原子核物理重点知识点
第一章 原子核的基本性质
1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。
（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。 （P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。 （P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。
（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命
长于0.1s激发态的核素称为同质异能素。
（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。
2、影响原子核稳定性的因素有哪些。（P3~5）
核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。
3、关于原子核半径的计算及单核子体积。（P6）
R=r0A1/3 fm r0=1.20 fm 电荷半径：R=（1.20±0.30）A1/3 fm 核力半径：R=（1.40±0.10）A1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径
4343?R??r0A 334、核力的特点。（P14）
单核子体积：V?1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。
5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。（P8）
结合能：B(Z,A)??m(Z,A)c?Z?(1,1)?(A?Z)?(0,1)?Z?(Z,A) 表明核子结合成原子核时会释放的能量。 比结合能（平均结合能）：?(Z,A)?B(Z,A)/A
原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。
26、关于库仑势垒的理解和计算。（P17）
+ V(r) 2Ze4??0r2势能RN R r 1.r>R,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V(r)，r→∞，V(r) →0，粒子靠近靶核，r→R，V(r)上升，靠近靶核边缘V(r)max，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。
2.若靶核电荷数为Z，入射粒子相对于靶核
-V0 - MeV 2Ze2的势能为：V(r)?，在r=R处，
4??0r1势垒最高，称为库仑势垒高度。
1
Z1Z2e2 V(r)?1/31/34??0r0(A1?A2)1Z1、Z2,、A1、A2分别为入射粒子和靶核的电荷数及质量数。
7、原子核的自旋是如何形成的。（P24）
原子核的自旋又称为角动量，核自旋是核内所有核子（质子和中子）的轨道角动量与自旋角动量的矢量和。
8、原子光谱精细结构及超精细结构的成因。(P24)
光谱精细结构由电子自旋引起；超精细光谱结构由原子核自旋、磁矩和电四极矩引起
9、费米子波色子的概念区分。（P25）
自旋为半整数的粒子为费米子（电子、中子、中微子、μ子、所有奇A核等），服从费米-狄拉克统计；自旋为整数的粒子为波色子（光子、π介子、所有偶A核等，特别地，偶—偶核自旋为0），服从玻色-爱因斯坦统计。
10、什么是宇称。（P26）
宇称是微观物理领域特有的概念，描述微观体系状态波函数的一种空间反演性质。
11、本章习题。（P37）
1-1 当电子的速度为2.5?10m?s时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 E?mc2?8?1mec21?v?c?2?0.511?106?2.5?1????3.0?2?0.924MeV
?1动能 T?mc2?e??1?vc???2???1??0.413MeV ??1-2.将?粒子的速度加速至光速的0.95时，?粒子的质量为多少？ 答：?粒子的静止质量
m0?M?2,4??2me?M?2,4??4???2,4??4.0026u 931.49402?粒子的质量 m??m01??2?4.00261?0.95?12.818u6?2.128?10?23g
1-3 T=25℃，p=1.013×105 Pa时，S+O2→SO2的反应热Q=296.9 kJ/mol，试计算生成1 mol
的SO2时体系的质量亏损。
?E答：?E??mc2??m?2?3.3?10?12 kg
c1-4 1kg的水从0?C升高到100?C，质量增加了多少？
答：1kg的水从0?C升高到100?C需做功为E?100cal?4.1840?10J。
2E100?4.184?102?m?2??4.64?10?12kg 88c3?10?3?102
1-5 已知：m?238U?238.05078u;m??239U?239.154325u;
?m?235U?23.50439u4;4m??236U?23.60455u8 2?试计算239U, 236U最后一个中子的结合能.
答：最后一个中子的结合能
M9eVBn?92,239???m?92,238??mn?m?92,239???4.773M7eV Bn?92,236???m?92,235??mn?m?92,236???6.5433e2Z(Z?1)1-6 当质子在球形核内均匀分布时，原子核的库仑能为Ec?。试计算136C和
54??0R137N核库仑能之差.
13答：13和C67N核库仑能之差为
3e2?EC?4?5??0?7?6?6?5??1015?4.696?10?13J?2.93MeV ?13???1.5?13??1-8 利用结合能半经验公式，计算236U,239U最后一个中子的结合能，并与1-5式的结果进行比较.
B?Z,A??aVA?aSA23?aCA?13?asym?Z?N?A?1?BP最后一个中子的结合能
2Bn?Z,A???M?Z,A?1??mn?M?Z,A??c2
??ZM?1,1???A?Z?1?mn?B?Z,A?1??mn
?ZM?1,1???A?Z?mn?B?Z,A??
?B?Z,A??B?Z,A?1?
对对
236U，Z?92,A?236,N?144 Bn?92,236??B?92,236??B?92,235??6.66MeV U，Z?92,A?239,N?147， Bn?92,239??B?92,238??B?92.238??5.20MeV
2391-11 质子、中子和电子的自旋都为12，以147N7为例证明原子核不可能由电子－质子组成，但可以由质子－中子组成.
14由核素表可查得：7N7的核自旋I?1,服从玻色统计；
若由电子－质子组成，则原子核由A个质子和A?Z个电子组成。由于质子和电子都是费米子，则质量数为A电荷数为Z的原子核有2A?Z个费米子.如果Z为偶数，则2A?Z为偶数，于是该核为玻色子；如果Z为奇数，则2A?Z为奇数，于是该核为费米子；对7N7
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