【正文】 。輕子數(shù)，左側(cè)是0，右側(cè)是1，不相等。因此，這個(gè)過(guò)程實(shí)際不能實(shí)現(xiàn)。奇異粒子的產(chǎn)生和衰變服從如下的選擇定則：本例中，左側(cè)奇異數(shù)是2，右側(cè)奇異數(shù)是0。在這個(gè)衰變式中，因此是不能實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。但是，的奇異數(shù)，右側(cè)奇異數(shù)是0，奇異數(shù)的改變。 試討論下列三式：討論：（1）的質(zhì)量比與的質(zhì)量之和大的多。把層子的量子數(shù)（同位旋除外）變號(hào)就得相應(yīng)的反層子的量子數(shù)。把重子中的各個(gè)層子換成相應(yīng)的反層子，則重子就成了相應(yīng)的反重子。為了解決類(lèi)似的矛盾，提出了層子有“顏色”自由度，每個(gè)層子皆有自己的“色荷”。因此，一定是三個(gè)層子構(gòu)成。因此，題中給出的重子的層子成分可開(kāi)列如下：都是由構(gòu)成，但它們是的不同組合.層子是費(fèi)米子，自旋是。這樣，可以確認(rèn)質(zhì)子是由兩個(gè)層子和一個(gè)層子構(gòu)成的。例如，質(zhì)子和介子，它們的性質(zhì)可列成下面的表。三個(gè)層子的性質(zhì)如下表所示。層子是奇異層子。 對(duì)重子，從它的有關(guān)量子數(shù)來(lái)考慮，試認(rèn)出是那三個(gè)層子構(gòu)成的。因此，上列反應(yīng)不可能實(shí)現(xiàn)。（6）反應(yīng)前奇異數(shù)是0，反應(yīng)后是+2，奇異數(shù)不守恒。質(zhì)子和反質(zhì)子，通常在強(qiáng)作用下湮滅后轉(zhuǎn)變成若干個(gè)介子。的同位旋相同。的重子數(shù)是+1，的重子數(shù)是奇異數(shù)是1。因此，這種過(guò)程實(shí)際上是不存在的。這個(gè)作用沒(méi)有輕子參加。（4）左側(cè)奇異數(shù)是0，右側(cè)奇異數(shù)是2。但左側(cè)電輕子數(shù)是0，右側(cè)電輕子數(shù)是+2，電輕子數(shù)不守恒。這種衰變方式不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槿N基本相互作用都要求輕子數(shù)守恒。因此，所列衰變實(shí)際上是不存在的。解：（1）左側(cè)重子數(shù)是+1，右側(cè)重子數(shù)是0，衰變前后重子數(shù)不相等。解：介子的動(dòng)能介子的靜能介子的總能量實(shí)驗(yàn)室系中介子的動(dòng)量是質(zhì)子的靜能 共振粒子的總能量等于介子總能量和質(zhì)子靜能之和：碰撞前質(zhì)子靜止。這種力就是核力。注意到則如果把R視作兩質(zhì)子間的距離,則它們間的重力吸引力f可估算如下:由上面的結(jié)果看出，重力吸引力遠(yuǎn)不能抵消庫(kù)侖斥力。解：原子核中兩個(gè)質(zhì)子間的靜電斥力勢(shì)能近似為，R是原子核半徑，是電子電荷絕對(duì)值?？梢钥闯鲋亓ξh(yuǎn)不足以抵抗靜電推斥力。1克氘包含N粒，則所以1克氘放出的能量約等于：與它相當(dāng)?shù)拿海?包圍等離子體的磁通量密度B是，算出被圍等離子體的壓強(qiáng)。 計(jì)算按照（）式中前四式的核聚變過(guò)程用去1克氘所放出的能量約等于多少煤在空氣中燃燒所放出的熱能（煤的燃燒熱同上題）。所以一個(gè)裂為兩個(gè)質(zhì)量相等的原子核并達(dá)到穩(wěn)定態(tài)時(shí)，總共放出的能量大約是：而焦耳，所以：。解：裂變過(guò)程是被打擊的原子核先吸收中子形成復(fù)核，然后裂開(kāi)。根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：矢量合成的三角形為一個(gè)等腰三角形,二底角皆為.又因?yàn)?因而有已知反應(yīng)能,由能量守恒定律得:其中由此可得: .核飛出方向與沿入射質(zhì)子的方向之間的夾角為:由于所以得:(質(zhì)量之比改為質(zhì)量數(shù)之比)由此可知,。若二質(zhì)子間的距離為R，它們之間的庫(kù)侖力為，則有，由此得：采用SI制,則: 所以:. :.解:核反應(yīng)方程式如下:反應(yīng)能是,大于零,是放能反應(yīng). 