37 Questions
Jaká je Planckova konstanta?
6,626 069·10^-34 J.s
Jaký je vztah mezi frekvencí a energií v kvantové fyzice?
T = hν nebo E = hν
Je v kvantové fyzice možné přesně předpovědět umístění elektronu v atomu vodíku v čase?
False
Kolik hodnot může nabýt projekce Jz momentu hybnosti do osy z souřadnicového systému při daném J?
2J + 1
Jaká energie je potřebná k tomu, aby se jádro rozdělilo na všechny nukleony, ze kterých se skládá?
vazbová energie jádra
Jaké jádro je stabilnější: 14N nebo 14C?
14C
Jaká je velikost nukleonové vazbové energie?
100 MeV
Podle vztahu Z = A / (1,98 + 0,015A^(2/3)) určete hodnotu Z pro A = 16.
Z = 8
Které oblasti fyzikálních věd o mikrosvětě úzce souvisejí s jadernou fyzikou? (Vyberte všechny správné možnosti)
Fyzika elektronového obalu
Ionizující záření vyvolává ionizaci při svém průchodu a interakci s látkou.
True
Jaký je charakteristický čas pro subjaderné částice?
Řád 10-24 s
Relativistická kinetická energie se získá odečtením energie klidové od ________________.
celkové energie
Přiřaďte následující jednotky s jejich odpovídajícími hodnotami:
1 eV = 1,602.10^-19 J 1 u = 1,66.10^-27 kg 1 fermi = 10^-15 m
Jakými komponentami by měla teorie procesu obsahovat?
Popis stavu zkoumaného fyzikálního systému, pohybové rovnice, vztah mezi veličinami a experimentálně určenými fyzikálními veličinami.
Jaký je rozdíl v popisu stavu částice v klasické mechanice a kvantové teorii?
V klasické mechanice je stav částice popsán souřadnicemi x, y, z a složkami hybnosti px, py, pz, zatímco v kvantové teorii je stav částice popsán vlnovou funkcí ψ(x, y, z).
Jaký tvar má Hamiltonova funkce pro pohyb v silovém poli?
H = (p^2)/(2m) + U(r)
Jakým základem je Schrödingerova rovnice v kvantové mechanice?
Popisuje časovou změnu vlnové funkce ψ(x, y, z, t), kde Hˆ je Hamiltonův operátor.
Jak je definován účinný průřez v mikrosvětě?
Je definován jako podíl pravděpodobnosti interakce pro jednu terčovou entitu a fluence prošlých částic.
Jaký je vztah mezi úhlovým účinným průřezem $\sigma_\Omega$ a diferenciálním účinným průřezem $\sigma_\Omega, E$?
Díky pravděpodobnosti interakce, můžeme uvažovat pravděpodobnost, že dojde k interakci a částice bude vyslána nebo rozptýlena do elementu prostorového úhlu dΩ – dostáváme úhlový účinný průřez σΩ.dσ = dσΩ / dΩ.
Co je nukleonové číslo A?
Nukleonové číslo A je dáno počtem nukleonů (protonů a neutronů) v jádře.
Jaký je vztah mezi elektrickým nábojem Z a protonovým číslem jádra?
Elektrický náboj se zachovává při všech typech interakcí uvažovaných v jaderné fyzice a je dán počtem protonů v jádře.
Jaký je vztah mezi neutronovým číslem N a nukleonovým číslem A?
Neutronové číslo N je dáno počtem neutronů v jádře a je určeno hodnotami A a Z.
Stabilní jádra podléhají samovolným přeměnám.
False
Co je základní rozdělení atomových jader?
Základní rozdělení atomových jader zahrnuje stabilní jádra, která zůstávají nezměněná, a nestabilní jádra, která podléhají samovolným přeměnám.
Jaký je vztah mezi účinným průřezem a poloměrem jádra?
σ = 2πR^2
Jaká je vlnová délka elektronu se vlnovou konstantou 1,24 * 10^-12 m při energii T = 100 MeV?
10^-14 m
Mionový atom má poloměr orbity řádově _____ m.
10^-12
Spin atomového jádra je dán mechanickým momentem hybnosti nukleonů.
True
Jaká je vazbová energie pro jádra 16O rozdělené na dvě jádra 16O?
