原子物理试题集及答案

1、 计算朗德因子g,并指出原子处在何种状态？解：山公式hv=9得：ga2钾外层只有-个价电子,所以T，X/+s或-JC/+l)-/(/+l)+s(s+l)2j(j+l)将g=2W/=7-5代入上式，得到:=2=1+川+1)-(丿-叽7+1)+2+1)=2整理，得：j2+（l-s）j-s=O当5=1时，上方程有两个根：人=*人=一1当S=-丄时，上方程有两个根：人=一丄，丿4=一122山于虽子数不能为负数，因此j2Jj4无意义，弃之。17=Ji=.11/1=1+-=22.1=0因此钾原子处于S状态。26.11氮原子（Z=18）的基态为7；钾原子（Z=19）的基态为S：钙原子（Z=20）的基态为0：

2、铳原子（Z=21）的基态为3。问这些原子中哪些是抗磁性的？哪些绘顺磁性的？为什么？答：凡足总磁矩等于零的原子或分子都表现为抗磁性；总磁矩不等于寥的原子或分子都表现为顺磁性。而总磁矩为丿=gPj=gJj（J+）“b2/n氮原子的基态为虫0：厶=0,S=0,丿=0所以有“丿=0故氮是抗磁性的。同理，钙也是抗磁性的。钾原子的基态为S：L=0,S=丄，丿=丄,g=2,所以有“丿工0，故钾是顺磁性的。z22134铳原子的基态为3故铳是顺磁性的。L=2,S=,丿=,g=二，所以有/巧H0,铳原子的基态为3故铳是顺磁性的。6.22若已知饥（4F）,S（65）,铁（5P）的原子束，按照史特恩-盖拉赫实验方法通

3、过及不均匀的磁场时，依次分裂成4,6和9个成分，试确定这些原子的磁矩的最大投影值。括号中给出了原子所处的状态。解：原子的磁矩“丿在磁矩方向的分虽为“z“z=-Mg/.其中M=J,J-1,-J;式中的负号表示当M是正值时，“z和碗场方向相反，当M是负值时“z和磁场方向相同。“丿在磁场中有2J+1个取向。丿在磁场中的最大分呈：z彊大=Jg%对于（4F）：因为2S+1=4,所以：自旋S=3/2因为是F项，所以角呈子数L=3,因为在非均匀磁场中，其原子束分裂为4个成分，则有2J+1M,所以J=3/2。根据S、L、J值求得g为：_1丿（丿+1）厶（厶+1）+S（S+1）_2g_+2丿（丿+1）5323“

4、z晟大=叭=壬屮=屮猛（S）:因为2S+1=6,所以：自旋S=5/2因为是S项，所以角呈子数L=0,因为在非均匀磁场中，其原子束分裂为6个成分，则有2J+1=6,所以J=5/2。因为L=0,所以g=2,z垠大=Jgl：=铁（5D）:因为2S+1=5,所以：自旋S=2因为是D项，所以角呈子数L=2,因为在非均匀磁场中，其原子束分裂为9个成分，则有2J+1=9,所以J=l。根据S、L、J值求得g为：_1丿（丿+1）厶（厶+1）+S（S+1）_3g_+2丿（丿+1）2z最大=也=4x|b=6心第七章原子的壳层结构7.1有两种原子，在基态时其电子壳层是这样添充的：（l）n-1売层、n2売层和3s次禿层

5、都填满，3p次壳层填了一半。（2n-1壳层、n-2壳层、n-3壳层及4s、4p、4d次壳层都填满。试问这是哪两种原子？解：根据每个売层上能容纳的最多电子数为2和每个次壳层上能容纳得最多电子数为2（2/+1）。(1)n-1壳层、n-2壳层填满时的电子数为：2x1，+2x2,=103s次壳层填满时的电子数为：2(2x0+1)=23p次壳层填满一半时的电子数为：扌x2(2x1+1)=3所以此中原子共有15个电子，即Z-15,P(磷)原子。(2)与(1)同理：n-1,2,3三个壳层填满时的电子数为28个4s、4p、4d次壳层都填满的电子数为18个。所以此中原子共有46个电子，即Z76,适Pd(耙)原子

