Ядролық физика пәні бойынша еп-20-3к1,2,3,4,5,6 емтихан сұрақтары 125cұрақ(40/45/45) 1-деңгей
жүктеу/скачать 135.94 Kb.
|
| Ядроның байланыс энергиясы Ебайл деп ядродағы нуклондарды оларға кинетикалық энергия бермей-ақ ыдырату үшін жасалынған жұмыспен есептелінген физикалық шаманы айтады.
Энергияның сақталу заңы бойынша, ядро құрылу кезінде қанша энергия шығарылса, ядроны құрушы нуклондарды ыдырату кезінде сонша энергия жұмсалуы қажет. Ядроның байланыс энергиясы ядродағы барлық нуклондардың энергиясы мен олардың еркін күйдегі энергиясының айырымына тең. Атом ядросындағы нуклондардың байланыс энергиясы: 7. Меншікті байланыс энергиясы. Бір нуклонға келетін байланыс энергиясы меншікті байланыс энергиясы деп аталады. Ол атом ядросының орнықтылығын (беріктігін) сипаттайды, яғни үлкен болған сайын, ядроның беріктігі жоғары. Барлық нуклондардың массасы олардан ядро құру кезінде осы шамаға азаяды. 8. Ядроның байланыс энергиясының жартылай эмпирикалық Вейцзеккер формуласы. Тамшы моделінде ядро радиусы R = r0A1/3 сығылмайтын зарядталған ядролық сұйықтың сфералық тамшысы ретінде қарастырылады. Яғни, ядроның байланыс энергиясы көлемдік, беттік және кулондық энергияларды ескереді. Сонымен қатар, симметрия энергиясы мен жұптау энергиясы, олар таза тамшы ұғымдарынан тыс, қосымша ескеріледі. Бұл модель шеңберінде ядролық байланыс энергиясы үшін жартылай эмпирикалық Вайцзеккер формуласын алуға болады. Eсв(A,Z) = a1A - a2A2/3 - a3Z2/A1/3 - a4(A/2 - Z)2/A + a5A-3/4 9. Киелі сандар. Егер ядроның реттік нөмірі немесе массалық сандары 2;8;20;28;50;82;126; сандарына сəйкес келуі мүмкін, ондай сандар киелі сандар деп аталады. Ядроның реттік нөміріде массалық сандарыда, осы сандарға сəйкес келсе екі реттік киелідеп аталады. Атом ядросының қабықтарын толтырудағы киелі сандарды 1947 жылы Мария Гепперт-Майер мен Йоханнес Йенсен нуклондардың спин орбиталдық əсерлесуімен түсіндіріп, 1963 жылы осы еңбегі үшін Нобель сыйлығына ие болды. 10. Нуклонның ядроға байланыс энергиясы. Бір нуклонға келетін байланыс энергиясы меншікті байланыс энергиясы деп аталады. Ол атом ядросының орнықтылығын (беріктігін) сипаттайды, яғни үлкен болған сайын, ядроның беріктігі жоғары. Барлық нуклондардың массасы олардан ядро құру кезінде осы шамаға азаяды. 11. Ядродағы нуклонның байланыс энергиясы. Ауырырақ ядроларға өту кезінде меншікті байланыс энергиясы кемиді, өйткені ядродағы протондар санының көбеюіне байланысты олардың кулондық тебілу энергиясы артады (мысалы, уран үшін 7,6 МэВ-ті құрайды). Сондықтан, нуклондар арасындағы байланыс күші әлсірейді, ал ядроның беріктігі азаяды. 12. Байланыс энергиясының басқа түрлері. Ең орнықты ядролар периодтық кестенің ортаңғы бөлігінде орналасқан (28 13. Ядроның кеңістіктік мөлшері, радиусы. Ядроның өлшемі ядро шекарасының анық еместігінен шартты түрде ядроның радиусы арқылы сипатталады. Ядроның радиусы үшін эмпиристік формула мұндағы м, ядро көлемінің ондағы нуклон санына пропорционалдығынан түсіндіруге болады. Осыдан, ядролық заттың тығыздығы шамамен барлық ядроларда бірдей деуге болады . 