Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
27700. Показать, что без введения квантового числа "цвет", принимающего три значения, кварковая структура d++, d-, W- противоречит принципу Паули.
27701. Проверить выполнение законов сохранения и построить кварковые диаграммы реакций, происходящих в результате сильного взаимодействия: 1) п- + р -- > Л + К0; 2) р + p -- > W- + W-; 3) п+ + n -- > E- + K+ + К+.
27702. Нарисовать основные диаграммы Фейнмана для следующих процессов: 1) рассеяние электрона на электроне; 2) эффект Комптона; 3) электрон-позитронная аннигиляция; 4) фотоэффект в кулоновском поле ядра; 5) образование электрон-позитронной пары в кулоновском поле ядра. Какие виртуальные частицы участвуют в этих процессах?
27703. Оценить отношение сечений двух- и трехфотонной аннигиляции электрон-позитронной пары.
27704. Какие из приведенных ниже слабых распадов адронов запрещены, а какие разрешены? 1) К0 -- > п- + е+ + ve; 2) E- -- > n + е- + ve; 3) E0 -- > E- + е+ + ve.
27705. Нарисовать кварковые диаграммы распадов 1) п0 -- > 2y, 2) п0 -- > е+ + e-, 3) о0 (77C) -- > е+ + е-, 4) h,(958) -- > 3п0. Какие взаимодействия ответственны за эти распады?
27706. Какие из перечисленных ниже четырех способов распада К+ -мезона возможны? Для разрешенных нарисовать диаграммы, для запрещенных указать причину запрета. 1) К+ -- > п0 + е+ + е-; 2) K+ -- > e+ + ve; 3) К+ -- > п0 + e+ + ve; 4) К+ -- > п+ + п0;
27707. Диаграммы показывают два варианта взаимодействия красного и зеленого кварков. Определить, за счет какого взаимодействия произошла реакция в каждом случае и что было виртуальной частицей.
27708. Показать, что пространственная четность позитрония (е+ е-) равна (-1)^L+1, где L - относительный орбитальный момент е+ и е-.
27709. Какие значения может иметь относительный орбитальный момент двух п0 -мезонов, образующихся в реакции рр -- > 2п0, если относительный орбитальный момент рр равен L?
27710. Как доказать несохранение четности в распаде п+ -- > ц+ + v?
27711. Возможен ли распад п0 -- > ve + vе для нейтрино с нулевой массой?
27712. Почему распад п+ -- > е+ + ve сильно (в 104 раз) подавлен по сравнению с распадом п+ -- > ц+ + vц хотя энерговыделение в распаде п+ -- > е+ + ve во много раз больше, чем в распаде п+ -- > ц+ + vц?
27713. Показать, что зарядовые четности мезонов hc(1S) и Jiф(1S) равны соответственно +1 и -1.
27714. Как меняются при операции обращения времени следующие величины: импульс, момент количества движения, энергия, векторный и скалярный потенциалы, напряженность электрического и магнитного поля?
27715. Показать, что спиральность частицы h инвариантна по отношению к обращению времени.
27716. п+ -мезон распадается в состоянии покоя. Нарисовать импульсы и спины частиц, образующихся в результате распада п+ -мезона п+ -- > ц+ + vц. Совершить С-, Р-, CP-, Т- и СРТ-преобразования этого распада.
27717. Исходя из экспериментального значения угла Вайнберга sin2 еw = 0,226 ± 0,005 оценить величину слабого заряда gw и сравнить ее с величиной электрического заряда е.
27718. Возможен ли опыт по визуальному наблюдению промежуточных бозонов W±, например, в пузырьковой, искровой, дрейфовой камере, ядерных фотоэмульсиях или другом трековом приборе?
27719. Определить длину L и время t пробега реакторного нейтрино в воде, воспользовавшись данными эксперимента Райнеса и Коуэна (1956 - 1959 г.г.), получившими для сечения взаимодействия антинейтрино с веществом s ~ 10-43 см2.
27720. Нарисовать простейшие диаграммы Фейнмана взаимодействия реакторного антинейтрино с веществом.
27721. Из характеристик переносчиков слабого взаимодействия W± и Z бозонов определить радиус слабых сил.