16 MeV
Jaká je vazbová energie pro jádra 8 jader 4He?
48 MeV
Jaká je energie potřebná k oddělení jednoho nukleonu od jádra označeného jako X?
εn = 13,1 MeV, εp = 8,7 MeV
Co znamená průsečnice energetické plochy a svislé plochy, procházející vrcholem hřbetu?
Obsahuje informaci o vlastnostech asi 350 β-stabilních jader.
Jaká je podmínka pro stabilitu β-stabilních jader?
ε > 0, εn > 0, εp > 0
Jaderné síly kompenzují coulombovské odpuzování protonů v jádře.
True
Nukleonostabilní jádra mají εp > 0 na straně s převahou neutronů.
False
Jaký je vztah mezi velikostí energie Coulombovského odpuzování protonů a nábojovou nezávislostí jaderných sil?
Nábojová nezávislost jaderných sil je potvrzena, protože energie odpuzování protonů v jádře zůstává konstantní.
Pro těžká jádra je energeticky výhodný proces přeměny na dvě fragmenty o srovnatelné ________________.
hmotnosti
Study Notes
Here are the study notes in Czech:
Mikrosvět a jaderná fyzika
- Jaderná fyzika se zabývá studiem složení, vlastností a přeměn atomových jader
- Jaderná fyzika se nachází na pomezí mezi dvěma ostatními oblastmi fyzikálních věd o mikrosvětu: fyziky elektronového obalu (atomová fyzika) a fyziky subjaderných částic
- Radiční fyzika (fyzika ionizujícího záření) je částí fyziky mikrosvěta, která se zabývá ionizujícím zářením a jeho interakcí s látkou
- Elementární částice jsou základní stavební kameny hmoty, z nichž se skládají všechna ostatní skupenství hmoty
Fyzikální veličiny v makrosvětě a mikrosvětě
- Ve fyzice mikrosvěta se používaly jiné jednotky a měřítka než v makrosvětě
- Horní hranice vzdálenosti v mikrosvětě odpovídá rozměrům atomů (cca 10^-10 m)
- Dolní hranice energie jednotlivě mikročástic odpovídá vazbové energii elektronu v atomu (cca 10^-17 - 10^-18 J)
Škály energií a hmotností
- V jaderné fyzice se používaly téměř výhradně jednotky eV (elektronvolt) a její násobky (například keV, MeV)
- Důležitá konstanta v teorii relativity - rychlost světla ve vakuu (c = 299 792 458 m/s)
Základní myšlenky speciální teorie relativity
- V teorii relativity je důležité konstatování, že žádný objekt se nemůže pohybovat rychlostí větší než rychlost světla ve vakuu
- Relativistické efekty jsou malé, jestliže rychlosti všech fyzikálních objektů jsou malé ve srovnání s c
Kvantové vlastnosti částic
- Kvantová mechanika je myšlenkově vzdálenější od klasické mechaniky než relativistická mechanika
- Hlavní fyzikální konstanta v kvantové teorii - Planckova konstanta (h = 6,626 069 x 10^-34 J.s)
- Základní vlastnost kvantového světa - nerozdělitelné spojení mezi vlnami a částicemi
Zákon disperze pro nerelativistickou částici
- Vztah mezi energií a vlnovou délkou pro nerelativistickou částici: λ = πħ² / (2MT)### Základy kvantové mechaniky
- Kvantová mechanika je statistickou teorií, jejíž předpovědi mají statistický charakter
- Hvězdná vlastnost kvantového světa: hladinová struktura energetických spekter mikroobjektů (molekul, atomů, atomových jader, elementárních částic)
- Poloha energetických úrovní (energetické spektrum) je jednou z nejdůležitějších charakteristik každého kvantového objektu
Popis kvantového systému
- Kvantový systém se popisuje pomocí vlnové funkce (ψ(x, y, z))
- Stav systému je popsán šesti čísly (souřadnicemi x, y, z a složkami hybnosti px, py, pz) v klasické mechanice, zatímco v kvantové teorii je popsán třírozměrným kontinuem čísel
- Vlnová funkce popisuje pravděpodobnost výskytu částice v daném bodě prostoru
Schrödingerova rovnice
- Schrödingerova rovnice popisuje časovou změnu vlnové funkce: iħ(∂ψ/∂t) = Hψ
