原子核物理习题解答
原子核物理习题解答
B 29582Cf 981,11540,1 98,252 1881.229MeV
29582Cf
B 29582Cf A
1881.229 7.47MeV / Nu 252
第22页/共75页
2-14 130Te可以经双— 衰变生成130Xe，试计算此两 核素基态的能量差。
解：此题意即求此双— 衰变过程的衰变能，则
t
1 2 2.696 95%
第14页/共75页
2-6 实验测得纯235U样品的放射性比度为80.0 Bq/mg，试求235U的半衰期。
T1/ 2
ln 2
N ln A
2
10 3 N M NA
T1/ 2
10 3 ln 2 M A
NA
代入数据得 T1/ 2 2.219 1016 s 7.04 108 a
电荷均匀分布于球表面，试计算质子的磁矩；如果角动量的最大可
观测分量是 1 ，试计算相应的磁矩的最大可观测分量（用核磁子表示）。 2
解：设质子密度均匀，匀速转动
角动量
L
r0 2
r2drd (r sin )2 r2dr sin3 d d r 2
8r05
00 0
15
m 4r2 3 3m 4 r2
ln 2 6.98
第20页/共75页
（2）若用放射性测量，要达到±7%的精度，则需测量的计数
N 7% N 104
N
49
又 0.9 mg样品中14C的放射性活度为
ln 2
A N T1/ 2
14 C
ln 2 5730 365
0.9 103 12
6.022 1023
6.98 1014 1 6.98 1014
(完整版)原子核物理及辐射探测学1-4章答案
第一章 习题答案1-1 当电子的速度为18105.2-⨯ms 时，它的动能和总能量各为多少？答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？答：α粒子的静止质量()()()u M m M m e 0026.44940.9314,244,224,20=∆+=≈-= α粒子的质量 g u m m 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为J t cm E 510184.41001184.4⨯=⨯⨯=∆=∆。
()kg c E m 1228521065.4100.310184.4-⨯=⨯⨯=∆=∆ 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。
答：最后一个中子的结合能()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==⋅-+=()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==⋅-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ∆：()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=∆-∆+∆= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=∆-∆+∆=其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。
原子核物理试题及答案
原子核物理试题及答案一、选择题1. 原子核由什么粒子组成？A. 电子B. 质子和中子C. 质子和电子D. 中子和电子答案：B2. 放射性衰变过程中，原子核的哪种性质会发生变化？A. 质量数B. 电荷数C. 核外电子数D. 核内质子数答案：A3. 下列哪种粒子的发现证实了原子核内部结构的存在？A. α粒子B. β粒子C. γ射线D. X射线答案：A4. 原子核的稳定性与哪种因素有关？A. 质子数B. 中子数C. 质子数与中子数的比例D. 核外电子数答案：C5. 原子核的结合能与哪种因素有关？A. 原子核的质量B. 原子核的电荷数C. 原子核的体积D. 原子核的表面答案：A二、填空题1. 原子核的组成粒子中，带正电的是______，带负电的是______。
答案：质子；电子2. 放射性同位素的半衰期是指放射性物质的原子核数量减少到原来的______所需的时间。
答案：一半3. 原子核的结合能与原子核的质量亏损有关，质量亏损越大，结合能______。
答案：越大4. 核裂变是指重原子核在吸收中子后，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的______。
答案：能量5. 核聚变是指轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，同时释放出______。
答案：能量三、简答题1. 请简述原子核的组成及其性质。
答案：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质包括质量数、电荷数、结合能等。
2. 放射性衰变有哪几种类型？请分别简述其特点。
答案：放射性衰变主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是原子核放出α粒子（由两个质子和两个中子组成）的过程，导致原子核质量数减少4，电荷数减少2；β衰变是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子被放出，导致原子核电荷数增加1；γ射线是原子核在能量状态变化时放出的高能光子，不改变原子核的质量数和电荷数。
