М. А. МИХАЙЛОВ
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА И ФИЗИКА
ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
В 2-х частях
Учебное пособие
Часть первая
Физика атомного ядра
Москва – 2011
УДК 539. 1
ББК 22. 38
М69
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, доцент кафедры общей
и экспериментальной физики Московского педагогического
государственного университета И. А. Васильева;
кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой
физики и высшей математики Московского государственного
университета технологии и управления В. Ф. Дмитриев. М69 Михайлов М. А. Ядерная физика и физика элементарных час-
тиц: Учебное пособие: В 2-х ч. – Ч. 1. – М. : МПГУ, 2011. – 94 с. В пособии рассмотрены основные понятия и законы
физики атомного ядра и элементарных частиц. В первой
части изложен ряд общих вопросов, а также вопросы, каса-
ющиеся строения и свойств атомного ядра, радиоактивных
распадов и ядерных реакций. Во второй части рассматрива-
ются вопросы взаимопревращений элементарных частиц,
подробно излагается теория сильного и слабого взаимо-
действий, дается понятие о современных единых теориях
фундаментальных взаимодействий. Пособие предназначе-
но для преподавателей физики, для студентов физических
специальностей педагогических вузов. ISBN 978–5–4263–0048–4
© М. А. Михайлов, 2011
© МПГУ, 2011
© Оформление. Издательство «Прометей», 2011
Содержание
1. ВВЕДЕНИЕ В ЯДЕРНУЮ ФИЗИКУ
И ФИЗИКУ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1. 1. Фундаментальные взаимодействия... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1. 2. Классификация элементарных частиц... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7
2. СТАБИЛЬНЫЕ ЯДРА И ИХ ОСНОВНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 10
2. 1. Состав ядра... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 10
2. 2. Энергия связи ядра... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11
2. 3. Ядерные силы и их свойства... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
2. 4. Изотопический спин... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
2. 5. Радиус ядра... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 14
2. 6. Спин ядра... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 15
2. 7. Четность... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2. 8. Электромагнитные моменты ядер... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
3. ЯДЕРНЫЕ МОДЕЛИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 20
3. 1. Классификация ядерных моделей... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
3. 2. Капельная модель ядра... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
3. 3. Формула Вейцзеккера для энергии
связи ядра... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 23
3. 4.