Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Задачник-практикум подготовлен доцентом кафедры теоретической физики, кандидатом физико-математических наук В. А. Сараниным.
Рецензенты: доцент кафедры теоретической |
физики |
В. Б. Динерштейн, заведующий кафедрой общей |
физики |
,С. М. Новиков. |
|
Материалы задачника обсуждены на заседании кафедры теоретической физики (протокол № 5 от 10. 11.87) и реко мендованы для внутривузовского издания; учебно-методиче ской комиссией РГПИ.
Ответственный за выпуск заведующий кафедрой теоре тической физики Б. П. Дондратьев.
Настоящий задачник-практикум предназначен для студентов, однако может использоваться и преподавателями, ведущими соот
ветствующий курс. Задачник представляет минимальный набор задач
необходимых для практического усвоения курса. В него также
включены ряд задач, которые предполагают индивидуально-самос
тоятельную работу студентов. Большинство'заданий предлагается выполнить с применением вычислительной техники. Для некоторых задач приводятся ‘примеры алгоритмов и программ.
-I -
§I. Вычисление энергии связи япер й энергии
ядер.
I.Энергия связи ядер вычисляется через дефект масс по фор
муле: • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д Е = е а{ 2 и ч р + ( А ) и п- |
M*J |
|
(1) |
|||||||
2 |
-зарядовое число, |
Д -массовое |
число, И ) р - м а с с ы протона |
||||||||
и нейтрона, 'Мд -масса ядра, |
С -скорость света в вакууме. |
||||||||||
Величина < £ ,-——— |
(й) |
называется удельной энергией связи. |
|||||||||
3 справочник таблицах |
|
Ир |
задают |
обычно в атомных |
|||||||
единицах |
массы(а.е.м.). |
|
|
|
|
|
|
||||
I а. |
е. |
м.= |
1 , 6 6 0 5 6 5 5 - |
ю"’^^ю г= 1?, |
|
|
(3) |
||||
|
|
принято вычислять в электрнвольтах(мегаэлектронволь- |
|||||||||
так) |
I |
МэВ= 4 ,6 0 2 lS |
■Ю |
4v>ir>t а |
Ь г |
|
|
|
(4) |
||
|
|
Пусть требуется вычислить энергию, связи ядер и удельную |
|||||||||
энергию связи, используя для вычислений программируемый микро |
|||||||||||
калькулятор |
(например МК-56). |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Перед началом вычислений заносим в память (распределе |
|||||||||
ние памяти): |
А = > П О |
- Н р =7 |
FI А ' |
Q |
Г\ $ |
||||||
|
|
|
Z |
=> |
П ± |
(А - г ) |
=> .п5 |
|
|||
|
|
|
И р => П 2. |
4. а . е, н . = > П б |
|
||||||
|
|
|
и * |
^ |
Т Г Ь |
4 э \Ъ |
|
|
ПЧ |
|
|
\Т\ |
|
Программа I. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
О |
I |
! |
з |
4 |
|
|
6 |
ч ■ <? |
9 |
|
|
2 |
£ |
|
||||||||
о |
ГК*5 ГИх5 |
х. |
Х-аП5 П-txi ГЬ*2 |
X |
П*х5 ■4“ |
11**4 |
|||||
1 .
2
—
•
FKx&Fx2 X ГКхб X Л->хТ
с /п
«
' 9 а/п ГЫ0
Ш ,Е 7 п ]
- з -
Коментарйй к выполнению.
1. Массы протона и нейтрона удобно представить в а .е .м .:
= 1 , 0 0 4 |
2 8 |
ск.е.м, |
ИИц = d ,0 0 ,& |
6 4 |
Q.e.-U; |
2.После первого-"стоп" записываем результат д £ = ... , затем снова нажимаем'С/ n t .
Примечание.
Программу можно значительно упростить, если перед началом
счёта вычислить постоянный множитель, переводящий а.е.м . в МаВ. Рекомендуется этот вариант программы составить самостоятельно.
|
Задание I. |
|
|
Пользуясь программой вычислить А£,<о' |
ДДя изотопов: f И ,| Me, |
2VI9, |
*.Ь?.Сравнить полученные значения удельной энергии связи |
|
и сделать выводы. |
|
|
2. |
В том случае, когда известны массы химических элементов |
|
для вычисления эенргии связи удобно пользоваться формулой: |
||
|
д.Ё = с а( г М ; н + ( А - 2 ^ ю и-М-ат)'- |
(3) |
|
, Индивидуальное домашнее задание №1. |
|
|
Пользуясь формулами (2 ,3 ), составить |
программу и вычис |
лить энергии связи и удельные энергии связи ядер элементов. Каждый студент выполняет задание для своего элемента (Таблица 23, л В ф .
3; Если масса ядра неизвестна, для вычисления энергии свя
зи, удельной энергии связи и массы ядра (атома) можно использо
вать полуэмпирическую формулу Вайцзекера:. , |
■ _ х , |
||
д Е = d, A ~ J b A ^ г 2 |
? |
+ £ А А |
|
сИ = ( 5 , 4 5 Н э!Ь |
£ = |
|
(4 ) |
Н 4 Ъ . |
|||
? - 2 5 ,4 H o b