3. 核裂变和核聚变有何不同？答案：核裂变是重原子核在吸收中子后分裂成两个或多个较轻原子核的过程，释放出能量；核聚变是轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，也释放出能量。
原子核物理习题答案
2-5
解： n+197Au→198Au
ln 2⋅t −
A = P(1− e T1/ 2 ) = 95%P
即
− ln 2⋅t
e T1 / 2 = 5%
所以， t = (− ln 0.05 / ln 2)T1/2 = 11.652d
2-6
解：
ln 2 m A = T1/ 2 M N A
所以，
T1/ 2
84 .95
0 0
衰变的原子数分别为：
N1′
=
m M
⋅
NA
⋅17.25 00
=
4.64 ×1014
N1′0
=
m M
⋅NA
⋅84.95 00
=
2.28 ×1015
2-2
解：A
=
πN
=
π
m M
⋅
NA
所以，
m=
AM
=
A⋅ M ⋅T1 2
πN A ln 2 ⋅ N A
1 µ C的i 质量 103Bq的质量
m1
=
3.7 ×104 s−
× 222g / mol ⋅3.824× 24× 36000s ln 2× 6.022×1023 mol
=
6.50 ×10−12
m2
=
103 Bq × 222g / mol ⋅3.824× 24× 36000s ln 2 × 6.022×1023 mol
= 1.76 ×10−13
1kg235U 吸收中子完全裂变放出的能量约为
E = 1kg × 6.02×1023 mol −1 × 210MeV 235g / mol
= 5.4 ×1027 MeV
卢希庭原子核物理课后习题答案
1.1、实验测得某元素的特征Kα线的能量为7.88KEV，试求该元素的原子序数Z 解：由√ν=AZ-B E=Hν,其中E=7.88KEV,
1EV=1.602176462×10−19J ν=E/H=1.9×1018s−1
代入公式得Z≈29
1.2 用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电势差为1000V的电场中加速。然后
5
B(197Au) = 79 × 7.289 + (197 − 79) × 8.071 − (−31.157) = 1559.366 MeV ϵ(197Au) = 7.916 MeV B(252Cf ) = 98 × 7.289 + (252 − 98) × 8.071 − 76.027 = 1881.219 MeV ϵ(252Cf ) = 7.465 MeV
解：设该古代人是t年前死亡的，由此可得：
N1 ·e−λt N2
= 0.8 ×
N1 N2
又λ = ln 2/T1/2
可得：t
=
− ln 0.8×T1/2
ln 2
则：t=1844.6a
2.10 已知人体的C含量为18.25%，问体重为63Kg的人体相当于活度为多少贝可勒尔和
微居里的放射源。
解：A
=
λN
=
值6.98 × 10−14(±7%)，试问该长毛象已死了多少年？若用放射性法测量，达到与上法相同
精度(±7%)，至少要测量多长时间？
解 ： 设 大 气 中14C 原 子 数 为N10，12C 原 子 数 为N20， 长 毛 象 肌 肉 样 品 中14C 原 子 数
为N1，12C 原子数为N2。
∴ = N10·e−λt
高中物理,原子和原子核,典型题,精品含答案
《原子和原子核》典型题1．(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生p衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长2.(多选)下列说法中正确的是( )A. p衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C.一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型3.(多选)下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是4Be+2He f国+0nB.汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D.要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值4.(多选)下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.a、P、Y射线比较，a射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5.(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应6.（多选）下列说法正确的是（）A.方程式赞U-204Th+2He是重核裂变反应方程B.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能C.P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力7.