6、。7.2原子的3d次壳层按泡利原理一共可以填多少电子？为什么？答：电子的状态可用四个虽子仏/,7儿昇儿来描写。根据泡利原理，在原子中不能有两个电子处在同一状态，即不能有两个电子具有完全相同的四个虽子数。3d此売层上的电子，其主呈子数和角呈子数/都相同。因此，该次売层上的任意两个电子，它们的轨道磁呈子数和白旋磁呈子数不能同时相等，至少要有一个不相等。对于一个给定的/，“可以取?/=0,1,2,/;共有2/+1个值：对每个给定的叫，叫的取值爬丄或一丄，共2个值：伙1此,22对每一个次壳层I，最多可以容纳2(2/+1)个电子。3d次壳层的/=2,所以3d次壳层上可以容纳10个电子，而不违背泡利原理。

7、R(Z-a)2矿7.3Mz原子的s、p、D项的呈子修正值Aj=1.35,A/?=0.86,Ad=0.01把谱项表达成R(Z-a)2矿形式，其中Z是核电荷数。试计算3S、3P、3D项的CT分别为何值？并说明7的物理意义。解：MZ原子的光谱项可以表示为因此/?*=一=-OZ-CT山此得：(7=Z-H/(/?-A)6=11=9.1853-1.353故：6=11=9.6卩3-0.8636=11103-0.01O的物理意义是：轨道贯穿和原子实极化等效应对价电子的影响，归结为内层电子对价电子的屏蔽作用。7.4原子中能够有下列竝子数相同的最大电子数是多少？弘/;(3)料。答：(1)n.l.m同时，加还可以収

8、两个值：化=丄，仏=-；所以此时最大电子数为2个。22,/相同时，加/还可以取两2/+1个值，而每一个加s还可取两个值，所以相同的最大电子数为2(2/+1)个。相同时，在(2)基础上，/还可取个值。因此相同的最大电子数是：”=工2(2/+1)=2沪/=07.5从实验得到的等电子体系KI、Call等的莫塞莱图解，怎样知道从钾Z-19开始不填3価填4$次売层，又从铳Z-21开始埴3価不填4S次壳层？解：山图71所示的莫塞莱图可见，3D和4S相交于Z-20与21之间。当Z-19和20时，4S的谱项值大于的值，ill于能虽同谱项值有E=-hcT的关系，可见从钾z-19起到钙z-20的4，S能级低于能级

9、，所以钾和钙从第19个电子开始不是填3d而填4s次壳层。从铳Z-21开始，4S谱项低于3Q普项，也就是3)能级低于4S能级，所以，从铳z2i开始填3/而彳填4s次壳层。7.6若已知原子阿Ne.Mg,P和Ar的电子壳层结构与“理想“的周期表相符，试写出这些原子组态的符号。解：Ne原子有10个电子，其电子组态为：1$22/：Mg原子有12个电子，其电子组态为：Ne的壳层+3$：P原子有15个电子，其电子组态为：Ne的壳层十3s3p：Ar原子有18个电子，其电子组态为：Ne的壳层十第八章X射线8.1某X光机的高压为10万伏，问发射光子的最大能量多大？算出发射X光的最短波长。解：电子的全部能虽转换为光

10、子的能虽时，X光子的波长最短。而光子的最大能虽是：=W=10电子伏特所以Arun=力丄二max=6.63x10-x3x1001241105x1.60 x10198.2利用普通光学反射光栅可以测定X光波长。当掠射角为&而出现11级极大值出射光线偏离入射光线为2&+G,G是偏离&级极大出射线的角度。试证：出现n级极大的条件绘2dsui=7?/l20+2dsui=7?/lsni22a*d为光栅常数（即两刻纹中心之间的距离九当&和Q都很小时公式简化为d（Oa+）=rao解：相干光出现极大的条件是两光束光的光程垫等于772o而光程蔓为:根据出现极大值的条件AL=/?2应有.20+a.a2dsin厶=dc