在第六題的核反應(yīng)中，如果以1MeV的質(zhì)子打擊，問(wèn)在垂直于質(zhì)子束的方向觀測(cè)到的能量有多大？解：根據(jù)在核反應(yīng)中的總質(zhì)量和聯(lián)系的總能量守恒，動(dòng)量守恒，可知，反應(yīng)所產(chǎn)生的兩個(gè)相同的核應(yīng)沿入射質(zhì)子的方向?qū)ΨQ(chēng)飛開(kāi)。（質(zhì)子間的距離用米）解：庫(kù)侖力是長(zhǎng)程力，核力的一個(gè)質(zhì)子與其它所有的質(zhì)子都要發(fā)生作用，所以在Z個(gè)質(zhì)子間的庫(kù)侖排斥勢(shì)能將正比于Z(Z1)，當(dāng)Z1時(shí)，則正比于。古生物剛死時(shí)的含量與的含量之比與空氣二者之比相等, 所以:因此得: 核力在原子核大小的距離內(nèi)有很強(qiáng)的吸引力，它克服了質(zhì)子間的（元素氫除外，那里只有一粒質(zhì)子）庫(kù)侖推斥力的作用而使原子核結(jié)合著，足見(jiàn)在原子核中核力的作用超過(guò)質(zhì)子間的庫(kù)侖推斥力作用；從質(zhì)子間推斥力的大小可以忽略地了解到核力大小的低限?，F(xiàn)在古生物遺骸中的含量為。由上兩式可得：而，第十章 原子核 ，算出中每個(gè)核子的平均結(jié)合能（1原子量單位=）.解：原子核的結(jié)合能為：核子的平均結(jié)合能為： 從下列各粒子的質(zhì)量數(shù)據(jù)中選用需要的數(shù)值，算出中每個(gè)核子的平均結(jié)合能：解： ,試計(jì)算出的半衰期為年.解:根據(jù)放射性衰變規(guī)律:如果在短時(shí)間內(nèi)有個(gè)核衰變,則衰變率必定與當(dāng)時(shí)存在的總原子核數(shù)目成正比,即:此式可寫(xiě)成: ……（1）其中將各已知量代入（1）式，得：……（2）因?yàn)榈陌胨テ跒槟?，所以可視為很小，因此可以將展成?jí)數(shù)，取前兩項(xiàng)即有：這樣（2）式變?yōu)椋河纱说茫核? 的半衰期為年. 在考古工作中,是空氣中和存量之比,是推導(dǎo)出下列公式:式中T為的半衰期.推證:設(shè)古生物中的含量為。 光在HF分子上組合散射使某譜線產(chǎn)生波長(zhǎng)為兩條伴線。因而，隨溫度升高，波長(zhǎng)短的伴線的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。是對(duì)應(yīng)的權(quán)重。因而波長(zhǎng)短的伴線比波長(zhǎng)長(zhǎng)的伴線的強(qiáng)度弱的多。因此，分子在純轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的受激輻射比受激吸收要弱得多。因此，也就是；對(duì)于相應(yīng)能級(jí)，而；所以兩相鄰能級(jí)間躍遷時(shí)發(fā)射光的頻率為： 怎樣解釋分子的組合散射有下列兩個(gè)特點(diǎn)：（1） 波長(zhǎng)短的伴線比波長(zhǎng)長(zhǎng)的伴線的強(qiáng)度弱；（2） 隨散射體溫度的升高，波長(zhǎng)短的伴線強(qiáng)度明顯增強(qiáng)而波長(zhǎng)長(zhǎng)的伴線的強(qiáng)度幾乎不變。證明：在同一電子態(tài)中，有振動(dòng)能級(jí)的躍遷時(shí)發(fā)光頻率由下式?jīng)Q定：波數(shù)為: 式中。解: 試證明雙原子分子相鄰振動(dòng)能量之間躍遷時(shí)發(fā)射光的頻率與兩核間固有振動(dòng)頻率一致。R分支的譜線波數(shù)近似地由下述公式?jīng)Q定：P分支的譜線波數(shù)近似地由下述公式?jīng)Q定：因此有:(Ⅰ)(1)(2) 式,得:(Ⅱ) (3)(4) 式,得:，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為: 由(Ⅰ)、 (Ⅱ)，得基線波數(shù)為： Cl原子的兩同位素分別與H化合成兩種分子。上述兩譜線之間有一空位，此空位即是只有振動(dòng)躍遷是的基線波數(shù)。解：由譜線的波數(shù)之差可見(jiàn)：除之外，其他相鄰譜線之差近乎相等。 。 解：遠(yuǎn)紅外光譜是由分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，譜線間隔都等于2B。