27722. Протон, поглощая фотон, переходит в d+. Определить тип, мультипольность и энергию фотона.
27723. Какая энергия нужна для "переворота" кварка в нуклоне?
27724. Определить магнитные моменты u и d-кварков в ядерных магнетонах, считая, что их масса равна 1/3 массы нуклона.
27725. Могут ли топ-кварк (t) и его антикварк (t) образовать связанную систему tt - топоний, аналогичную чармонию (сс) и ботомонию (bb)?
27726. Показать, что для частиц октета легчайших барионов с JP = 1/2+ выполняется следующее правило: у кварков одинакового аромата спины параллельны.
27727. Показать, что в супермультиплете легчайших барионов 1/2+ не может быть частиц, состоящих из кварков одинакового аромата uuu,ddd,sss.
27728.Как направлены спины кварков вL и E0?
27729. E0 -гиперон распадается следующим образом: E0 -- > Л + y. Как меняются кварковые состояния при этом распаде? Определить тип и мультипольность испущенного фотона. Как направлен спин Л, если спин E0 направлен вверх?
27730. Показать, что кварк, испустив глюон, не может перейти в антикварк.
27731. Что можно сказать об электрическом квадрупольном моменте протона, нейтрона и других адронов?
27732. Одна из следующих двух диаграмм, описывающих распад Л -- > n + п0 неправильна. Какая?
27733. Возможно ли рассеяние нейтрино на электроне с участием 1) нейтрального слабого тока; 2) заряженного слабого тока? Положительный ответ сопроводить диаграммой процесса
27734. Барионы E- и d- имеют близкие массы (соответственно 1197 и 1232 МэВ/с2) и распадаются одинаково: E- -- > n + п-, d- -- > n + п-. За счет каких взаимодействий происходят эти распады? Нарисовать их кварковые диаграммы и оценить константу слабого взаимодействия, полагая константу сильного взаимодействия аS ~ 1.
27735. Одна из реакций ассоциированного рождения странных частиц п- + р -- > Л + К0 происходит за счет сильного взаимодействия, т.е. за время ~ 10-23. Каждая из рожденных странных частиц Л и К0 распадается за счет слабых сил за время ~ 10-10 сек. Из этих данных получите отношение констант слабого и сильного взаимодействий aw/as.
27736. Почему отсутствие распада К+ -- > п+ + y можно рассматривать как указание на нулевой спин К+ -мезона?
27737. Определить относительный орбитальный момент р и п+, образующихся при распаде d+ -- > р + п+.
27738. Захват отрицательных каонов в гелии иногда приводит к образованию гиперядер (ядер, в которых нейтрон заменен Л-гипероном) в соответствии с реакцией К- + 4Не -- > 4Hл + п0. При изучении относительных мод распада 4Hл и, в частности, из изотропии распадных продуктов установлено, что J(4Hл) = 0. Покажите, что это означает отрицательную четность для К-, независимо от углового момента состояния, из которого К- был захвачен.
27739. Покажите, что реакция р- + d -- > n + n + п0 не может идти для покоящихся пионов.
27740. Ядро 34Сl испытывает b+ -распад: 34Сl -- > 34S + е+ + ve. Такой же тип b-распада имеет место и для п+ -мезона: п+ -- > п0 + е+ + ve. Что еще сближает эти два b+ -распада? Оцените отношение вероятностей сравниваемых распадов и время жизни п+ относительно b+ -распада, учитывая, что средние времена жизни 34Сl и пиона собственно тCl = 1,5 с, тп = 2,6*10-8 с и вероятность распада пиона по каналу е+ ve около 10-4.
27741. Среднее время жизни нейтрона тn = 890 с, а мюона тц = 2,2*10-6 с. Покажите, что если принять во внимание разницу в энерговыделении (правило Сарджента), то константы взаимодействия в обеих случаях совпадают с точностью до фактора 10.
27742. Среднее время жизни мюона равно 2,2*10-6 с. Рассчитайте время жизни т-лептона, считая, что относительная вероятность распада т+ -- > е+ + ve + v составляет 18 % и что mт с2 = 1777 МэВ, mц с2 = 105,7 МэВ. Сравните результат с измеренным временем жизни т-лептона 2,9*10-13 c.