11、os。一dcos+a）=2d根据出现极大值的条件AL=/?2应有.20+a.a2dsinsui=nA22c亠2Q+a26+aca.aa当&和Q都很小时.有sinq=8+;sinq22222a山此，上式化为：d(0+7)a=“/l;83一束X光射向每亳米刻有100条纹的反射光栅，其掠射角为20S已知第一级极大出现在离0级极大出现射线的夹角也是20。算出入射X光的波长。解：根据上题导出公式：20+a.a2dsinsm=nA22山于6=206/=20二者皆很小，故可用简化公式:d（0a+）=nAdact山此，得：2;=（0+）=5.054n28.4已知Cu的Ka线波长是1.542A,以此X射线与Na

12、Cl晶体H然而成1550角入射而得到第一级极大。试求NaCl晶体常数d。解：已知入射光的波长2=1.5424,当掠射角0=1550时，出现一级极大5-1）。nA=2dsin0d=28252sino8.5铝（Al）被高速电子束轰击而产生的连续X光谱的短波限为54。问这时是否也能观察到其标志谱K系线？解：短波X光子能虽等于入射电子的全部动能。因此电=/?2.48x103电子伏特A要使铝产生标志谱K系，则必须使铝的1S电子吸收足够的能星被电离而产生空位，因此轰击电子的能虽必须大于或等于K吸收限能星。吸收限能星可近似的表示为:EK=Z-a)2这里,n=1,(t=0,Z=13：所以有:Ek=132Rhc

13、l32Rjw=169xl.097xl07x6.63xlO-34x3xlOs=2.30 x10电子伏特故能观察到。8.6已知A1和Cu对于久=0.7久的x光的质星吸收系数分别是0.5米/公斤和5.0米2/公斤,A1和6的密度分别是2.7xl03公斤/米和&93x103公斤/米。现若分别单独用A1板或Cu板作挡板，要2=0.7A的x光的强度减至原来强度的i/iooc问要选用的Ai板或cu板应多厚?解：兄=0.7A,()A/=0.5米/公Jt；()o,=5.0米2/公斤pPpM=2.7x10公斤7米pCu=8.93x103公斤/米/=17；=而因为X光子能虽较低，通过物质时，主要是电离吸收，故可只考

14、虑吸收而略掉散射。/=rI=bJ-=丄=严/q100所以有：x=-111100对于Al：=0.5米/公斤P:.T=0.5米?/公斤x2.7xl03公斤/米=1.35xlO3米兀川=111100=3.41x10-米对于Cu：=50米/公斤PT=5.0米三/公斤x8.93x103公斤/米=4.465xlO4米心=-111100=1.03xlO-4米8.7为什么在X光吸收光谱中K系带的边缘是简单的，L系带是三重的，M系带足五重的？答：X射线通过物质时，原子内壳层电子吸收X射线能呈而被电离，从而产生吸收谱中带有锐利边缘的多个线系。吸收谱的K、L、M系是高能X光子分别将n=l,2,3壳层的电子电离而产生

15、的。每一谱线的锐边相当于一极限频率，在这频率下，X光子恰好把电子从相应売层电离而不使其具有动能。对应于X射线能级的谱项公式足:式中O对不同的和不同的/都不同，K-J+1/2。山于J不同也有不同的谱项数。对于K壳层,n=lJ=QJ=丄，b只有一个值，只有一个光谱项，所以K系带的边缘是简单的。对于L壳层n=2值，所以，L系有三个吸收限，即是三重的。M売层=3,可以有五组呈子数:对应五个光谱项值，所以M系带有五个吸收限，即是五重的。同理可知：N系是七重的。O系是九重的。8.8试证明X光标识谱和碱金屈原子光谱有相仿的结构。证明：我们以X光谱L系与碱金屈光谱进行比较。L系足山外层电子向L壳层（n-2）上

