原子核物理第二版习题答案杨福家复旦大学出版社

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜原子核物理第二版习题答案杨福家复旦大学出版社篇一：原子核物理第二版习题答案杨福家复旦大学出版社第一章1-3.试计算核素He和Li，并对比结合能之差别作讨论。1-4.试计算Zr，Zr，Zr，三个核素的中子分离能；比较这三个分离能，可得出什么重要结论？1-5.求出U的平均结合能；如果近似假定中等质量原子核的平均结合能为8.5MeV，试估计一个U核分裂成两个相同的中等原子核时，能放出多少能量？1-6.试由质量半经验公式，试计算Ca和Co的质量，并与实验值进行比较。1-7.利用质量半经验公式来推导稳定核素的电荷数Z与质量数A的关系式，并与β稳定线的经验公式作比较？1-8.试利用镜核（A相同，中子数N和质子数Z互换的一对核）N和C质量差以及质量半经验公式来近似估算原子核半径参量r。1-11.在核磁共振法研究原子Mg的基态（????=5/2+）的磁特性实验中，当恒定磁场的强度??0=5.4×103Gs以及高频磁场的频率为v=1.40MHz时，发现了能量的共振吸收，试求gI因子及核磁矩。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜1-12.假定核电荷Ze均匀分布在两个主轴分别为a和c（c沿对称轴）的旋转椭球内，试推导公式（1.6.6）。（Q=5Z（??2-??2））2第二章2-1.核力有哪些主要性质？对每一种性质，要求举一个实验事实。16172-3.试计算从157??8??9??中取出一个质子所需的能量；并进行比较，从中可得出什么结论？2-4.由质量半经验公式估算17??和17??的基态质量差，并与实验值比较。（r0取1.4fm）2-5.根据壳层模型决定下列一些核的基态自旋和宇称：32563831232097412????，3????，12????，19??，29????，36????，51????，82????.篇二：原子核物理第三章课后习题答案3-3.60Co是重要的医用放射性同位素，半衰期为5.26年，试问1g60Co的放射性强度？100mCi的钴源中有多少质量60Co？解：放射性强度公式为：A??dN0.693m精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜??N0e??t??N,其中N?N0e??t，?=，N=NA，T为半衰期，dtTM?A??dN0.693m??N0e??t??N??NAdtTM0.6931??6.0221367?10235.26?365?24?360059.9338?4.19778?1013次/秒?1.135?103Ci其中Ci?3.7?1010次核衰变/秒，100mCi?3.7?1010?100?10?3=3.7?109次核衰变/秒，利用公式dN0.693m??N0e??t??N?NA，可知dtTM0.693m0.693mA?NA??6.0221367?1023?3.7?109TM5.26?365?24?360059.9338A??解可得，m?8.814?10-5g?88.14?g3-5用氘轰击55Mn可生成??放射性核素56Mn，56Mn的产生率为5?108/s，已知56Mn的半衰期2.579h,试计算轰击10小时后，所生成的56Mn的放射性强度。解：利用放射性强度公式精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜A??N?P(1?e??t)?P(1?2?t/T),其中P为核素的产生率。56可知生成的Mn的放射性强度为：A?P(1?2?t/T)?5?108?(1?2?10/2.579)?4.66?108次核衰变/秒=4.66?108Bq。3-6已知镭的半衰期为1620a,从沥青油矿和其他矿物中的放射性核素数目N(226Ra)与N(238U)的比值为3.51?10?7，试求238U的半衰期。N(226Ra)?7RaU?=3.51?10?子核半衰期238解：和为铀系放射性元素，N(U)226238远小于母核的半衰期，子核衰变快得多。因此满足公式：?BNB??ANA，?0.6930.693NB?NA,TBTANA1620aTB??4.62?109a?7NB3.51?10即，238U的半衰期约为4.62?109a?TA?3-7（1）从（3.1.9）NB?NA0?A?B??A精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜(e??At?e??Bt)出发，讨论当?A??B时，子体NB(t)在什么时候达极大值（假定NB(0)?0）？解：对NB?NA0?A?B??A(e??At?e??Bt)求导并令其等于零，可知dNB?A?NA0(??Ae??At??Be??Bt)?0，得出dt?B??A?Be??t（?????t?e?AeABB??A?)?)tA，从而可知在,等式两边取对数可得t=?B??Aln(t=?1N(t)ln(B)时候B达到最大值。?B??A?A（2）已知钼锝母牛有如下衰变规律：99??99m99Mo????T????Tc，临床中利用同质异能素c66.02h6.02h99m精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜Tc，所放的?(141keV)，作为人体器官的诊断扫描。试问在一次淋洗后，再经过多少时间淋洗99mTc时，可得到最大量的子体99mTc。解：由题意可知：子核衰变得多，满足上面（1）题求出的NB(t)TA?TB，达到最大值时的条件，?t=1?TTT66.02?6.0266.02ln()?ln()?ln()?22.89h?B??A?A0.693(TA?TB)TB0.693?(66.02?6.02)6.023-8利用?势垒贯穿理论，估算226Th?衰变(E??6.33Mev)的半衰期。【在计算中，?粒子在核内的动能Ek可近似取E?和势阱深度V0(取35Mev)之和。】解：?衰变的半衰期计算公式为T?0.693?10.693?223??2.4?10AXnP1精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜313,其中EK=E??V0，R?1.2(AY?A?)