27743. W-бозон распадается за счет слабого взаимодействия и время этого распада, оказывается т ~ h/Гw ~ 6,6*10-22 МэВ*с/2,1*103 МэВ ~ 3*10-25 c, где Gw = 2,1 ГэВ - ширина распада W-бозона. Объяснить, почему это время столь мало и даже на два порядка ниже характерного времени распада за счет сильного взаимодействия.
27744. Оценить поток солнечных нейтрино на поверхности Земли.
27745. Почему реакции синтеза ядер в звездах начинаются с реакции р + р -- > d + e+ + ve, идущей за счет слабого взаимодействия, а не с реакции р + n -- > d + y, идущей за счет электромагнитного взаимодействия, или других реакций, идущих в результате сильного взаимодействия?
27746. Удельная мощность падающего на Землю солнечного излучения составляет wуд = 0,14 Вт/см2. С какой скоростью солнце теряет свою массу? Если эта скорость сохранится и в будущем, то сколько времени еще будет существовать Солнце?
27747. Определить, какую часть своей массы dМ потеряло Солнце за последние t = 106 лет (светимость Солнца W = 4*1033 эрг/с, масса Солнца М = 2*1033 г).
27748. Гравитационный радиус объекта, имеющего массу М, определяется соотношением rG = 2GM/c2, где G - гравитационная постоянная. Определить величину гравитационных радиусов Земли, Солнца.
27749. Во сколько раз отличаются энергетические потери протонов и К+ -мезонов с кинетической энергией Т = 100 МэВ в алюминиевой фольге толщиной 1 мм?
27750. Пучок протонов с кинетической энергией Т = 500 МэВ и током I = 1 мА проходит через медную пластину толщиной D = 1 см. Рассчитать мощность W, рассеиваемую пучком в пластине.
27751. Определить критические энергии электронов для углерода, алюминия, железа, свинца.
27752. При вращении в магнитном поле с индукцией В электрон излучает электромагнитную энергию (магнитно - тормозное или синхротронное излучение). Интенсивность излучения такова, что за один оборот электрон теряет энергию dE = 3*10-5 Ee^2 B, где Ее - энергия электронов, Ее и dЕ - в ГэВ. В - в Тл. Частота излучаемых квантов в среднем составляет wy ~ 1018 Ee^2 В, с^-1. При каких значениях Ее потери на синхротронное излучение за оборот составляют 10 % от первоначальной энергии электронов? Сколько у-квантов излучается при этом?
27753. Для создания источника монохроматических фотонов с регулируемой энергией можно использовать комптоновское рассеяние лазерного излучения на ускоренных электронах. Энергия рассеянного фотона Ey будет зависеть от скорости v ускоренного пучка электронов, энергии Ey0 и угла столкновения Q фотонов лазерного излучения с пучком электронов, а также угла Ф между направлениями движения первичных и рассеянных фотонов: Еу = Еу0 1 - v/c cosQ/1 - v/c cos(Q - ф). Вычислить максимальную энергию полученного монохроматического излучения, если в качестве источника первичных фотонов использовать излучение рубинового лазера (Ey0 = 1,78 эВ), а электроны имеют кинетическую энергию: 1) 10 МэВ, 2) 1 ГэВ, 3) 5 ГэВ.
27754. Имеется смесь различных идеальных газов с массами M1, M2, M3,... и молярными массами ц1,ц2, ц3, ... соответственно. Показать, что уравнение состояния такой смеси можно записать в виде PV = M/ц RT, где M = M1+ M2+ M3+... - полная масса смеси, а постоянная ц играет роль средней молярной массы смеси. Найти ц.
27755. Найти молярную массу воздуха. Состав воздуха по массе: О2 - 23,1%, N2 - 75,5%, Ar - 1,3%, другие газы - 0,1%.
27756. Найти отношение концентрации газов с разной молярной массой в зависимости от высоты в изотермической атмосфере в отсутствии перемешивания.
27757. Определить на какую высоту поднимется в изотермической атмосфере герметичный жесткий воздушный шар из нерастяжимой оболочки, наполненный гелием. Радиус шара r = 5 м, масса квадратного метра его оболочки d = 0,1 кг/м2, температура воздуха и гелия t = 0 °С, атмосферное давление у Земли P = 1 атм, давление гелия такое же.