14. Ядроның спині мен магнит моменті. Ядроның меншікті импульс моменті – ядроның спині – нуклондардың спинінің (1/2-ге тең) және нуклондардың орбитальды импульс моментінің (импульс моменті нуклондардың ядро ішінде қозғалысына негізделген) векторлық қосындысы тең. Ядро спині заңына сәйкес квантталады. Мұндағы - спиндік кванттық сан, ол шамаларын қабылдайды. Атом ядросы спиннен басқа магниттік моментке де ие болады, мұндағы, - пропорционалдық коэффициент, ядролық геромагниттік қатынас деп аталады. 15. Шмидт моделі. Нүктелердің көпшілігін бір немесе басқа Шмидт сызығына жатқызуға болады. Бұл, әдетте, экспериментке сәйкес келетін сәйкес ядролардың спиндерінің шамасы туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Ерекшелік негізінен массалық саны 158 < A < 180 болатын деформацияланған ядролар болып табылады, олар үшін сфералық қабық потенциалын қолдануға болмайды. Тәжірибелік деректердің барлығы дерлік Шмидт сызықтары арасында орналасқаны өте ақпараттылығы болып табылады. Бұл факт ядролардағы jj-байланыс схемасын жүзеге асырудың пайдасына маңызды дәлел бола алады, оның негізінде қарастырылып отырған бір бөлшектік модель. 16. Ядроның электрлік көп өрістік моменттері. Ядро зарядтар мен токтар жүйесі ретінде статикалық электрлік және магниттік көп полюсті моменттерге ие. Бұл моменттер ядроның сыртқы электромагниттік өріспен әрекеттесу энергиясын анықтайды. Әртүрлі сәттердің қандай рөл атқаратыны мына қатынастан анық көрінеді: мұндағы φ0 және vec_E0(E1, E2, E3) – сыртқы электр өрісінің потенциалы мен күші, vec_H0 – сыртқы магнит өрісінің күші, ядроның электрлік дипольдік моментінің векторы, vec_mu – оның векторы. магниттік дипольдік момент, Qij – ядролық электрлік квадрупольдік моменттің тензоры және т.б. 17. Ядроның квадрупольдік моменті. Ядролардың негізгі күйлері үшін нөлге тең болуы мүмкін ең төменгі көпполюсті ядролық электр моменті электрлік квадрупольдік полюсті момент тензоры Qij(i, j ≡ x, y, z) болып табылады. Ядро кванттық механикалық жүйе болғандықтан, оның электрлік төртполюсті моментін осы тензордың диагональдық құрамдастарының бірі ретінде көрсету жеткілікті. Біз осындай компонент ретінде zz-компонент Qzz қабылдауға келістік және ядроның төртполюсті моментінің Q мәнін (1/e)Qzz мәні ретінде қолдануға келістік, мұндағы e - элементар электр зарядының мәні: Q = (1/e)Qzz = (1/e)∫(3z2 − 2)ρ( )dv = (1/e)∫ 2(3cos2 θ − 1)ρ( )dv 18. Ядроның күйінің кванттық механикалық бейнеленуі. Радиоактивті ыдырау негiзiнен кванттық механика принциптерi бойынша түсiндiрiледi. Ядроның электрлiк потенциялының орналасуын анықтағанда, ядроның i шкi бөлшектерiнiң айналасындағы потенциалды тосқауыл (барьер), кескiн түрiнде көрсетiледi. Бiрақ кванттық механика тұрғысынан қарастырғанда потенциал тосқауыл маңындағы бөлшек қозғалысы басқа заңдылық бойынша түсiндiрiледi. Кванттық механика бойынша кезкелген бөлшек қозғалысы толқындардың таралуына сəйкес келедi. Толқын потенциал тосқауыл арқылы өткенде кейбiр соңғы ықтималдығы (қалыңдығы-Д кiшi болған сайын жəне тосқауыл биiктiгi W0 биiк болған сайын), үлкен болады, былайша айтқанда атом ядросының төңiрегiндегi бөлшектер потенциал тосқауыл арқылы өту ықтималдығын бередi. 19. Толқындық функция. Толқындық (кванттық) механикада электронның қозғалысына байланысты толқындық қозғалыс қарастырылады.Ол қозғалыс ᴪ-толқындық функциямен сипатталады, сонда бұл функция кеңістіктің əрбір нүктесінде уақытқа байланысты жазық монохроматты толқын түрінде сипатталады: ᴪ(x,y,z,t)=ᴪ 20. Ядроның күйлерінің жұптылығы.
