ПРОГРАММА
курса "Физика атомного ядра и частиц", начиная с 2012\2013 уч.года
I. Введение.
1. Предмет и краткая история развития ядерной физики (ЯФ).
Первые явления из области ЯФ, обнаруженные Беккерелем. Опыты Резерфорда.
Первоначальная модель ядра. Обнаружение нейтрона. Современные представления о структуре ядра. Единицы измерения массы, энергии и длины в ЯФ.
2. Масштабы физических величин в ЯФ. Ускорительная техника.
Классификация явлений: по скоростям (энергиям), линейным масштабам; по взаимо-
действиям. Классификационные константы. Атомный и ядерный уровни значения
величин. Особенности физических явлений в микромире. Ускорительная техника, используемая для изучения ядер.
II. СВОЙСТВА СТАБИЛЬНЫХ ЯДЕР.
Определение (понятие о) стабильных ядер.
3. Основные характеристики протона и нейтрона.
Электрический и барионный заряды; масса, единицы измерения массы; спин; дипольные
моменты (электрический, магнитный); статистика, четность, взаимные превращения; нуклоны, понятие изоспина нуклонов.
4. Состав ядер.
Массовое число; электрический заряд ядра; изотопы, изобары, изотоны; зеркальные ядра.
Четно-четные, четно-нечетные, нечетно-нечетные ядра и их характеристики.Сколько тех и других? Протонно- нейтронная диаграмма атомных ядер, дорожка стабильности. Эмпирические факты и закономерности в отношении величин А и Z ядер. Магические и дважды магические ядра и их свойства. Сколько дважды магов?
5. Масса и энергия связи ядра.
Единицы измерения массы ядер и методы ее определения. Свойство массы ядра; дефект
массы, упаковочный коэффициент ядра. Определение энергии связи ядра и ее свойства. Интерпретация протонно-нейтронной диаграммы распространенности АЯ в рамках понятия энергии связи. Энергия отделения нуклонов, отдельных фрагментов ядер. Удельная энергия связи ядер и ее свойства. Полуэмпирическая формула Вайцзеккера для полной энергии и энергии связи ядер; интерпретация ее слагаемых.
6. Спин, статистика, четность атомных ядер.
Понятие о спине ядер (как он определяется?). Эмпирические закономерности относитель-
но спинов ядер. Понятие о симметрии состояний системы тождественных частиц. Статистика
Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака; фермионы, бозоны. Обобщенный принцип Паули для
ядер. Понятие четности в классической и квантовой физике; связь ее с оператором инверсии
координат. Внутренняя и полная четность частицы ( в частности нуклона). Четность системы
частиц. О законе сохранения четности (в частности в ЯФ). Эмпирические закономерности
относительно четности атомных ядер. Четность системы двух бесспиновых частиц.
7. Форма, размеры и структура атомных ядер (ая).
Оценки ядерных размеров; форма ядер. Методы определения радиуса ядер. Понятие электрического, нуклонного радиусов и радиуса эффективного потенциала ядерного взаимодействия. Связь радиуса с массовым числом; различные значения параметра r0 . Радиальная плотность ядерной материи; связь ее с форм-фактором (смысл последнего). Какая информация извлекается по извлеченным из опыта форм-факторам? Среднеквадратичный и эквивалентный радиусы ядра. Однородная модель Ферми и модель Гаусса для ядерной плотности. Понятие о половинном радиусе (радиусе половинной плотности) ядра. Понятие о толщине поверхностного слоя АЯ. Структура нуклонов: каким законом описывается распределение электрического заряда и магнитного момента в нуклонах?