（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量8.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定8.自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系.如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po, 经历了次a衰变，次P衰变.9. （1）（多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：2He+174N f gO+l H,下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B.实验中是用a粒子轰击氮核的C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒（2）为确定爱因斯坦的质能方程A E=A mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1 = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核7U,生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9 MeV,已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m =1.007 3 u、m a=4.001 5 u、m Li=7.016 0 u,求：①写出该反应方程；②通过计算说明A E=A mc2正确.(1 u= 1.660 6义10f kg)10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )A.若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生P衰变C.在a、|3、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核(燹U)衰变为铅核(/Pb)的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变(2)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(6Li),发生核反应后生成氚核和a 粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与a粒子的速度之比为7：8,中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.①写出核反应方程；②求氚核和a粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为a粒子和氚核的动能，求出质量亏损.11.(1)下列说法正确的是()A. P射线的穿透能力比Y射线强B.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.雷Bi的半衰期是1小时，质量为m的超Bi经过3小时后还有6m没有衰变D.对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示.氢原子从n = 3能级向n =1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV;用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV.n.㈤足V«--- ------ 04----------------- 0.853----------------- -L5I2------------------- 3A1----------------- 13,6(3)—静止的铀核(燹U)发生a衰变转变成钍核(Th),已知放出的a粒子的质量为m,速度为v0,假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钍核的动能.①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损.(已知光在真空中的速度为如不考虑相对论效应)《原子和原子核》典型题参考答案1．解析：选AC.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；a粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，B衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误.2．解析：选BD.P衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n= 3的激发态跃迁到基态时，能辐射03 = 3种不同频率的光子，而一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确.3．解析：选ACD.发现中子的核反应方程是4Be + 4He - i62C + 0n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D 正确．