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1、第十八章 原子核和基本粒子简介一、习题选解18-1 如果核半径按公式确定（式中为质量数），试估计核物质密度以及在核物质的单位体积内的核子数。解：核物质密度 kgm其中 u=1.6610-27 为原子质量单位单位体积内核子数 个/m318-2 已知th的原子质量为232.03821u，计算其原子核的平均结合能。解：th由90 个质子和142个中子组成，平均结合能为=7.615mev18-3 6mev的射线使u发生光致裂变，产生kr，ba及三个中子，求此反应总的最终动能。其中=235.043915u, =89.91972u， =141.91635u，=1.008665u解：由题意 +u=kr+ba

2、+3n+= =175.4mev18-4 若两个氘(h)核聚合成一个粒子，会释放出多少能量？其中 =2.014102u =4.002603u解： =23.80mev18-5 某放射性元素的半衰期为20 天，问：（1） 衰变掉原有原子数的3/4所需的时间有多长？（2） 剩下原有原子数的1/8，所需的时间多长？（3） 此元素的衰变常数和平均寿命各是多少？解：由核衰变定律 其中，为时的原子核数目，为经过时后存留的数目，为衰变常数。半衰期 （1）衰变掉原有原子数的3/4，即还剩1/4天（2） 天（3）衰变常数 /天平均寿命 天18-6（1）产生一电子偶的最小能量是多少？（2）质子和反质子湮没时产生四个具

3、有同样能量的介子，试求每个介子的动能。 =5.48597u u解：（1）产生一个电子偶素的能量为 mev（2）介子动能为 =334.18mev18-7 目前实验上所发现的各种粒子之间有几种相互作用？各有什么基本性质？为什么在粒子物理中不考虑万有引力作用？解：基本粒子间的相互作用可以分为四类：万有引力作用、弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用。四种相互作用的强度和作用程大致如下。 强 电 弱 万有引力相对强度 1 10-2 10-12 10-40作用程（m） 10-15 长 10-17 长从作用强度比较，可以看出引力作用强度远小于其它作用力，在粒子物理中一般不考虑万有引力作用的影响。18-8 按照标准模型，基本粒子共有多少? 它们在哪几种基本相互作用中出现？解：标准模型理论是一个具有su(3)u(2)u(1)定域对称性的量子规范场论。理论中的基元是:三代六种轻子 以及六种相应的反轻子。三代、三套、18 种夸克 和18 种相应的反夸克三类传递基本相互作用的粒子 传递电磁相互作用w+ w- z 传递弱相互作用胶

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