- H je Hamiltonův operátor, ψ je vlnová funkce, i je imaginární jednotka, ħ je redukovaná Planckova konstanta
Operátory a jejich využití
- Každé fyzikální veličině přísluší lineární operátor, působící na vlnovou funkci
- Operátor souřadnice x je roven této souřadnici, tj. násobí vlnovou funkci hodnotou x
- Operátor x-ové složky hybnosti diferencuje funkci ψ podle x a násobí ji -iħ
- Vyčíslení střední hodnoty Ā fyzikální veličiny A ve stavu ψ: Ā = ∫ψ*AψdV
Kvantový popis chování částice
- Lze určit jak stav v libovolném časovém okamžiku, tak i střední hodnoty fyzikálně měřitelných veličin
- Střední hodnota Ā fyzikální veličiny A ve stavu ψ je rovna pravděpodobnosti, že se částice nachází v daném bodě prostoru
Měření v mikrosvětě
- Měření v mikrosvětě jsou nepřímá, protože člověk je makroskopickou bytostí s omezenou rozlišovací schopností
- Člověk používá elektromagnetické vlny, aby studoval malé objektu, ale krátké vlny se chovají jako korpuskuly a mohou rozbíjet studované objekty
- Účinný průřez je mírou pravděpodobnosti, že dojde k interakci mezi částicí a jádrem A
Účinný průřez
- Účinný průřez je definován jako podíl pravděpodobnosti interakce pro jednu terčovou jednotku a fluence prošlých částic
- Účinný průřez se vztahuje k danému typu procesu (záchyt částice a jádrem A, rozptyl, štěpení atd.)
- Totální účinný průřez je součtem účinných průřezů všech procesů
Makroskopický účinný průřez
- Makroskopický účinný průřez je definován jako podíl součtu účinných průřezů reakce nebo procesu u všech atomů v daném objemu a tohoto objemu
- Celkový (totální) makroskopický účinný průřez je definován jako podíl součtu všech celkových účinných průřezů všech procesů a všech atomů v daném objemu a tohoto objemuHere are the study notes in Czech:
Atomové jádro
- Jádro může být v různých energetických stavech: základní stav (nejnižší energie) a excitované stavy (vyšší energie)
- Excitované stavy jsou nestacionární (nestabilní)
Nukleonové číslo A a protonové číslo Z
- Nukleonové číslo A: počet nukleonů (protonů a neutronů) v jádře
- Protonové číslo Z: počet protonů v jádře, určuje chemické vlastnosti prvku
Vlastnosti jader
- Jádra se stejným A a různým Z: izobary
- Jádra se stejným Z a různým A: izotopy
- Jádra se stejným N a různým Z: izotony
- Jádra se stejným Z a A, ale v různém energetickém stavu: izomery
- Jádra, pro něž Z1 = N2 a Z2 = N1: zrcadlová jádra
Hmotnost jader a atomů
- Hmotnost jádra M závisí na tom, zda je jádro excitováno
- Klidová energie závisí na vnitřní energii pohybu nukleonů (E = Mc2)
- Přebytek energie, srovnáme-li klidovou energii excitovaného stavu s klidovou energií základního stavu – excitační energie jádra W
Metody určení hmotnosti jader
- Hmotnostní spektroskopie
- Z energetické bilance jaderných reakcí
- Z energetické bilance přeměny α
- Z energetické bilance přeměny β
- Mikrovlnná radiospektroskopie
Hmotnost protonu a neutronu
- Hmotnost protonu: mp ≈ 1,007276 u = 938,26 MeV/c2 = 1836,1 me
- Hmotnost neutronu: mn ≈ 1,0086652 ± 0,0000001 u = 939,55 MeV/c2 = 1838,6 me
Vazbová energie jader
- Veličina ΔW: vazbová energie jádra vůči všem nukleonům
- Nukleonová vazbová energie ε = ΔW/A
- Energetická plocha: závislost vazbové energie na počtu nukleonů A a protonovém čísle Z
Zobrazit základní poznatky o mikrosvětě, včetně jaderné fyziky, fyziky elektronového obalu a fyziky subjaderných částic.
Make Your Own Quizzes and Flashcards
Convert your notes into interactive study material.
Get started for free