27758. Для изотермической атмосферы получить зависимость давления воздуха от высоты с учетом изменения поля тяжести.
27759. Шарик стеклянного термометра полностью наполнен жидкостью. Объем жидкости V, сечение капилляра S. Найти изменение длины dL столбика жидкости в капилляре при изменении температуры на А Г. Коэффициент объемного расширения жидкости а, коэффициент линейного расширения стекла aL. Считать, что объем капилляра пренебрежимо мал по сравнению с объемом жидкости.
27760. Найти диаметр D капилляра спиртового и ртутного термометров при V = 0,50,50,5 = 0,125 см3, aL = 8·10-6 °С-1, асп = 108·10-6 °С-1, если при повышении температуры на 1 градус длина заполненной части капилляра увеличивается на 0,1 см (aрт= 182·10-6 °С-1).
27761. Найти коэффициенты объемного расширения, модуль сжатия и термический коэффициент давления для идеального газа.
27762. Найти связь между коэффициентами а, K и b.
27763. По заданным значениям a = 18·10-5 и 1/K = 0,39·10-5 1/атм вычислить b при атмосферном давлении и, используя это значение, определить, на сколько нужно увеличить внешнее давление, чтобы сохранить постоянным объем ртути при нагревании ее от 0° до 10°С.
27764. При трехкратном бросании монеты определить вероятность выпадения орла во всех трех случаях, а также вероятнотсь выпадения орла хотя бы один раз
27765. Из двух пушек одновременно стреляют по цели. Найти вероятность ее поражения, если вероятность попадания в цель первой и второй пушками равны 0,6 и 0,8. Цель считается пораженной, если в нее попал хотя бы один снаряд.
27766. Совершенно случайным образом отобраны 18 человек. Какова вероятность того, что по крайней мере у двоих из них окажется один и тот же день рождения?
27767. В урне два белых и четыре черных шара. Один человек держит пари с другим, что среди вынутых трех шаров будет ровно один белый шар. В каком отношении находятся шансы спорящих?
27768. Сосуд с N молекулами идеального газа разделен на две части V1 и V2. Найти вероятность того, что в объеме V1 будет содержаться N1 а в объеме V2 будет N2 молекул.
27769. Вычислить дисперсию s2 случайной величины n через ее среднее значение <n> и среднее значение ее квадрата <n>.
27770. Вычислить среднее значение <n> и дисперсию с2 =<(n - <n>)2 > дискретной случайной величины n, подчиняющейся биномиальному распределению.
27771. Человек может двигаться лишь вдоль стены и только на один шаг: после этого он падает, поднимается, но забывает, куда двигался раньше, поэтому следующий шаг делает с равной вероятностью либо влево, либо вправо. Найти вероятность того, что сделав N таких движений, он сместится вправо на dn шагов.
27772. Какое количество бит содержится в произвольном трехзначном числе?
27773. В русском алфавите используется 33 буквы и пробел между словами, всего 34 знака. Найти информационную энтропию, то есть число бит, приходящихся на один знак.
27774. Найти увеличение энтропии идеального газа при его расширении в пустоту из объема V1 до объема V2 = nV1, где n — целое число.
27775. N молекул идеального газа находятся в объеме V. Вычислить выигрыш информации dI, если в результате некоторого процесса молекулы были вытеснены из малого объема dV << V. Принять N >> 1.
27776. С помощью полярных координат вычислить интеграл Пуассона: J = Int(exp(-x2) dx).
27777. Найти среднюю по абсолютному значению скорость в одномерном распределении Максвелла, а также скорость vx пер, соответствующую точке перегиба кривой распределения.
27778. Исходя из распределения Максвелла найти средний квадрат х-компоненты скорости молекул газа. Найти отсюда среднюю кинетическую энергию, приходящуюся на одну степень свободы поступательного движения молекулы газа.
27779. Найти наиболее вероятную скорость vm по распределению Максвелла для абсолютного значения скорости молекул газа.
27780. Исходя из распределения Максвелла для абсолютного значения скорости молекул, найти среднюю скорость <v> и средний квадрат скорости молекул газа <v2>.