，AP为母核质量数，ZY为子核的电荷数，AY为子核的质量数，A?为?粒子的质量数。?226222Th?衰变226Th?9088Ra??的半衰期为T?2.4?10?22?22613?127.31s3.9Po核从基态进行衰变，伴随发射出两组?粒子：一组?粒子能量为5.30Mev，放出这组?粒子后，子核处于基态；另一组?粒子能量为4.50Mev，放出这组?粒子后，子核处于激发态。计算子核由激发210态回到基态时放出的?光子能量。解：假设210Po核基态发射出?粒子(能量为E?1)子核处于基态的衰变能为Ed1,发射出?粒子(能量为E?2)子核处于激发态精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜的衰变能为Ed2,则激发态和基态的能级差为:?E?E2?E1?(E?E1)?(E?E2)?Ed1?Ed2根据?衰变时衰变能和?粒子出射能分配的公式E???E?MYEd得MXMXA210(5.30?4.50)??0.80?0.82MeV?E?1?E?2??MYA?4206出射的?光子能量为h???E?ER?E20.822ER???1.75eV2Mc22?206?931.49因此出射的?光子能量约为0.82MeV3.1047V即可发生??衰变，也可发生K俘获，已知??最大能量为1.89MeV，试求K俘获过程中放出的中微子能量E?。?解：47V发生??衰变的过程可表示为：47V?472322Ti?e??e，其衰变能为2E0(??)?[M(47V)?M(472322Ti)?2me]c，47?47V发生K俘获的过程可表示为：47V?e?23i22Ti??e，其衰变能为2E0i?[M(47V)?M(472322Ti)]c?Wi，Wi为i层电子在原子中精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜的结合能。2由47V发生??衰变的衰变能E0(??)?[M(47V)?M(472322Ti)?2me]c可知，472?2其[M(47V)?M(Ti)]c?E(?)?2mc?1.89MeV?0.511?2MeV?2.912MeV，23220e中mec2?0.511MeV；把中微子近似当作无质量粒子处理,则K俘获过程中子核反冲的能量?E22.9122??96.84eV为ER?2Mc22?47?931.49故K俘获过程中放出的中微子能量E?为：2472E??E0i?[M(47V)?M(47V)?M(472322Ti)]c?Wi?[M(2322Ti)]c?2.9MeV,(Wi数量级为KeV,很小，反冲损失能量也很小)3.11在黑火药中，硝酸钾（KNO3）是主要成分。在天然钾中含0.0118%的40K，它是??放射性核素。因此通过??放射性强度的测量，有可能对火药进行探测。试计算100克硝酸钾样品中40K的?放射性强度。解：单位时间内发生衰变的原子核数即为该物质的发射性强度。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜KNO3的分子量为101,摩尔质量为101g/mol（利用39K计算得出；而40K含量少，故在此处可忽略不计）故100gKNO3的物质的量为n?m100g100??mol，M(KNH3)101g/mol101?100gKNO3中含40K的原子个数为N?n?NA?0.0118%??m?NA?0.0118%M(KNH3)100mol?6.02?1023个/mol?0.0118%?7.03?1019个101已知40K的半衰期为T?1280000000a?1.28?109a，?100克硝酸钾样品中40K的?放射性强度为A??N?0.6930.693193N??7.03?10?1.2?10次/秒9T1.28?10?365?24?36003.13将下列?衰变按跃迁级次分类精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜篇三：原子物理学杨福家第四版课后答案目录第一章原子的位形.......................................................................................1第二章原子的量子态：波尔模型...................................................................7第三章量子力学导论……………………………………………………………..12第四章原子的精细结构：电子的自旋.........................错误！未定义书签。第五章多电子原理：泡利原理……………………………………………………23第六章X射线............................................................................................28第七章原子核物理概论.............................................错误！未定义书签。第一章原子的位形1-1)解：精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜α粒子与电子碰撞，能量守恒，动量守恒，故有：????m?11v?v?ve?1222???Mv?mve?Mv?M??22?2???m2?v2?v?2??ve?Mv?Mv??mve?M???v(1)??pmv?p=emp=?mve，其大小：(v2?v'2)?(v?v')(v?v')?m2veM近似认为：?p?M(v?v');v?v'?有2v??v?m2veM1Mmve2(2)2亦即：p??p?(1)2/(2)得?p2m2ve22m???10?42pMmveM亦即：tg?????p～10-4(rad)pa?28e21-2)解：①b?ctg；库仑散射因子：a=224??E2222Z2Ze2eeZa)?)a???()(4??E4??0E4??0E1.fmMev442?79?5Mev)fm45.5当??90?时，ctg?2?1?b1a?22.75fm2亦即：b?22.75?10?15m②解：金的原子量为A?