На главную страницу
Поиск задач
Найти задачу можно, введя ее условие. Если с первого раза не нашли решение на нужное готовое задание, попробуте поиск по другим похожим ключевым фразам из ее условия

Задачи на тему - Элементарные частицы. Ускорители частиц - с решениями


23.1 В ядерной физике принято число заряженных частиц, бомбардирующих мишень, характеризовать их общим зарядом, выраженным в микроампер-часах (мкА·ч). Какому числу заряженных частиц соответствует общий заряд q=1 мкА·ч? Задачу решить для: а) электронов; б) α-частиц.

23.2 При упругом центральном столкновении нейтрона с неподвижным ядром замедляющего вещества кинетическая энергия нейтрона уменьшилась в 1,4 раза. Найти массу m ядер замедляющего вещества.

23.3 Какую часть первоначальной скорости будет составлять скорость нейтрона после упругого центрального столкновения с неподвижным ядром изотопа 2311Na ?

23.4 Для получения медленных нейтронов их пропускают через вещества, содержащие водород (например, парафин). Какую наибольшую часть своей кинетической энергии нейтрон массой m0 может передать: а) протону (масса m0), б) ядру атома свинца (масса 207m0)? Наибольшая часть передаваемой энергии соответствует упругому центральному столкновению.

23.5 Найти в предыдущей задаче распределение энергии между нейтроном и протоном, если столкновение неупругое. Нейтрон при каждом столкновении отклоняется в среднем на угол φ=45°.

23.6 Нейтрон, обладающий энергией W0=4,6 МэВ, в результате столкновений с протонами замедляется. Сколько столкновений он должен испытать, чтобы его энергия уменьшилась до W=0,23 эВ? Нейтрон отклоняется при каждом столкновении в среднем на угол φ=45°.

23.7 Поток заряженных частиц влетает в однородное магнитное поле с индукцией B=3 Тл. Скорость частиц v=1,52·107 м/с и направлена перпендикулярно к направлению поля. Найти заряд q каждой частицы, если известно, что на нее действует сила F=1,46·10-11 Н.

23.8 Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле с индукцией B=0,5 Тл и движется по окружности с радиусом R=10 см. Скорость частицы v=2,4·106 м/с. Найти для этой частицы отношение ее заряда к массе.

23.9 Электрон ускорен разностью потенциалов U=180 кВ. Учитывая поправки теории относительности, найти для этого электрона массу m, скорость v, кинетическую энергию W и отношение его заряда к массе. Какова скорость v\' этого электрона без учета релятивистской поправки?

23.10 Мезон космических лучей имеет энергию W=3 ГэВ. Энергия покоя мезона W0=100 МэВ. Какое расстояние ℓ в атмосфере сможет пройти мезон за время его жизни τ по лабораторным часам? Собственное время его жизни τ0=2 мкс.

23.11 Мезон космических лучей имеет кинетическую энергию W=7m0с2, где m0-масса покоя мезона. Во сколько раз собственное время жизни τ0 мезона меньше времени его жизни τ по лабораторным часам?

23.12 Позитрон и электрон соединяются, образуя два фотона. Найти энергию hν каждого из фотонов, считая, что начальная энергия частиц ничтожно мала. Какова длина волны λ этих фотонов?

23.13 Электрон и позитрон образуются фотоном с энергией hν=2,62 МэВ. Какова была в момент возникновения полная кинетическая энергия W1 + W2 позитрона и электрона?

23.14 Электрон и позитрон, образованные фотоном с энергией hν=5,7 МэВ, дают в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, траектории с радиусом кривизны R=3 см. Найти магнитную индукцию B поля.

23.15 Неподвижный нейтральный π-мезон, распадаясь, превращается в два фотона. Найти энергию hν каждого фотона. Масса покоя π-мезона m0(π)=264,2m0, где m0-масса покоя электрона.