21. Жұптылықтың сақталуы. Аддитивті сақтаудың 1-5 заңдарынан айырмашылығы, Жұптылықтың сақталу заңы мультипликативті – күшті немесе электромагниттік әсерлесу процесіне қатысатын барлық бөлшектердің меншікті және орбиталық паритеттерінің көбейтіндісі сақталады. Изоспиннің сақталу заңы қосындысы vec_I = const 22. Айнытылмайтын бөлшектер жүйесінің толқындық функциясының симметриялық қасиеттері. Симметриялық және антисимметриялық күйлер. Толқындық функция құрамында N бірдей бөлшектері бар жүйенің күйін сипаттайтын болсын. Оған ауыстыру операторы арқылы әрекет ете отырып, Pij-аламыз Олай болса, оператордың меншікті функциялары деп - ші және - ші бөлшектердің координаталары ауысқанда не өзгеріссіз қалатын (i) немесе таңбасын өзгертетін ( j ) функциялар. Бөлшектердің ауысуына қатысты бұл функциялар сәйкесінше симметриялы және антисимметриялық деп аталады. 23. Ядролардың статистикасы. Статистика – бөлшектер жүйесінің ұжымдық қасиеттерінің көрінісі. Статистиканың болуы біртекті микробөлшектердің ажыратылмау (тұлғасы) принципінің және кванттық теориядағы күйлерді сипаттаудың ықтималдық сипатының салдары болып табылады. Бір текті бөлшектер жүйесінің толқындық функциясын қарастырайық. Екі бірдей бөлшекті қайта орналастыру жүйенің күйін өзгертпейді. Орын ауыстыру операторы 12 және оның меншікті мәндері қатынастар арқылы анықталады. ψ(1,2,...,A)=ψ(2,1,...,A)=εψ(1,2,...,A), ψ(1,2,...,A) = ε2ψ(1,2,...,A) = ψ(1,2,...,A). 24. Бозондар мен фермиондар. «Элементар» бөлшектер екі класқа бөлінеді: фермиондар және бозондар. Фермиондар – жартылай бүтін спиндері бар бөлшектер, бозондар – бүтін спиндері бар бөлшектер. Спин - бөлшек болуы мүмкін бұрыштық импульстің минималды мәні. Айналдыру және басқа бұрыштық момент h/ бірліктерімен өлшенеді. Тыныштық массасы нөлге тең емес бөлшектер үшін спин өзімен байланысты координаталар жүйесіндегі бөлшектің бұрыштық импульсіне тең. (Кестелерде көрсетілген бөлшектердің спинінің J мәні таңдалған осьтегі бұрыштық импульс векторы проекциясының h/-ға бөлінген максималды мәні болып табылады). 25. Паули тыйымы. Паулидің зерттеуі бойынша бір атомның ішінде осы барлық кванттық сандары бірдей болып келетін электрондар кездеспейтіндігі анықталды. Олай болса бір атомның ішінде екі электрон бір мезгілде бірдей күйде бола алмайды (Паули принципі). Егер электрондардың n, l, ml кванттық сандары бірдей болса, Паулидің принципі бойынша олардың спиндік магниттік кванттық саны бірдей болмауы тиіс, ал бұл кванттық санның мəні екі түрлі яғни бір орбита бойына орналасқан екі электрон өз осінен (ауырлық центрінен) айналғанда, олар қарамақарсы бағытта айналады. 26. Ядроның құрылымының физикасы Өздеріңе белгілі атом құрылымы жөнінде ХІХ ғасырдың аяғында екі түрлі болжамдар болды. Ол Томсон жəне Резерфорд модельдері. 1896 жылы радиоактивті құбылыс анықталғаннан кейін, Резерфорд α-бөлшегімен атомдарды атқылау арқылы тəжірибе жасап, атом-электрон мен ядродан тұратындығын, оның центрінде оң зарядты - ядро орналасқан екендігін дəлелдеді. Осындай ядро құрылымын, оның түрленуін, басқа ядролармен немесе бөлшектермен əсерлесуін ядролық физика қарастырады. Сол атом ядросын қарастыратын болсақ, оның өзі де ұсақ бөлшектерге, яғни протон мен нейтронға бөлінетіндігі, оларды ядролық күш біріктіріп тұратындығын алғаш Совет физигі Иваненко ұсынған болатын. Бұл болжам көптеген тəжірибелер бойынша қарастырылып, атом ядросын құрайтын бөлшектер протон мен нейтрон екендігі дəлелденді. Оларды жалпы нуклондар деп атайды. 27. Атом ядросының модельдері. жүктеу/скачать 135.94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|