4．解析：选AC.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；a、区Y三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c 二人可得光的波长越短，频率越大，根据公式E=hv可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误.5．解析：选BD.根据爱因斯坦光电效应方程E k= hv - %可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，选项A错误；核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在a粒子散射实验基础上提出的，选项C错误；太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，选项D正确.6．解析：选BCD.方程式赞U-204Th+ g He的反应物只有一个，生成物有g He , 属于a衰变，选项A错误；由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；B衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（0n-]H+ 01 e）,选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确.7．解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核（甯Cs）的比结合能与铅原子核（208Pb）的比结合能差不多，但铯原子核。
原子核物理习题答案_卢希庭版综述
其中，T1
分别为考虑两种衰变时的衰变常量和半衰期
2
I
I et
ln
2 T1
2
0
ln I (t) ln I 0 (t) t ln 2T1 2
由数据线性拟合结果
ln 2 T1 2
0.23
T1 2 3.01 min
2-8、假设地球刚形成时，235U和238U的相对丰度为1：2，试求地球年 龄。
解：设地球的年龄为t，则：
40 Ca:Z=20,A=40,B 337.3
56 Fe:Z=26,A=56,B 487.2
206 Pb:Z=82,A=206,B 1624.8
2.18试由稳定线的(2.7-1)式分别确定57 Ni和140 Xe经衰变生
成的 稳定性核素，并分别写出它们的 衰变链。
解： 衰变后核素质量数不变
由Z
解：设质子密度均匀，匀速转动
角动量
L
r0 2
r2drd (r sin )2 r2dr sin3 d d r 2
8r05
00 0
15
m 4r2 3 3m 4 r2
L 2r02m 3
5
2
1
r0
53
4m
2
0
2 r0
sin
T
r0d
(r0
sin )2
其中
e
4 r02
N1 et N2
ln 2
0.8
N1 N2
t
ln 0.8 T1 2 ln 2
T1 2
代入数据可得：
t 1844.6a
2.10. 已知人体的碳含量为18.25%，问体重为63 kg的人体相当于活度为
多少Bq和微居里的放射源。
高三物理原子核试题答案及解析
高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量C ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。
原子核物理课后答案
原子核物理课后答案篇一：原子核物理课后习题答案1-2、用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电势差为1000V的电场中加速。
然后在0.1T的磁场中偏转，测得离子轨道的半径为0.182m。
试求：（1）离子速度（2）离子质量（3）离子质量数2.16. 从13C核中取出一个中子或质子，各需多少能量，试解释两者有很大差别的原因。
解：从13C核中取出一个中子或质子需要的能量即13C的最后一个中子或质子的结合能由Sn(Z,A)?[M(Z,A?1)?mn?M(Z,A)]c2 =?(Z,A?1)??(n)??(Z,A)Sp(Z,A)?[M(Z?1,A?1)?M(1H)?M(Z,A)]c2=?(Z?1,A?1)??(1H)??(Z,A)Sn(6,13)?3.02?8.071?3.125?7.966MeVSp(6,13)?13.369?7.289?3.125?17.533 MeV?从13C核中取出一个中子或质子需要的能量分别为7.966 MeV和17.533 MeV由于13C是奇偶核，从中取出一个中子变为12C，为偶偶核而从中取出一个质子变为12B，为奇奇核，由于有稳定性规律：偶偶核>奇偶核?奇奇核所以两者能量有较大的差别2.20.任何递次衰变系列，在时间足够长以后，将按什么规律衰变？对于任何递次衰变系列，不管各放射体的衰变常量之间的相互关系如何，其中必有一最小者，即半衰期最长者，则在时间足够长以后，整个衰变系列只剩下半衰期最长的及其后面的放射体，它们均按最长半衰期的简单指数规律衰减。
2.21.为什么在三个天然放射系中没有见到β+放射性和EC放射性？由于只有β稳定线右下部的核素即缺中子核素具有β+放射性和EC放射性。