16、的空位跃迁时发射的。它可分成三个小系。L,系足电子山诸n2的p能级向25能级跃迁产生的。S能级是单层的,能级是双层的且间隔随的增大而逐渐减小。所以厶/系山双线构成口随波数增加而双线间隔缩小。对应的碱金屈主线系也足诸p能级向较低的S能级跃迁产生的，而p、S能级结构与X能级相仿。所以其光谱具有相仿的结构。厶系是山诸的/?3能级跃迁到2P能级上产生的，而S是单层的，是双层的。所以厶系谱必是山一组等间距的双线构成。L,系对应于碱金属第二辅线系的跃迁。它们有相仿的结构。同理，厶/系与碱金屈第一辅线系有相仿结构。其他X光谱系也具有同金屈相仿的结构。X光标志谱之所以与碱金屈原子光谱具有相仿的结构，在于满壳层

17、缺少一个电子形成的原子态同具有一个价电子的原子态相同。X能级是有满売层缺少一个电子构成的：碱金屈能级是一个价电子形成的。根据第七菇习题8的证明，它们应有相同的谱项，因而具有相仿的结构。在跃迁是，它们服从同样的选择定则，因此它们应有相仿的光谱线系。第九章分子结构和光谱9.1脑，分子的远红外吸收光谱是一些Av=16.94厘米T等间隔的光谱线。试求旳分子的转动惯呈及原子核间的距离。已知H和Br的原子呈分别为1.008和79.92=解：远红外光谱是山分子的转动能级跃迁产生的，谱线间隔都等于2B。即厶V=2B（1）而B=h/7T2Ic（2）由（1）、（2）两式可得：1=3.302x时千克.米28-tAv

18、c巨=（/H2鱼卡=1.42x10*米V79.2HC1分子有一个近红外光谱带，其相邻的几条谱线的波数是：2925.78,2906.25,2865.09,2843.56,2821.49厘米1oh和ci的原子呈分别是loos和35.46试求这个谱带的基线波数Vo和这种分子的转动惯虽。解：山谱线的波数之差可见：除2906.25-2865.09之外，其他相邻谱线之基近乎相等。而2906.25和2865.09之差相当于其他相邻谱线之筮的二倍。显然这是一个摭动转动谱带。上述两谱线之间有一空位，此空位即是只有振动跃迁是的基线波数%给出五条谱线中，显然，头两条屈于R分支，其波数按大小顺序分别记为后三条屁于P分

19、支，其波数按大小顺序分别写作vplvP2vP3oR分支的谱线波数近似地山下述公式决定:=v0+2BJJ=12p分支的谱线波数近似地山下述公式决定：吊=%-23,丿=12因此有：网讥+2B(1)(k=v0-2yv式，得:B=川4=10.29丹2=必+43(vP2=v0-4B(4)(3)-(4)式，得：B=5厂5=10.28,.氏=129-10.28“28582转动惯呈为：/=2.72xio-47千克米丄8心Be由(I)、(II),得基线波数为:Vo=丄(讣+几+巧+0“)=2885.17厘米T=288517米T9.3C1原子的两同位素C/和CT了分别与H化合成两种分子HCP5和HC严o试求这两种

20、分子的振动光谱中相应光谱带基线的频率之比。解：”=山V01V01=1.002I叫+叫严9.4试证明双原子分子相邻據动能虽之间跃迁时发射光的频率与两核间固有振动频率一致。假设两原子间相互作用力为弹性力。证明：在同一电子态中，有振动能级的跃迁时发光频率v山下式决定：hv=E2-E波数为:1E2E波数为:1E2E1=(iC-u)co-(iru)(ir+u+Y)xco式中x=b!a,co=a!hc=/c；/是固有振动频率。若原子间为弹性作用，第二项或能级修正项+应略去。因此v=（ii-u）co=Am69,Aw=1,2,3也就v=:对于相应能级,u=1,:.V-CO而Q=/C；所以两相邻能级间跃迁时发射

