- Дайте определение атомного ядра. Из каких частиц состоит атом и атомное ядро?
- Перечислите основные характеристики нуклонов.
- Что определяет зарядовое число ядра?
- Чему равен заряд ядра химического элемента с порядковым номером
?
- Что называется массовым числом ядра (атома)?
- Сформулируйте определение нуклида. Являются ли термины нуклид и химический элемент синонимами?
- Приведите все возможные обозначения нуклида. Какие характеристики ядер нуклида достаточно указать для его идентификации?
- По каким признакам (характеристикам) группируются нуклиды? Как называются нуклиды одной группы каждой из классификаций?
- Какие нуклиды называются изотопами?
- Какие свойства
химические или ядерно-физические
являются общими для изотопов одного химического элемента? Почему?
- Всякий ли нуклид является стабильным?
- Что называется радионуклидом?
- Что называется долиной или дорожкой стабильности? Можно ли считать, что стабильные ядра это те, у которых
? Почему? Приведите примеры.
- Какое число нуклидов известно на сегодняшний день? Сколько из них стабильных?
- Чему равны зарядовое и массовое числа самого тяжелого известного нуклида? Назовите также указанные характеристики самого тяжелого стабильного нуклида.
- Какой химический элемент имеет наибольшее число известных изотопов? А какой
наибольшее число стабильных изотопов?
- Перечислите все стабильные изотопы углерода и кислорода (Nuclide chart).
- Какие нуклиды называются изотонами?
- Запишите все изотоны с
(Nuclide chart). Какие из них стабильны?
- Что называется изобарами?
- Перечислите все изобары с
(Nuclide chart). Какие из них стабильны?
- Какие ядра (нуклиды) называются зеркальными? По отношению друг к другу они являются изотопами, изотонами или изобарами? Приведите примеры (Nuclide chart).
- Укажите, какие из следующих ядер
,
,
,
,
являются а) изотопами; б) изотонами; в) изобарами; г) зеркальными?
- Дайте определение энергии связи ядра. Запишите формулу для расчета энергии связи ядра с зарядовым и массовым числом
и
соответственно.
- Что называется дефектом массы ядра? Каков его физический смысл?
- Что физически означают отрицательные значения энергии связи?
- У всех ли стабильных ядер
? А у радиоактивных? Почему?
- Что называется удельной энергией связи ядра? Чему равно усредненное по всем стабильным нуклидам значение удельной энергии связи?
- Качественно изобразите зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа для всех стабильных нуклидов. Какому нуклиду соответствует максимум этой функции? Что это означает физически?
- На основании функции
поясните энергетическую выгодность реакций деления для тяжелых элементов и реакций синтеза для легких.
- Дайте определение энергии отделения протона / нейтрона от ядра. Запишите формулы для расчета этих величин.
- Может ли энергия отделения нейтрона (протона) быть отрицательной у стабильных / радиоактивных ядер? Ответ обоснуйте.
- Что характеризуют кривые
(Neutron dripline) и
(Proton dripline) на протон-нейтронной диаграмме нуклидов?
- Ориентировочно, сколько нуклидов может находиться в области, ограниченной кривыми
и
на протон-нейтронной диаграмме?
- Что называется энергией отделения некоторой совокупности нуклонов от ядра. Запишите соответствующее выражение.
- Как связаны масса ядра
и масса соответствующего данному ядру нейтрального атома?
- Запишите формулу для энергии связи ядра
через массы соответствующего нейтрального атома, атома водорода и нейтрона. Какова точность этой формулы?
- Выведите формулы
для энергий отделения нуклонов и частицы
от ядра
.
- Что называется атомной единицей массы? Приведите ее значение в граммах и МэВ
.
- Чему равна масса атома
в единицах
? Сравните полученное значение с атомной массой углерода в периодической системе элементов Менделеева. Объясните причину различия.
- Как получить массу атома в МэВ
, если ее значение известно в единицах
? И наоборот.
- Дайте определение избытка массы нейтрального атома. В каких единицах измеряется эта величина?
- Как получить массу атома в МэВ
и а.е.м., зная его избыток массы в МэВ?
- Получите формулы
для энергии связи ядра
, энергий отделения нуклонов и частицы
от ядра
через избытки масс нейтрона и соответствующих нейтральных атомов.
- В рамках какой модели ядра получено хорошо согласующееся с экспериментом аналитическое выражение для энергии связи ядра как функции зарядового и массового чисел? Как называется эта формула? Запишите ее.
- Какая особенность зависимости удельной энергии связи ядра от массового числа (
) приводит в первом приближении к
? Какому свойству ядерных сил отвечает указанное поведение функции
?
- Что означает свойство насыщения ядерных сил? Зависит ли плотность ядра от массового числа при таком характере межнуклонных взаимодействий?
- Назовите основные предпосылки рассмотрения ядра как капли несжимаемой жидкости.
- Радиус ядра приблизительно пропорционален
. Из каких соображений это следует?
- Представляя ядро в виде сферы однородной плотности, для расчета его радиуса может быть использована формула
, где
Фм. Сравните радиусы ядер
,
и
между собой и с характерным размером атома. Сделайте также оценку плотности этих ядер.
- Что называется поверхностной энергией ядра? Почему поверхностная энергия уменьшает энергию связи?
- Запишите выражение для поверхностной энергии ядра. Поясните указанную зависимость от массового числа.
- Что называется кулоновской энергией ядра? Почему она уменьшает энергию связи?
- Запишите формулу для кулоновской энергии ядра с равномерным распределением протонов по его объему.
- Определите зарядовое число
наиболее стабильного ядра с заданным числом нуклонов
в рамках капельной модели ядра без учета ее квантовой природы.
- Запишите выражение для энергии симметрии ядра. Поясните природу этой энергии.
- При отклонении чисел
и
от равенства энергия симметрии уменьшает энергию связи таких ядер. Почему, однако, стабильные тяжелые ядра характеризуются некоторым избытком нейтронов над протонами?
- Что называется энергией спаривания нуклонов? Какова ее природа? Запишите явное выражение для этой энергии.
- Какое свойство ядерных сил объясняет наибольшую устойчивость четно-четных ядер?
- Расположите в порядке возрастания по количеству стабильных ядер следующие группы ядер
четно-четные, нечетно-нечетные, четно-нечетные.
- Какой нуклид из каждой пары характеризуется большей энергией спаривания
и
,
и
,
и
?
- Запишите формулу Вайцзеккера для энергии связи ядра. Какие члены в этой формуле не могут быть получены в рамках капельной модели ядра без учета ее квантовой природы?
>>Примеры решения задач. Задача 1
Оглавление <<