而三大天然放射系的母体都是具有β稳定性的核，有α放射性，α衰变后质子数和中子数都减少2，而具有β稳定性核素的中质比随着质量数增加而增加，因而三大天然放射系中的核素不会有缺中子核，因而在三个天然放射系中没有见到β+放射性和EC放射性。
原子物理学习题(参考答案)
（6）用能量为 12.7eV 的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出 现几条光谱线（不考虑自旋） ； A A、3 ； B、10 ； C、1 ； D、4 。 （7）根据玻尔理论可知，氦离子 He+的第一轨道半径是： A、2 a 0 ； B、 4 a 0 ； C.、 a 0 /2 ； C D、 a 0 /4 。 D
（8）碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生： A、相对论效应 B、原子实的极化 C、价电子的轨道贯穿 D、价电子的自旋－轨道相互作用 （9）d 电子的总角动量取值可能为：
35 15 , 2 2 A、 ；
A
15 3 , 2 B、 2 ；
63 35 , 2 C、 2 ；
D、 6, 2
E He 12 E He 2 E He 1 E Li 12 E Li 2 E Li 1
2
1 ) 180 0 sin 2
5.06 10 14 m
α 粒子与 7Li 核对心碰撞的最小距离（考虑质心系运动）
rm
1 4 0 1 4 0 1 4 0
Z1 Z 2 e 2 (1 v 2 Z1 Z 2 e 2 (1 2 Ec
2
1 sin 1 sin
2
)
2
rHe 1 rLi 1
由
rHe 2
2 2 2 4 0 n 2 2 n 2 a1 r 4 0 n a n 4a1 0.707 a 0 . 177 1 1 2 2 Li 2 3 3 Z Z me Ze me Ze Z n c n 得电子在这些轨道上的速度分别是
（16）今有电子组态 1s2p,1s1p,2d3p,2p3s,试判断下列哪些电子组态是完全存在的: A.1s2p ,1s1p B.1s2p,2d3p C,2d3p,2p3s D.1s2p,2p3s （17）有状态 2p3d3P2,1,02s3p3P2,1,0 的跃迁： D A.可产生 9 条谱线 B.可产生 7 条谱线 C 可产生 6 条谱线
原子核物理习题答案
原子核物理习题答案原子核物理习题答案原子核物理是现代物理学的重要分支之一，研究原子核的结构、性质以及与其他粒子的相互作用。
在学习原子核物理的过程中，习题是非常重要的一环。
通过解答习题，可以检验自己对所学知识的掌握程度，加深对理论的理解，并培养解决问题的能力。
下面，我将为大家提供一些常见的原子核物理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 问题：一个原子核中有20个质子和30个中子，它的质量数是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为20 + 30 = 50。
2. 问题：一个原子核的质子数为40，中子数为50，它的电荷数是多少？答案：原子核的电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的电荷数为40。
3. 问题：一个原子核的质子数为82，中子数为126，它的质量数和电荷数分别是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为82 + 126 = 208，电荷数为82。
4. 问题：一个原子核中有40个质子和60个中子，它的质量数和电荷数分别是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为40 + 60 = 100，电荷数为40。
5. 问题：一个原子核的质量数为238，电荷数为92，它的中子数是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的中子数可以通过质量数减去质子数得到，即238 - 92 = 146。
通过以上习题的解答，我们可以看到，原子核物理中的一些基本概念是相互关联的。
质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
在解答习题的过程中，我们需要灵活运用这些概念，根据已知条件进行计算。
除了以上的习题，原子核物理还涉及到其他一些重要的内容，如核衰变、核反应等。
通过解答相关的习题，我们可以更好地理解这些概念，并掌握它们的应用。
原子核物理卢希庭课后习题答案全
Z 5或7; 对于172N，T3 1;152B,T3 1
所以这两个核是172N和152B.
即12 6
C的第一激发态与172N和152B的基态组成同位旋三重态
第第7七页页，/共共535页2。页
已知三种标准双线的质量差（原子质量单位）为：
1H2 2H
0.001548;2H3
112C 2
0.042306;12C1H4 16O
而三大天然放射系的母体都是具有稳定性的核有放射性衰变后质子数和中子数都减少2而具有稳定性核素的中质比随着质量数增加而增加因而三大天然放射系中的核素不会有缺中子核因而在三个天然放射系中没有见到放射性和ec放射性
2-2质谱仪工作原理
1 M 2 qV (1)
2
qB M 2 (2)
R
q 2V 即M qB2 R2
第1第十8八页页，/共共535页2。页
2-9、经测定一出土古尸的14C的相对含量为现代人的80％，求该古
代人的死亡年代。