27781. Выразить скорость звука в газе через наиболее вероятную скорость молекул vm.
27782. В диоде электроны, эмитируемые накаленным катодом, попадают в задерживающее поле анода. Считая, что тепловые скорости эмитированных электронов распределены по закону Максвелла с температурой 1150 К, определить долю электронов а, преодолевающих задерживающий потенциал U = 0,2 в. Катодом является тонкая прямолинейная нить, натянутая по оси цилиндрического анода.
27783. Найти наиболее вероятное значение кинетической энергии молекул газа em.
27784. В тонкостенном сосуде, содержащем идеальный газ при температуре Т, имеется очень малое отверстие, через которое молекулы вылетают в вакуум. Определить среднее значение энергии вылетевших молекул.
27785. Вычислить среднюю энергию <Е> моля одноатомного газа, состоящего из молекул, имеющих два дискретных уровня энергии: e1 и e2 > e1. Показать, что при очень низких температурах теплоемкость такого газа равна (3/2)R. Для упрощения записи формул принять e1 = 0 и e2 = e.
27786. Пользуясь распределением Болыгмана, найти среднюю потенциальную энергию молекул идеального газа в поле U(х) = ах2, а > 0.
27787. Найти среднюю потенциальную энергию <eU> молекулы газа в изотермической земной атмосфере, считая поле тяжести однородным. Найти теплоемкость газа С в этих условиях.
27788. Теплоизолированный герметический цилиндрический сосуд высоты Н, наполненный газом, подвешен в вертикальном положении в однородном поле тяжести. Температура газа в сосуде везде одинакова и равна Т. Найти среднюю потенциальную энергию молекулы газа <eU>.
27789. Теплоизолированный герметический цилиндрический сосуд высоты Н, наполненный газом, подвешен в вертикальном положении в однородном поле тяжести. Температура газа в сосуде везде одинакова и равна Т. Найти теплоемкость идеального газа, считая mgH << kT.
27790. Найти, на сколько возрастает теплоемкость вращающегося газа по сравнению с теплоемкостью неподвижного газа. Аргон с молярной массой ц = 40 заполняет цилиндр радиуса R = 2,5 см и вращается вокруг оси цилиндра с угловой скоростью w = 2·103 с-1 при температуре Т= 300 К.
27791. Для произвольной флуктуационной величины f выразить средний квадрат флуктуации <(df)2> через <f2> и <f>2.
27792. В закрытом сосуде в отсутствии силовых полей находится N молекул идеального газа. Определить среднее число молекул и его флуктуации в объеме v, являющегося малой частью объема V.
27793. В сосуде объема V = 1 литр при комнатной температуре находится N атомов идеального газа. Оценить величину N, при которой вероятность для этих атомов хоть один раз собраться в одну половину сосуда на протяжении эпохи порядка возраста Вселенной (Т = 1010лет) сравнима с единицей.
27794. Имеется два сосуда с равными объемами, в каждом по одному молю молекул N Какое число и молекул должно перейти из одного сосуда в другой, чтобы возникшее состояние было бы в a = е раз менее вероятно, чем исходное.
27795. Два одинаковых сообщающихся сосуда заполнены газом при нормальных условиях. Каким должен быть объем V каждого сосуда, чтобы вероятность состояния, при котором давление в сосудах изменится на 0,1%, была бы в е^100 раз меньше, чем вероятность исходного состояния?
27796. Предел чувствительности пружинных весов ограничивается тепловым движением механизма. Найти ту малую массу dm, которая может быть определена при однократном взвешивании на пружинных весах, если жесткость пружины равна а, а температура Т.
27797. Рассчитать тепловые флуктуации объема на основании модели, в которой происходят флуктуации объема газа, находящегося в цилиндре с поршнем, к которому с внешней стороны приложено постоянное давление.
27798. Теплоизолированный цилиндр, наполненный идеальным газом, герметически разделен теплоизолированным подвижным поршнем на два неравных объема V1 и V2, но с равными давлениями и температурами. Определить относительную флуктуацию каждого из этих объемов, если число частиц в одном из них равно N1, а в другом N2.
27799. Вычислить относительную и абсолютную флуктуацию объема идеального газа при постоянной температуре и при постоянной энтропии.