Лекция 1 Выведите соотношение для стационарных орбит электрона- радиус rn и энергию En в центральноси
Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-06-09
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Лекция 1
- Выведите соотношение для стационарных орбит электрона: радиус rn и энергию En в центрально-симметричном поле ядра с зарядом Ze, используя постулат Бора о квантовании момента количества движения.
- Свободный электрон движется с кинетической энергией Te=100 кэВ. Оцените длину волны де-Бройля.
- Покажите из законов сохранения обобщенных зарядов (Z, B, L), что невозможна аннигиляция атома водорода в реакции .
- Какое ядро получится в результате ядерной реакции ?
- Что было исторически положено в основу классификации частиц по массам?
- Ограничения на состояния нуклонов в ядре, вытекающие из принципа Паули.
- Как интерпретируется соотношение неопределенности для возбужденных уровней ядра?
- Что такое углеродная шкала масс атомов ?
- Чему равна одна атомная единица энергии?
- Что такое массовое число ядра A?
- Что такое 1 ферми? Для каких объектов эта единица введена?
- Из каких соображений выбирается величина энергии бомбардирующих электронов-зондов для поиска частиц внутри нуклона размером порядка R=10-16см?
Чему равна эта энергия ?
- Доказать, что массивная частица () всегда двигается со скоростью β< 1, а гамма квант (в вакууме) - с β=1.
- Во сколько раз увеличится время жизни пиона (τ0 ≈ 2*10-8 сек), если его кинетическая энергия ?
- Чем определяется характерный радиус сильного взаимодействия между протоном нейтроном? Оцените его величину.
- Сколько видов взаимодействия в природе? Какие из них являются основными при взаимодействии частиц и ядер ?
Лекция 2
- Сколько типов стабильных элементарных частиц существует в природе?
- Назовите основные физические закономерности, которым подчиняются элементарные частицы.
- Какие из реакций распада нейтрона разрешены: .
Почему часть реакций запрещена?
- Как вычисляются пороговые значения в реакциях рождения новых частиц?
- Что такое изотопический спин, для объяснения каких физических закономерностей он введен? Чему равен изотопический спин нуклонов, пионов?
- В каких процессах нарушается странность? На сколько может меняться странность в одной реакции?
- Чему равны барионный и электрический заряды для антипротона?
- Что такое частица-резонанс?
- Как узнают характеристики резонансов, если они распадутся внутри ядра и не вылетают в пространство?
- Что такое кварки? Для объяснения, какого класса частиц они введены?
- Напишите кварки, составляющие протон, нейтрон, пион.
- Зачем первоначально были введены цветные кварки?
- По каким характеристикам искали свободные кварки? Какое физическое противоречие удалось избежать ?
- Сколько и какие частицы являются фундаментом в стандартной модели?
- Какие частицы являются переносчиком взаимодействия для трех видов взаимодействия?
- Что такое конфайнмент?
Лекция 3
- Назовите основные физические процессы потерь энергии заряженных частиц при прохождении через вещество.
- Назовите основные физические процессы потерь энергии γ квантов при прохождении через вещество.
- Как ставится задача при вычислении удельных ионизационных потерь энергии.
- Назовите единицы измерения удельных ионизационных потерь, которые слабо зависят от материала поглотителя.
- Объясните поведение графика удельных ионизационных потерь, в зависимости от энергии налетающей частицы.
- Почему кривая удельных ионизационных потерь выходит на константу при больших энергиях ?
- Что такое эффект плотности? К чему он приводит в ионизационных потерях энергии?
- Изобразите на одном графике удельных ионизационных потерь для p+, α++, π-.
- Назовите физические пределы применимости формулы удельных ионизационных потерь Бете-Блоха.
- От каких параметров частиц и характеристик среды зависят удельные ионизационные потери?
Лекция 4
- Что такое ионизационный пробег заряженных частиц?
- Что означает страгглинг, чем он физически вызывается?
- Напишите формулу-алгоритм для вычисления ионизационного пробега частиц.
- Объясните характерный вид зависимости пробега для различных энергии налетающих частиц.
- Как пересчитывается пробег в зависимости от энергии частиц с известной массой и зарядом, к пробегу частицы Zx, mx? Чему равна эквивалентная кинетическая энергия частицы Тх?
- Что такое кривая и пик Брегга?
- Нарисуйте кривую Брэггаг. Что отложено по осям x и y ?
- Какое свойство кривой Брега используется в лучевой терапии?
- Чем вызваны флуктуации ионизационных потерь энергии в тонком слое вещества?
- Что такое δ-электроны? Их роль в удельных ионизационных потерях энергии.
- Что такое кривая Ландау?
- Какие характеристики процесса можно получить по распределению Ландау для ионизационных потерь в тонком слое?
Лекция 5
- Что является мишенью для процесса многократного рассеяния заряженной частицы?
- Почему средний угол рассеяния не может служить числовой мерой для процесса многократного рассеяния на ядрах?