21、光的频率为：V=dv=f9.5怎样解释分子的组合散射有下列两个特点：（1）波长短的伴线比波长长的伴线的强度弱；（2）随散射体温度的升高，波长短的伴线强度明显增强而波长长的伴线的强度几乎不变。解：（1）根据统计分布律，处在较高能级的分子数少于处在较低能级的分子数。因此，分子在纯转动能级间的受激辐射比受激吸收要弱得多。辐射的能呈归并于原光子，吸收的能竝取Il原光子。因而波长短的伴线比波长长的伴线的强度弱的多。（2）按玻尔兹曼分布律，Ni=No&-e7ELEEKT、他绘处在高能级&上的分子数，Nq是处在低能级E。上的分子数。gi，g是对应的权重。可见当T增高时，位于较高能级上的分子数N,就会明显增多

22、。因而，随温度升高，波长短的伴线的强度明显增强。而在一般温度范鬧内，处于低能级（通常绘基态）上的分子数变化不十分显著，因而波长长的伴线的强度几乎不变。9.6光在HF分子上组合散射使某谱线产生波长2670A#3430A为两条伴线。试山此计算该分子的振动频率和两原子间已知的原子虽分别为1.00S和19.00=解:设两条伴线的频率分别为诃和V”,则v*=v0+儿;v=v0一比;式中是入射频率：儿是振动谱带频率。山上两式可得：一儿=vn+v11c11vf=-gW）=-（）=1.24xl014/K=(2m)K=(2m)2AANo(九+%)=(2m)2F尸_=965x10,牛顿/米No(九+%)第十章原子

23、核10.1；H和：的质昱分别定1.0078252和1.0086654质虽单位，算出:C中每个核子的平均结合能(1原子虽单位=9315MwU/c)解：原子核的结合能为：E=ZEh+Nm/nA)x931.SMeV:.E=-(ZEh+Nmn-mA)x93L5MeV=7.680MV10.2从下列各粒子的质虽数拯中选用需要的数值，算出曽Si中每个核子的平均结合能：eT0.000548/7t2.014102冷T1.008665秽Sit29.973786,t1.007825-El解：Eo=一=(Z7?1/y+Nm77?4S.)x93l.SMV=8.520MeVAA|io.3盂Th放射a射线成为MR。.从倉有

24、1克277?的一片薄膜测得每秒放射4ioo粒a粒子，试计算出進Th的半衰期为1.4xlO10年.解:根据放射性衰变规律：N=NQeAI如果在短时间d/内有dN个核衰变，则衰变率dN/dt必定与当时存在的总原子核数目N成正比，即：此式可写成：為一此式可写成：為一dNAeAl=一-=4100,r=1秒;/V=xl克,NqdtAN=6.02x102A=232克，故6.02x10232326.02x1023232xl=26xlO2041一26x10”-41一26x10”-26xl018将各己知量代入式,得:4100因为M巾的半衰期为1.4x10】年，所以可视久为很小，因此可以将才1展成级数，取前两项即

25、有:严心1+兄A41这样(2)式变为：=2+126x10山此得：2=1.58xl0-18/T=0.438x10辺秒=1.4x10w年2所以，當77?的半衰期为1.4xlO10年.10.4在考古工作中，可以从古生物遗骸中UC的含昱推算古生物到现在的时间f设。是古生物遗骸中14C和1C存虽之比，Do是空气中C和存虽之比，是推导出下列公式:/=厂山(几7)式中T1112为C的半衰期.推证：设古生物中的含星为NfC)；刚死时的古生物中14C的倉虽为Nq(14C)；现在古生物遗骸中的含虽为yV(14C)；根据衰变规律，有：N(C)=N(】4C)C山题意知:N山题意知:N（叱）nC2c）古生物刚死时14古

