γ的可能的 的界服 b)试利用已知的位均和Ag”的質量确定系数a和 30.試計算电荷为、質数为1的球形核内賀子相互作用 的掙电能在計算时假定實子均匀分布在中铿为B的球的体积 31,武利用威兹沙克尔公式,計算原子C2的質量,比較所 得之值与由实驗測得的酸阿位案的質毂 32.試利用威兹沙克尔公式計算U核和N2核的比粘合 能 33.試利用威兹沙克尔公式預言原子量为20,40,80,120和 200的,对于β和β衰变为稔定的元素。把锫果同文驗相比較。 34.6放射性同然索e放出什么粒子(正子或电子)?試 利用威兹沙览尔公式解决这个問題 35.試利用原子質量的公式,找出对于偶偶核裂变为两个相 同的偶偶碎片,在能歡方面有利的件。 36.試确定两个核(3和N3的精合能的差,且計算在 这两个核內的質子閒庫侖捱斥能的差。試解釋为什么上泷两个鏡 核的精合能的差等于在核内的質子机互矩命排斥能的差。在計算 时取核的芈徑等于R=15×10-41厘来 37.如果認为鏡核偶s聞和N、O的钻合能的差只由 質子的庫侖排斥能的差决定,試确定核芈徑,井与按照公式 15×10-3413計算得到的芈徑相比較
38.如果核华徑按照公式R=15×1018A23确定,武估計核 物質的密度p以及在核物質的單位体积內的核子数。 §2.核的自能和磁矩 39.在d11原子的30←-3S1跃迁中,能极P沒有現 超精細分裂,而能3S1分裂为两个次能級。試确定Cd1*核的机 械矩。 40.在数量級为I0°奧斯特的强磁場中,Na的光譜項1 的两个次能极中的每个都分裂为四个成分,!在Ca3的情况下 分裂为八个成分。試确定这些核的自旋。 41.已知質子的迴轉磁比率9=5578,氘核的迥轉磁比率 91=0.856,中子的週轉磁比率gn=-382,試砺定中子的自旋。質 子的自旋为1/9,氘核的自旋为1中子和質子在氘核内的軌道矩 为零l=1的状态可以不考虑。 附注在解题时利用朗吉( Lande)公式 48.如果核的自旋量子数等于I,武找出核磁矩(μ核磁子) 繞强度为丑奧斯特的“强”磁場力向进动的循环頻徠ωυ試計算 自由贺子和自由电子在强度为100奥斯特的磁場中的拉英进动 頻率。 43.在用磁共振法測定質子和氘核的迴轉磁比车的实驗中确 定:处于迴轉矩为零的基态的分子HD中,当恒磁場的强度为945 奥斯特,交变磁場的頻率为4000兆赫芝时硯寮到子的共振;对 于氘核,相应的量为3700奥斯特和2419兆赫芝。如果知道質子 和氘核的自旋量子数分別为1/2和1,試确定質子和氘核的磁矩 〔以核磁子作覃位),并且找出質子和氘核的迥轉磁比率 唾4.在用磁共振法測定中予磁矩的实驗中,当恒磁場的强度 为H=6823奧斯特和交变磁場的頻率为19,90兆赫芝时,硯察到