23.16 Нейтрон и антинейтрон соединяются, образуя два фотона. Найти энергию hν каждого из фотонов, считая, что начальная энергия частиц ничтожно мала.

23.17 Неподвижный K0-мезон распадается на два заряженных π-мезона. Масса покоя K0-мезона m0(K0)=965m0, где m0-масса покоя электрона; масса каждого π-мезона m(π)=1,77 m0(π), где m0(π)-его масса покоя. Найти массу покоя m0(π) π-мезонов и их скорость v в момент образования.

23.18 Вывести формулу, связывающую магнитную индукцию B поля циклотрона и частоту v приложенной к дуантам разности потенциалов. Найти частоту приложенной к дуантам разности потенциалов для дейтонов, протонов и α-частиц. Магнитная индукция поля B=1,26 Тл.

23.19 Вывести формулу, связывающую энергию W вылетающих из циклотрона частиц и максимальный радиус кривизны R траектории частиц. Найти энергию W вылетающих из циклотрона дейтонов, протонов и α-частиц, если максимальный радиус кривизны R=48,3 см; частота приложенной к дуантам разности потенциалов ν=12 МГц.

23.20 Максимальный радиус кривизны траектории частиц в циклотроне R=35 см; частота приложенной к дуантам разности потенциалов ν=13,8 МГц. Найти магнитную индукцию B поля, необходимого для синхронной работы циклотрона, и максимальную энергию W вылетающих протонов.

23.21 Решить предыдущую задачу для: а) дейтонов, б) α-частиц. Максимальный радиус кривизны траектории частиц в циклотроне R=35 см; частота приложенной к дуантам разности потенциалов ν=13,8 МГц. Найти магнитную индукцию В поля, необходимого для синхронной работы циклотрона, и максимальную энергию W вылетающих: а) дейтонов, б) α-частиц.

23.22 Ионный ток в циклотроне при работе с α-частицами I=15 мкА. Во сколько раз такой циклотрон продуктивнее массы m=1 г радия?

23.23 Максимальный радиус кривизны траектории частиц в циклотроне R=50 см; магнитная индукция поля B=1 Тл. Какую постоянную разность потенциалов U должны пройти протоны, чтобы получить такое же ускорение, как в данном циклотроне?

23.24 Циклотрон дает дейтоны с энергией W=7 MэB. Магнитная индукция поля циклотрона B=1,5 Тл. Найти минимальный радиус кривизны R траектории дейтона.

23.25 Между дуантами циклотрона радиусом R=50 см приложена переменная разность потенциалов U=75 кВ с частотой ν=10 МГц. Найти магнитную индукцию B поля циклотрона, скорость v и энергию W вылетающих из циклотрона частиц. Какое число оборотов n делает заряженная частица до своего вылета из циклотрона? Задачу решить для дейтонов, протонов и α-частиц.

23.26 До какой энергии W можно ускорить α-частицы в циклотроне, если относительное увеличение массы частицы k=(m-m0)/m0 не должно превышать 5%?

23.27 Энергия дейтонов, ускоренных синхротроном, W=200 МэВ. Найти для этих дейтонов отношение m/m0 (где m-масса движущегося дейтона и m0-его масса покоя) и скорость v.

23.28 В фазотроне увеличение массы частицы при возрастании ее скорости компенсируется увеличением периода ускоряющего поля. Частота разности потенциалов, подаваемой на дуанты фазотрона, менялась для каждого ускоряющего цикла от ν0=25 МГц до ν=18,9 МГц. Найти магнитную индукцию B поля фазотрона и кинетическую энергию W вылетающих протонов.

23.29 Протоны ускоряются в фазотроне до энергии W=660 МэВ, α-частицы-до энергии W=840 МэВ. Для того чтобы скомпенсировать увеличение массы, изменялся период ускоряющего поля фазотрона. Во сколько раз необходимо было изменить период ускоряющего поля фазотрона (для каждого ускоряющего цикла) при работе: а) с протонами; б) с α-частицами?

online-tusa.com