26、生物刚死时14C的禽虽与12C的含星之比与空气二者之比相等,因此得:加=In乩P.心丄心哑sZplii210.5核力在原子核大小的距离内有很强的吸引力，它克服了质子间的（元素氢除外，那里只有一粒质子）库仑推斥力的作用而使原子核结合着，足见在原子核中核力的作用超过质子间的库仑推斥力作用：从质子间推斥力的大小可以忽略地了解到核力大小的低限。试计算原子核中两粒质子间的库仑推斥力的大小（用公斤表示）。（质子间的距离用15米）解：库仑力是长程力，核力的一个质子与其它所有的质子都要发生作用，所以在Z个质子间的库仑排斥势能将正比于Z（Z-1）,当Z1时，则正比于Z2o根据静电学的计算可知,每一对质子的静电斥

27、力能是6幺E=卞,R是核半径。若二质子间的距离为R,它们之间的库仑力为则有fR=E.山此得：16/.采用SI制,则：f=-T=276.48牛顿=2&18公斤.4疋R所以:原子核中二质子之间的库仑力为2&18公斤.10.6算出；Li（p,a）；He的反应能.有关同位素的质虽如下:；77,1.007825匕4.002603;；山,7.015999.解:核反应方程式如下：Q=（加0+加1）一（加2+加3）k?=（7.015999+13.007825）-（2x4.002603）x93l.5MeV=V7.35MeV反应能足1735MeV,大于寥，是放能反应.10.7在第六题的核反应中，如果以MeV的质子

28、打击厶问在垂直于质子束的方向观测到的;屁能呈有多大？解：根据在核反应中的总质戢和联系的总能呈守恒，动呈守恒，可知，反应所产生的两个相同的;屁核应沿入射质子的方向对称飞开。如图所示。根据动呈守恒定律有：R=R+R矢呈R,RR合成的三角形为一个等腰三角形，二底角皆为0.又因为加2=加3,因而有E?=Ej已知反应能0=17.35MW,山能呈守恒定律得：Q=E：+E3一件其中耳=IMeV由此可得：E2=E5=*（0+耳）=9.175MW反应所生成的a粒子其能星为9.175MeV.艸核飞出方向与沿入射质子的方向之间的夹角为0：厶2=/+马2_2片為cos。由于P2=2ME一八，LAL2丿4人耳&门所以得

29、：0=（1+）2_（1）匕COS&人3人34（质呈之比改为质呈数之比）A=1,A2=A3=4代入上式得:Q=2E2-Ey-（ElE：cos02E.-Q-E,:.cos。=4=0.0825:.6=S51&山此可知，垂于质子束的方向上观察到的iHe的能呈近似就是9.175MeVo10.8试计算1克裂变时全部释放的能虽约为等于多少煤在空气中燃烧所放出的热能（煤的燃烧约等于33X1（）6焦耳/T克：1MeV=1.6x10-13焦耳）。解：裂变过程是被打击的原子核先吸收中子形成复核，然后裂开。+X+Y我们知道，在A=236附近，毎个核子的平均结合能是7.6HeV；在A=118附近，每一个核子的平均结合能

30、虽是8.5HeV所以一个裂为两个质呈相等的原子核并达到稳定态时，总共放出的能呈大约是：236$=2xxS.SMeV-236x7.6MeV=2lOMeV2而lA/eV=1.6xlO-13焦耳，所以：=3.36xl0T）焦耳。11克巳中有N个原子:=2.56xl021E=Ns=&6x10】焦耳它相当的煤质量M=2.6x103公斤=2.6吨o10.9计算按照（10.8-1）式中前四式的核聚变过程用去1克笊所放出的能虽约等于多少煤在空气中燃烧所放出的热能（煤的燃烧热同上题）。解：四个聚变反应式绘：完成此四个核反应共用六个,放岀能M43.2MeV,平均每粒放出72MeV,单位质量的三/放出36MeV。1