解：可设该古代人是在t年前死亡的，由此可得：
N1 et N2
ln 2
0.8
N1 N2
t
ln 0.8 T1 2 ln 2
T1 2
代入数据可得：
t 1844.6a
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解：
m E N Ef M NA Ef
1000 6.021023 200 5.121026 MeV 235
m
5.121026 106 1.61019 3.14 1010
2611t
个能级将分裂成2I＋1个子能级。根据选择定则 原子核在两相邻子能级间跃迁。
m
I
0, 1
，
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原子核物理常见题型及解答
高三年级物理学案 使用时间：第 周第 课时总 课时 制作人：仪忠凯 班级 姓名 评价 组长签字： 励志笃学求古今智慧 厚德敦行做中华栋梁原子核物理常见题型及解答1.正确理解光电效应规律【例1】现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11-n 。
A.1200B.2000C.2200D.24 00解：画出示意图，分步计算，不难得出结论①400个，②400个，③400个，④200个，⑤200个，⑥200个，⑦400个，共2200个。
【例2】如图，当电键S 断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零。
合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零。
由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV 解：电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达阳极，根据动能定理，光电子的最大初动能刚好为0.6eV 。
由E k = h ν-W 可知W =1.9 eV 。
选A 。
2.氢原子跃迁及光谱线的计算实际上公式hv =E 初-E 终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，而对于光子与原子作用使原子电离或实物粒子与原子作用而使原子激发的情况(如高速电子流打击任何固体表面产生伦琴射线，就不受此条件的限制。
这是因为原子一旦电离，原子结构就被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论。
实物粒子与原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地为原子吸收， 所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，都有可能使原子受激发而向高能级跃迁，但原子所吸收的能量仍不是任意的，一定等于原子发生跃迁的两个能级间的能量差。
原子核物理习题答案--卢希庭版全
1 5
0.72MeV 质子间的万有引力势能为
E
G
•m
2 p
6.6710 11 (1.6710 27 )2
2
1 5
r
2 10
5.81037 MeV
即它们的库仑能和万有引力势能分别为 0.72Mev 和
5.81037 MeV
3-3 解：
B (1 ,3 ) ( 1 H ) 2 ( n ) ( 3 H )
8 . 4 8 1 7 . 7 1 8
0 .7 6 3 M e V
如果库仑能解释这一差值：
e2 E
4 0
r e2 4 E
1.44
1.89 fm
r 0
0.763
第四章 α 衰变 习题答案
4-1 ： 解 根据动量守恒和能量守恒定律，容易推得α 粒子能量与衰变能之
间的关系为：
Ed (1 ma )Ek (1
Sp(6,13) (5,12) ( H)(6,13) 13.369MeV 7.289M1eV 3.125MeV
17.533MeV
对 C，Z=6，A=13 取出一个中子后变为 C ， Z13=N=6 偶偶核中子与质子对称相处，1且2 质子与中 子各自成对相处，有较大的稳定性， 结合能 B(Z,A-1)非常大，
1.5
解：
当原子能级的电子的总角动量 j 大于核自旋 I ， 时 能级分裂为 2I+1 条。
所以有 2I+1=6
故即 I=5/2 和 243
5/2 Am
核的自旋均为
1.7 解：由于核的基态具有最小的 T 值：
由 2
1
T (Z N) 3
2
可知：
7 Li : T 1/ 2 3 1/ 2
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:U 1 : q 1:
:2 2
带入上式得
RH : R 1:1
B 2BH 1.2T
3
1-4
计算下列各核的半径：
4 2
He
,
107 47
Ag
,
U 238
92
设r0 = 1.45 fm。
R r0 A1 3 fm 则 RHe 1.45 41 3 2.3 fm
RAg 1.451071 3 6.9 fm RU 1.45 2381 3 8.99 fm
A P 1 2n
5 108
1
2
10 2.579
4.66
108
Bq
14
2-5 用中子束照射197Au来生成198Au，已知197Au的半衰 期2.696 d，问照射多久才能达到饱和放射性活度的 95%？
A P 1 2n
要使
A 95%
t
