Обязательные вопросы для допуска к экзамену по курсу «Физика атомного ядра и частиц» для студентов 3-го курса

Ядро

  1. Выразите энергию связи ядра через его массу.
  2. Чему равна масса покоя протона, нейтрона в энергетических единицах?
  3. В каком интервале изменяется удельная энергия связи ядер?
  4. Как зависит удельная энергия связи ядра от массового числа A?
  5. Выразите кинетическую энергию α-частицы при α-распаде через массы ядер.
  6. Почему при делении тяжелых ядер выделяется энергия?
  7. Почему в реакциях синтеза легких ядер выделяется энергия?
  8. Выразите энергию отделения нейтрона (протона, α-частицы) через энергии связи начального и конечного ядер.
  9. Выразите энергию реакции через массы начальных и конечных ядер.
  10. Какие реакции называются экзотермическими/эндотермическими?
  11. Напишите формулу порога эндотермической реакции в лабораторной системе отсчета.
  12. Какой вид имеет спектр электронов и нейтрино при β+ или β--распаде?
  13. Какой спектр имеет спектр нейтрино при e-захвате?
  14. Почему e-захват сопровождается рентгеновским излучением?
  15. Возможен ли β+-распад (p → n + e+ + ν) для свободного протона, поясните ответ.
  16. Чему равны спины и четности протона и нейтрона?
  17. Как определяется спин/четность основных состояний ядер в одночастичной модели оболочек?
  18. Определите спин и четность основного состояния ядер 3H, 3He, 5He, 5Li, 15O, 17O.
  19. Какое максимальное число протонов может находиться в состоянии 1p3/2?
  20. Какими квантовыми числами характеризуются состояния в одночастичной модели оболочек?
  21. В чем заключается принцип неопределенности Гейзенберга?
  22. Каким будет результат измерения орбитального момента протона в состоянии 1d5/2?
  23. Каким будет результат измерения полного момента протона в состоянии 1d5/2?
  24. В чем заключается принцип запрета Паули? К каким частицам он применим?
  25. Чему равен характерный радиус действия ядерных сил?
  26. Как связаны между собой радиус ядра и массовое число A?
  27. Каков порядок размера нуклонов?
  28. Чему равно характерное время сильного взаимодействия?
  29. Как определяется изоспин ядер в основном состоянии на примере ядер N = Z и N≠Z?
  30. Какую симметрию отражает квантовое число изоспин?
  31. Как изменяется величина отношения числа протонов к числу нейтронов в зависимости от массового числа A для стабильных ядер?
  32. Определите тип и мультипольность γ-квантов для переходов из 2+ в 1-; из 1- в 0-.
  33. Что такое EJ и MJ γ-переходы в атомных ядрах?
  34. Как связаны между собой период полураспада и среднее время жизни ядра?
  35. Напишите закон радиоактивного распада.
  36. Чему равно среднее время жизни свободных протона и нейтрона?
  37. Как связаны ширина ядерного уровня и его среднее время жизни?
  38. Как связаны между собой активность препарата и период полураспада?
  39. Что такое ядра-изотопы? Приведите примеры.
  40. Что такое ядра-изобары? Приведите примеры.
  41. Что такое изомерные состояния атомных ядер?
  42. Состав дейтрона, его спин и четность. Стабилен ли дейтрон?
  43. Состав, спин и четность α-частицы. Стабильна ли α-частица?
  44. Почему атомное ядро не может состоять из протонов и электронов?
  45. Напишите формулу Резерфорда.
  46. Приведите пример реакций упругого рассеяния?
  47. Какие механизмы ядерных реакций вы знаете?
  48. Как зависит энергия вращательных состояний ядра от момента количества движения J для четно-четных ядер?
  49. Какой процесс используется в атомных электростанциях для получения энергии?
  50. Собственные значения операторов квадрата полного момента op_J и его проекции.

Частицы

  1. Связь между частотой, длиной волны, волновым вектором и импульсом фотона.
  2. Что такое коллайдер? Привести примеры образования частиц на коллайдере.
  3. Какую минимальную энергию должны иметь e+(e-) в коллайдере для реакции e+ + e- → p + antip?
  4. Сравните константы сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия при низких энергиях.
  5. Каков характерный радиус действия слабых сил?
  6. В каких взаимодействиях сохраняется пространственная четность?
  7. В каких взаимодействиях может нарушаться пространственная четность?
  8. Какие частицы переносят сильное взаимодействие?
  9. Какие частицы переносят слабое взаимодействие?
  10. Какая частица переносит электромагнитное взаимодействие?
  11. Нарисуйте кварковую диаграмму распада нейтрона.
  12. Привести примеры возможных элементарных узлов диаграмм Фейнмана с испусканием γ-кванта.
  13. Привести примеры возможных элементарных узлов диаграмм Фейнмана с испусканием Z-бозона.
  14. Привести примеры возможных элементарных узлов диаграмм Фейнмана с испусканием W+-бозона.
  15. Нарисовать диаграмму Фейнмана распада мюона.
  16. Нарисуйте диаграмму взаимодействия нейтрона и протона путем обмена мезонами?
  17. Привести примеры аннигиляции пары частица-античастица.
  18. Привести примеры сильных, слабых и электромагнитных распадов адронов.
  19. Выпишите фундаментальные частицы стандартной модели.
  20. Каковы спины, четности и заряды кварков и антикварков?
  21. Чему равны спины электрона, нейтрино?
  22. Каковы лептонные квантовые числа у частиц и античастиц?
  23. Какие квантовые числа совпадают, а какие не совпадают у фундаментальных частиц и античастиц?
  24. Кварковый состав протона, нейтрона.
  25. Кварковый состав бариона, мезона.
  26. Привести примеры кварковых составов странного мезона и бариона.
  27. Какие квантовые числа совпадают, а какие не совпадают у барионов и антибарионов?
  28. Кварковый состав π+, π-, π0 мезонов.
  29. Что характеризует квантовое число цвет?
  30. Как действует оператор пространственной инверсии?
  31. Как действует оператор зарядового сопряжения?
  32. Как действует оператор обращения времени?
  33. Привести примеры истинно нейтральных частиц.
  34. Что такое спиральность частицы?
  35. Изобразить взаимную ориентацию векторов спина и импульса для нейтрино и антинейтрино.
  36. Спины фермионов и бозонов.
  37. Как связаны между собой время жизни и ширина резонанса?

24.10.2011

На головную страницу