31、克笊包含N粒则MN。MN。A=3.0 xl023所以1克爪放出的能虽约等于：E=Nx7.2MeV=2.2xlO24A/V=3.5x10“焦耳F与它相当的煤M=10.6x10公斤=10.6吨a10.10包闱等离子体的磁通虽密度B是2韦彳口/米算出被闱等离子体的压强。02、解：根拯公式：P.,+円=H2“。=空得:2”。肝内BQc冷=，式中耳是等离子体的压强；B是磁通密度：“是真空中的磁导率，等于2“o204/10-7亨/米，设b内小到可以忽略，则得到：心=如=15.92x105牛顿/米2o因1大气压=10.13X104牛顿/米r故纬、j=15.7大气压第十一章基木粒子11.1算出原子核中两个质子

32、间的重力吸引力和挣电推斥力。可以看出重力吸引力远不足以抵抗挣电推斥力。这说明原子核能够稳固地结合着，必有更强的吸引力对抗库仑力而有余。解：原子核中两个质子间的胖电斥力势能近似为宁R绘原子核半径，淞电子电荷绝对值。因此两个质子间的排斥力近似地为F。注意到e=4.80 xIO-10CGSE,10_13cw?,则R-Fa23.50（公斤力）如果把R视作两质子间的距离，则它们间的重力吸引力f可估算如下：/厂翼匕心2.85x1035（公斤力）R山上面的结果看出，重力吸引力远不能抵消库仑斥力。原子核能稳固地存在，质子间必有强大的吸引力。这种力就绘核力。11.2在；T介子撞击质子的实验中，当兀介子的实验室能

33、虽为200MeV时，共振态的激发最大，求的质量。解：龙介子的动能T.=200MeV兀介子的静能7?/tc2=273xO.SllMeV140MeV7T介子的总能虽Er=T7+mc-=340MeV实验室系中7t介子的动虽绘P7=丄Jf,一（加沁2）2231OMeV/c质子的静能mpc293SMeV共振粒子的总能呈E、等于71介子总能呈和质子静能之和：Es=E*+mpc2=nMeV碰撞前质子静止。根据动呈守恒定律，粒子的动呈代等于兀介子的动呈作：匕=作根据狭义相对论，粒子的质呈s山下式决定：心=厶JeJ_（cp$=1240MeV/c2与粒子的质呈相联系的能呈是1240MeV.11.3在下列各式中，按

34、照守恒定律来判断，哪些反应屈于强相互作用，哪些是弱相互作用，哪些绘不能实现的，并说明理山。卩一+才+A/7+e/t*+叫+卩“”+T+A/7+/-/+/p+T”+K（7）K-龙“+矿+/r+炉.解：（1）左侧重子数是十1,右侧重子数是0.衰变前后重子数不相等。三种基木相互作用重子数都要守恒。因此，所列衰变实际上是不存在的。（2）左侧轻子数是0,右侧轻子数是+1,衰变前后轻子数不相等。这种衰变方式不能实现，因为三种基本相互作用都要求轻子数守恒。（3）两侧轻子数都是+1,守恒。但左侧电轻子数是0,右侧电轻子数足+2,电轻子数不守恒。这种衰变实际上也不能出现，因为三种基本相互作用要求两类轻子数分别守

35、恒。（4）左侧奇异数是0,右侧奇异数是-2。奇异数不守恒，只可能是弱相互作用。这个作用没有轻子参加。实际存在的这种类型的弱相互作用，要满足|Aj|=1,而这里的|A5|=2o因此这种过程实际上是不存在的。（5）光子的重子数和奇异数都是0。的重子数是+1,戸的重子数是奇异数是-1。卩和戸的奇异数都足0pp的同位旋相同。所列反应重子数和奇异数分别守恒，不可能是弱相互作用。质子“和反质子戸，通常在强作用下湮火后转变成若干个介子。这里所列的反应，可以在电磁相互作用下实现。（6）反应前奇异数是0,反应后是+2,奇异数不守恒。奇异粒子只在强相互作用过程中产生，并且要求奇异数守恒。因此，上列反应不可能实现。（7）KT龙+龙+龙+龙。.衰变后静能E后=548.2MeV衰变前静能E曲=497.SMeV因此