- Сопоставьте потерю энергии при рассеянии частицы на электроне и на ядрах. В каком случае энергия будет больше?
- Чем обусловлены минимальные и максимальные углы разлета частицы на ядрах атомов среды?
- От каких параметров частицы и среды зависит среднеквадратичный угол многократного рассеяния?
- Будет ли существовать процесс многократного рассеяния для нейтронов при прохождении через вещество?
- Как будет двигаться заряженная частица при попадании под углом 900 в параллельное магнитное поле?
- Получите формулу для радиуса вращения заряженной частицы в магнитном поле.
- Какова траектория заряженной частицы, попадающей под углом к направлению однородного магнитного поля?
- Оцените влияние многократного рассеяния в веществе магнитного спектрометра.
- Какое вещество внутри спектрометра следует брать, чтобы минимизировать роль многократного рассеяния?
Лекция 6
- Чем определяется интенсивность излучения в классической физике?
- Как зависит вероятность излучения от заряда и массы налетающей частицы?
- Докажите, что свободный электрон не может участвовать в тормозном излучении.
- Как зависит сечение тормозного излучения от энергии испущенных гамма квантов?
- Как зависит сечение тормозного излучения от энергии налетающего электрона?
- Что такое отсутствие экранирования и полное экранирование для процесса тормозного излучения?
- Изобразите график удельных радиационных потерь энергии.
- Что такое критическая энергия и радиационная единица длины?
- Как зависит Екр и х0 от характеристик среды и параметров налетающей частиц?
- В каких единицах измеряется величина радиационная единица длины?
- Почему при тормозном излучении возможен большой разовый «сброс энергии» гамма кванту?
- При какой энергии пи-мезона его удельные радиационные потери энергии будут сравнимы с ионизационными потерями ?
Лекция 7
- При каких условиях возникает черенковское излучение?
- Что такое фронт черенковского излучения?
- Получите связь между углом фронта волны и скоростью налетающей частицы.
- Как вычислить минимальную энергию протона для возникновения черенковского излучения в воде?
- Вычислите максимальный угол фронта черенковского излучения для электрона в свинцовом стекле?
- Каково соотношение между ионизационными потерями заряженной частицы и потерями энергии на черенковское излучение?
- Сколько фотонов в среднем излучается на 1 см пути частицы?
- Что такое черенковский счетчик? Два типа счетчиков. Чем они отличаются ?
- При каких условиях возникает синхротронное излучение?
- Особенности характеристик синхротронного излучения. Применение в медицине и технике.
Лекция 8
- Вычислить связь между энергией γ кванта и его длинной волны.
- Найдите длину волны для Е= 1 кэВ.
- Возможен ли фотоэффект на свободном электроне? Докажите из кинематики 4-импульсов.
- Изобразите график зависимости сечения фотоэффекта от энергии γ кванта.
- Как зависит сечение фотоэффекта от заряда ядра мишени?
- Пересчитайте сечение фотоэффекта (см2) в единицы (см2/г) вещества.
- В каком направлении вылетает электрон при фотоэффекте?
- Что такое комптонэффект?
- Почему в комтон-эффекте γ квант проявляет свойства частицы, а не волны?
- В чем проявляются свойства гамма кванта как частицы?
- Какова связь сечения комптон-эффекта электрона и протона? Почему физически существует большая разница в сечениях?
- Как зависит сечение комптонэффекта от характеристик вещества мишени?
Лекция 9
- Что такое процесс образования пар частиц?
- Возможно ли рождение пар в вакууме? Используйте кинематику 4-импульсов.
- Как сосчитать порог рождения пар частиц на разных мишенях (тяжелых ядрах, электронах вещества).
- Что такое полное экранирование для процесса рождения пар частиц?
- Напишите зависимость сечения рождения пар частиц в зависимости от энергии частиц и заряда ядра мишени.
- Возможно ли рождение пар частиц на атомных электронах ?
- Пересчитайте величину сечение пар (см2/г) толщины мишени на 1 одно ядро.
- Что такое линейный и массовый коэффициенты поглощения γ квантов?
- Как развивается каскадный ливень в веществе?
- Назовите основные характеристики каскадных ливней.
- Что такое процесс аннигиляции позитронов в веществе? Назовите его основные кинематические характеристики?
- Сколько гамма квантов излучается при аннигиляции ?
Лекция 10
- Из каких элементов формируются диаграммы Фейнмана для электромагнитных процессов столкновения свободных частиц?
- Что такое пропагатор? Какова его структура?
- Что такое трех-хвостки ? Какие трех-хвостки разрешены в графах Фейнмана ?
- Что такое вершинные константы? Каковы их значения в диаграммах для электромагнитных процессах?
- Чем отличается вершинная константа для взаимодействия ядра и электрона ?
- Связь амплитуды и вероятности процесса в диаграммах.
- Как записывается граф Фейнмана для античастиц?
- Изобразите диаграмму для процесса ионизационных потерь. Получите зависимость сечения от заряда частицы и характеристик среды.