第九章 分子結(jié)構(gòu)和光譜 分子的遠(yuǎn)紅外吸收光譜是一些等間隔的光譜線。根據(jù)第七章習(xí)題8的證明，它們應(yīng)有相同的譜項(xiàng)，因而具有相仿的結(jié)構(gòu)。X光標(biāo)志譜之所以與堿金屬原子光譜具有相仿的結(jié)構(gòu)，在于滿殼層缺少一個(gè)電子形成的原子態(tài)同具有一個(gè)價(jià)電子的原子態(tài)相同。同理，系與堿金屬第一輔線系有相仿結(jié)構(gòu)。系對(duì)應(yīng)于堿金屬第二輔線系的躍遷。系是由諸的能級(jí)躍遷到2P能級(jí)上產(chǎn)生的，而是單層的，是雙層的。對(duì)應(yīng)的堿金屬主線系也是諸能級(jí)向較低的能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，而、能級(jí)結(jié)構(gòu)與X能級(jí)相仿。能級(jí)是單層的，能級(jí)是雙層的且間隔隨的增大而逐漸減小。它可分成三個(gè)小系。證明：我們以X光譜L系與堿金屬光譜進(jìn)行比較。Ｏ系是九重的。此五組量子數(shù)分別對(duì)應(yīng)五個(gè)光譜項(xiàng)值，所以M系帶有五個(gè)吸收限，即是五重的。此三組量子數(shù)分別對(duì)應(yīng)有三種譜項(xiàng)值，所以，L系有三個(gè)吸收限，即是三重的。對(duì)于K殼層,只有一個(gè)值，只有一個(gè)光譜項(xiàng)，所以K系帶的邊緣是簡(jiǎn)單的。對(duì)應(yīng)于X射線能級(jí)的譜項(xiàng)公式是：式中對(duì)不同的和不同的都不同，K=J+1/2。吸收譜的K、L、M、……系是高能X光子分別將n=1,2,3……殼層的電子電離而產(chǎn)生的。問(wèn)要選用的Al板或Cu板應(yīng)多厚？解：，因?yàn)閄光子能量較低，通過(guò)物質(zhì)時(shí)，主要是電離吸收，故可只考慮吸收而略掉散射。 已知Al和Cu對(duì)于的X光的質(zhì)量吸收系數(shù)分別是，Al和Cu的密度分別是和。因此電子伏特要使鋁產(chǎn)生標(biāo)志譜K系，則必須使鋁的1S電子吸收足夠的能量被電離而產(chǎn)生空位，因此轟擊電子的能量必須大于或等于K吸收限能量。 鋁（Al）被高速電子束轟擊而產(chǎn)生的連續(xù)X光譜的短波限為5。試求NaCl晶體常數(shù)。算出入射X光的波長(zhǎng)。而光程差為：根據(jù)出現(xiàn)極大值的條件，應(yīng)有當(dāng)和都很小時(shí)，有由此，上式化為：即 一束X光射向每毫米刻有100條紋的反射光柵，其掠射角為20＇。當(dāng)和都很小時(shí)公式簡(jiǎn)化為。當(dāng)掠射角為而出現(xiàn)n級(jí)極大值出射光線偏離入射光線為，是偏離級(jí)極大出射線的角度。解：電子的全部能量轉(zhuǎn)換為光子的能量時(shí)，X光子的波長(zhǎng)最短。解：Ne原子有10個(gè)電子，其電子組態(tài)為：；Mg原子有12個(gè)電子，其電子組態(tài)為：Ne的殼層+；P原子有15個(gè)電子，其電子組態(tài)為：Ne的殼層+；Ar原子有18個(gè)電子，其電子組態(tài)為：Ne的殼層+。從鈧Z=21開(kāi)始，譜項(xiàng)低于普項(xiàng)，也就是能級(jí)低于能級(jí)，所以，從鈧Z=21開(kāi)始填次殼層。因此相同的最大電子數(shù)是： 從實(shí)驗(yàn)得到的等電子體系KⅠ、CaⅡ……等的莫塞萊圖解，怎樣知道從鉀Z=19開(kāi)始不填次殼層，又從鈧Z=21開(kāi)始填次殼層？解：由圖7—1所示的莫塞萊圖可見(jiàn)，相交于Z=20與21之間。（2）相同時(shí)，還可以取兩個(gè)值，而每一個(gè)還可取兩個(gè)值，所以相同的最大電子數(shù)為個(gè)。 原子中能夠有下列量子數(shù)相同的最大電子數(shù)是多少？。因此。試計(jì)算3S、3P、3D項(xiàng)的分別為何值？并說(shuō)明的物理意義。 原子的S、P、D項(xiàng)的量子修正值。對(duì)于一個(gè)給定的可以取個(gè)值；對(duì)每個(gè)給定的的取值是，共2個(gè)值；因此，對(duì)每一個(gè)次殼層,最多可以容納個(gè)電子。3d此殼層上的電子，其主量子數(shù)和角量子數(shù)都相同。 原子的3d次殼層按泡利原理一共可以填多少電子？為什么？答：電子的狀態(tài)可用四