Aktualizováno: pondělí 2. září 2019 Zveřejněno: pondělí 7. červenec 2014 Napsal Radka Sochorová

02SF2 - Subatomová fyzika 2

Základní informace

Termín konání  
Web cvičení physics.fjfi.cvut.cz
Přednášející RNDr. Petr Chaloupka, PhD. (Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.)
Cvičící Ing. Radka Sochorová (Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.)
Požadavky splnění všech domácích úkolů v řádném termínu
  nadpoloviční počet bodů ze zápočtové písemky
  docházka - maximálně 2 neomluvené absence
  vypracování a předvedení prezentací na zadané téma
Zdroje [1] Kenneth Krane - Introductory Nuclear Physics,Wiley 1987
  [2] W.S.C.Williams - Nuclear and Particle Physics, Clarendon Press,Oxford 1991
  [3] J.S.Lilley - Nuclear Physics: Principles and Applications
  [4] P.E.Hodgson,E.Gadioli,E.Gadioli-Erba - Introductory Nuclear Physics,Univ.PressOxford 1997
  [5] D. Nosek, Jádra a částice (řešené příklady), Matfyzpress, Praha, 2005.
  [6] Y.-K. Lim (Ed.), Problems and Solutions on Atomic, Nuclear and Particle Physics, World Scientific, Singapore, 2000.
  [7] Z. Janout, J. Kubašta, S. Pospíšil, Úlohy jaderné a subjaderné fyziky, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998.

 

Syllabus přednášek a cvičení

1. Určení poloměru atomového jádra. Formfaktor a rozložení hustoty elektrického náboje v jádře.
2. Struktura atomových jader. Hmotnost atomového jádra. Vazbové energie atomového jádra. Weizsäckerova formule. Zrcadlová jádra. Hyperjádra. Metody uvolňování energie z hmoty.
3. Orbitální impulsmoment. Spin. Skládání impulsmomentů. Magnetický dipólový moment. Hyperjemná struktura. Elektrický kvadrupólový moment. Experimentální metody určení spinu a magnetického dipólového momentu.
4. Modely atomových jader. Coulombická a odstředivá (centrifugální) bariéra. Energetické hladiny jádra. Stabilita vůči rozpadu beta.
5. Radioaktivita. Rozpadový zákon. Střední doba a poločas života radionuklidu. Postupný rozpad. Radioaktivní rovnováha. Radioaktivní řady. Určování stáří radionuklidovou metodou. Výroba radioizotopů.
6. Typy radioaktivních přeměn. Izomerní jádra. Kinematika rozpadů. Energetické podmínky a výběrová pravidla rozpadů. Geigerovo-Nuttalovo pravidlo. Mössbauerův jev. Statistika náhodných jevů.
7. Jaderné reakce. Kinematika. Diagram hybností. Důležité typy jaderných reakcí.
 
 

Približný plán cvičení

Zadání příkladů pro cvičení je ZDE. Na každém cvičení předvedou studenti řešení příkladů ostatním dle rozdělení příkladů - na každém cvičení bude spočítáno 8 příkladů. Nemůžete-li se cvičení zúčastnit, buď nechte předvést příklad jiným studentem nebo pošlete cvičícímu (nejpozději v den cvičení) a příklad bude vyvěšen v rozdělení příkladů.

1. cvičení

Příklady - Rozměry jader a nukleonů, složení jádra (Kapitola 1.1)
2. cvičení Příklady - Rozměry jader a nukleonů, složení jádra (Kapitola 1.1)
Příklady - Hmotnost a energie jader (Kapitola 1.2)

3. cvičení

Příklady - Hmotnost a energie jader (Kapitola 1.2)
Příklady - Spin jádra (Kapitola 1.3)
4. cvičení Příklady - Elektrické momenty (Kapitola 1.4)
Příklady - Magnetické vlastnosti jader (Kapitola 1.5)
5. cvičení Příklady - Kapkový model (Kapitola 2.1)
6. cvičení Příklady - Model Fermi-Diracova plynu (Kapitola 2.2)
Příklady - Slupkový model (Kapitola 2.2)
7. cvičení Příklady - Radioaktivita (Kapitola 3.1)
8. cvičení Příklady - Radioaktivita (Kapitola 3.1)
9. cvičení Příklady - α rozpad (Kapitola 3.2)
Příklady - β rozpad (Kapitola 3.3)
10. cvičení Příklady - γ rozpad (Kapitola 3.4)
Příklady - Jaderné reakce - kinematika (Kapitola 4.1)
11. cvičení Příklady - Jaderné reakce - kinematika (Kapitola 4.2)
12. cvičení Příklady - Přímé reakce (Kapitola 4.2)
Příklady - Reakce přes složené jádro (Kapitola 4.3)
zápočtový týden

Na semináři s ostatními studenty předvedete princip fungování Vámi vybraného experimentu nebo aplikace jaderné fyziky. Předpokládá se prezentace v délce cca 10-15minut, v které shrnete detaily a popis experimentu nebo přístroje, příslušné výpočty a výsledné grafy. Součástí Vaší prezentace budou i dotazy přihlížejících; promyslete si proto pořádně celý princip! Seznam možných experimentů a aplikací jaderné fyziky je zde - prezentace. Výběr nahlašte cvičícímu co nejdříve, vybírá se systémem Kdo dřív přijde..

 

Zápočet

Pro nárok na zápočet si musí student připravit všechny naplánované příklady dle průběžně aktualizovaného rozdělení příkladů. Student se musí aktivně účastnit cvičení a chodit počítat k tabuli. Dále musí student předvést prezentaci dle vybraného tématu. Dále musí napsat zápočtovou písemku na nadpoloviční počet bodů. Příklady v písemce jsou vybírány z příkladů řešených na hodině. Student, který neodevzdal příklady, nemůže jít na zápočtovou písemku. Každý student může přijít na dva libovolné termíny zápočtové písemky. 

Povolené jsou dvě neomluvené absence. V případě, že se účastníte nějaké konference, stáže, školy, napište mi email (taková absence bude omluvena).

 
Předpokládané termíny zápočtových písemek
- první termín  17.5. 2019 od 9:30 hod 
- druhý termín  23.5. 2019 od 9:30 hod
- opravný termín 3.6. 2019 + zbylé prezentace + udělování zápočtů - od 14:00 hod v B114
- 2. opravný termín 17.9. 2019 v B13a od 10:00 hod
 

Výsledky zápočtových písemek a nárok na zápočet

 

Užitečné odkazy

1.
a) Důležité konstanty (výňatek z PDG 2008)
b) Téměř všechny důležité konstanty (NIST 2008)
c) Základní vlatnosti interakcí a zákony zachování: 1, 2
2. Particle Data Group, LBNL
3. National Nuclear Data Center, LBNL- největší archiv vlastností radioaktivních jader a jejich rozpadů
4. Tabulka vlastností jader jednotlivých nuklidů- relativní atomové hmotnosti všech známých jader
5. Nuclear Wallet Cards - Tabulka vlastností jader v kompaktní formě