1 2 2.696 95%
P
算得 t = 11.652 d
4
1-5 实验测得241Am和243Am的原子光谱的超精细结构由 六条谱线组成，已知相应原子能级的电子总角动量大 于核的自旋，试求241Am和243Am核的自旋。
j I 所以F 有2I +1个值
即 2I +1 = 6 所以 I = 5/2
5
1-6 试求半径为 189核O的s 1/3的稳定核。
ROs r0 A1/3
1-1 实验测得某元素的特征K 线的能量为7.88 keV， 试求该元素的原子序数Z 。
AZ B
A 5.2 107 S 1/ 2 B 1.5 108 S 1/ 2
又
E h E
h
所以
E AZ B Z E h B 29
h
A
1
1-2 用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电 势差为1000V的电场中加速。然后在0.1T的磁场中偏转，测 得离子轨道的曲率半径为0.182m。试求（a）离子速度， （b）离子质量，（c）离子质量数。
15
2-6 实验测得纯235U样品的放射性比度为80.0 Bq/mg，试求235U的半衰期。
N10 N0 1 et
106 6.0221023 85% 2.281101 15 224
2-2 已知 222Rn 的半衰期3.824 d，问1 Ci和103 Bq的 222Rn 的质量分别是多少？
m N M AT1/2M
NA
N A ln 2
A = 1 Ci = 3.7 104 Bq 时，算得 m = 6.505 10 12 g。 A = 103 Bq 时，算得 m = 1.758 1013 g。
电荷均匀分布于球表面，试计算质子的磁矩；如果角动量的最大可
观测分量是 1 h，试计算相应的磁矩的最大可观测分量（用核磁子表示）。 2
解：设质子密度均匀，匀速转动
角动量
L
r0 2
r2drd (r sin )2 r2dr sin3 d d r 2
8r05
00 0
15
m 4r2 3 3m 4 r2
T3
=
1（Z 2
-
N）=0
它应该和核子数12，同位旋T =1，T3 1，1的两种核素的基态
组成同位旋三重态
对于T3
=
1（Z 2
-
N）=1
Z 7
12 N
对于T3
=
1（Z 2
-
N）=-1
Z 5
12 B
12 C的第一激发态与12N及 12B的基态组成同位旋三重态
7
1-9. 设质子是一个密度均匀具有角动量为 3 h的球，且质子的所有 2
27
16
2
1-3 质子通过1.3×106 V的电势差后，在0.6 T的均匀磁场 中偏转，如果让4He核通过2.6×106 V的电势差后，在均 匀磁场中偏转与以上质子具有相同的轨道，问磁场应为 多少T？
Uq
mv R
2
1 2
mv 2 Bqv
消去
v
R
2mU B2q
已知：
mH : m 1: 4
UqHH
剩余核数： N (t) N0et
衰变掉的核数： Nt N0 N(t) N0 1 et
1）衰变份额：
N 1
ln 2 1
1 e 3.66 17.2%
N0
N10
ln 2 10
1 e 3.66 85%
2）衰变原子数： N0
N1 N0 1 et
106 6.0221023 17.2% 4.62 1014 224
r0
A1/ 3 Os
ROs 3
AOs 27 A
A Z0 1.98 0.0155A2/3 3
所以，该稳定核为 7 Li 。
A 189 7 27
6
1-8. 已知12C的第一激发态的同位旋T=1,问它 与哪两个核的什么态组成同位旋三重态？
解：12 C核子数12，即Z N 12 第一激发态的同位旋T =1，
解：（a）
Uq
1 2
mv
2
mv 2 R
Bqv
v
2U BR
2 1000 0.1 0.182
1.099 105 m / s
（b） m BqR 0.11.6 10 19 0.182 2.65 10 26 kg
v
1.099 10 7
（c）
A m 1u
2.65 10 26 1.6605387 10
12
2-3 已知 210Po 的半衰期138.4 d，问1 g的210Po，其放 射性活度为多少Bq？
N
m M
NA
106 210
6.0221023
2.87 1015
A N
ln 2
2.871015 1.66108 Bq
138.4 243600
13
2-4 用加速氘轰击55Mn来生成56Mn，56Mn的产生率为 5108 s－1，已知56Mn的半衰期为2.579 h，试求轰击10 h后56Mn的放射性活度。
ห้องสมุดไป่ตู้
L 2r02m 3 h
5
2
1
r0
5 3h
4m
2
8
0
2 r0
sin
T
r0d
(r0
sin )2
其中
e
4 r02
，T
2
0
e2 r0 4
sin r0d r02 2
(r0
sin
)2
er02
3
e
3
5 3h
4m
eh 5 3 2m 6
53 6
N
由上式知
10e L
3m
对于角动量最大可观测分量 h ，相应磁矩最大可观测分量 2
5eh 3m
5 6
N
9
1-11、核磁共振时原子核吸收磁场的能量引起能级间跃迁，这 种跃迁时核能级间的跃迁吗？为什么？ 答：不是。在磁场中，由于核磁矩具有不同的取向，原来的一
个能级将分裂成2I＋1个子能级。根据选择定则 mI 0, 1 ，
原子核在两相邻子能级间跃迁。
10
2-1 已知224Ra的半衰期为3.66 d，问一天和十天分别 衰变了多少份额？若开始有1 g，问一天和十天中分 别衰变掉多少原子？