- Изобразите диаграмму для процесса тормозного излучения.
- Изобразите диаграмму для процесса рождения пар частиц.
- Изобразите диаграмму для процесса комптон-эффекта на электроне.
- Изобразите диаграмму для процесса комптонэффекта на протоне.
Лекция 11
- Как меняется соотношение числа протонов к числу нейтронов от легких ядер к тяжелым ядрам?
- Что такое характерное ядерное время () ? Оцените порядок величины .
- Что такое энергия связи ядра (Есв), как вычисляется (Есв). Что происходит с ядром, если Есв > 0, или Есв <0.
- Что такое энергия связи нейтрона?
- Как вычисляется энергия связи альфа частицы?
- Почему физически у протона и нейтрона есть аномальный магнитный момент.
- Чему равны дираковские (для точечных частиц) и аномальные магнитные моменты протона и нейтрона?
- Что такое квадрупольный момент ядра Q? Что означает Q>0, Q<0, Q=0 ?
- Что такое четность состояния ядра ?
- Что принято за 1 атомную единицу массы? Чему равна 1 ат. ед. энергии?
- Что такое массовое число? Как его получить, если известна масса ядра?
- Что такое дефект массы? Для чего используется эта величина?
Лекция 12
- На каких физических эффектах основываются методы оценки размеров ядер? Как связан радиус ядра с его массовым числом?
- Почему для измерения радиусов ядер используется поток нейтронов?
- Как выбрать энергию налетающих частиц для экспериментов по оценка размеров ядер ?
- На каких физических эффектах основываются методы измерения зарядов ядер и ионов?
- Какие физические методы использовались для прямого измерения зарядов кварков?
- Существует ли дипольный момент ядра? Как его можно было бы изменить?
- Какой физический эффект используется для измерения квадрупольного момента Q ядер?
- Как меняется величина Q, в зависимости от массового числа ядра А?
- Что такое магические ядра, их особенность ?
- На каких физических эффектах основываются методы измерения магнитных моментов ядер?
- Что представляет собой метод ЯМР? Какова его точность?
- Как определяется число взаимодействий в потоке частиц на тонких мишенях ?
Лекция 13
- Назовите основные свойства ядерных сил. Откуда следует, что ядерные силы короткодействующие?
- Что положено в основу капельной модели ядра?
- Как в капельной модели отражена симметрия между числом протонов и числом нейтронов внутри ядра?
- Как в капельной модели учитывается кулоновское взаимодействие?
- Почему «поверхностная» часть энергии связи в формуле Вейзеккера отрицательна?
- Получите формулу связи Z и A для максимально устойчивых ядер.
- Для каких физических явлений используется капельная модель ядра?
- Экспериментальные обоснования оболочечной модели ядра.
- Как в модели гармонического осциллятора формируется заполнение оболочек ядра?
- Что дает спинорбитальная связь нуклонов?
- Почему с увеличением номера оболочки величина расщепления энергии уровня возрастает?
- Физические обоснования для построения обобщенной модели ядра.
Лекция 14
- Что такое Космическая погода?
- За счет каких физических причин меняется Комическая погода?
- Что такое солнечная постоянная? Ее поведение на историческом отрезке времени.
- Какие виды солнечной активности влияют на среду обитания Земли?
- Какую защитную роль играет магнитосфера Земли?
- Какую защитную роль играет слой атмосферы Земли?
- Что такое солнечные циклы?
- Что такое числа Вольфа и как они меняются во времени?
- Что представляют собой «пятна» на Солнце?
- Физико-биологическое действие космической погоды на сердечные ритмы человека.
- Что такое гелиобиология?
- Приведите примеры корреляционных эффектов солнечной активности и медицинских наблюдений.
- Приведите примеры корреляционных эффектов солнечной активности и техногенной деятельности человека.
- Что такое солнечно-земные связи?
- А.Л.Чижевский и его роль в исследовании космической погоды.
Лекция 15
1. Назовите физические методы наблюдения с орбиты и поверхности Земли мощных солнечных возмущений.
2. Что такое точка либрации? Как она используется в «патрулировании» Космческой погоды?
3. Физические возможности наблюдения Корональных выбросов вещества (КВВ) в межпланетном пространстве.
4. Как образуются мюоны, регистрируемые на уровни земли?
5. Что такое мюонная диагностика распространения КВВ в межпланетном пространстве?
6. Что такое мюонная диагностика возмущений в атмосфере?
7. Что такое мюонный годоскоп? В каком виде происходит регистрация потока мюонов космического излучения?
8. Зачем проводится нормализация снимков-матриц интенсивности мюонов?
9. Методы поиска скрытых периодичностей во временных рядах изменения интенсивности (любых физических величин).
10.Что такое мюонная томография вертикального поля температуры атмосферы?
- Что такое флюорография в мюонном свете?
- Возможности дистанционной регистрации скрытых волновых процессов в стратосфере.