RSS Выход Мой профиль
 
Главная » Статьи » Библиотека C4 » 15.Научно-популярная литература

нп-066 Занимательная ядерная физика. Мухин К.Н.

Раздел НП-066

Константин Никифорович Мухин ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Москва, АТОМИЗДАТ, 1969г
Иллюстрации художника К. И. Невлера

 

обложка издания

...

 

| Содержание
Предисловие
Глава 1. (Вводная, она же заключительная). Что такое ядерная
Обращение к читателю. — Этапы познания природы. — Четыре элемента древних греков. — Атомистическая теория. — Тысячи молекул из сотни атомов. — Три элементарных кирпичика. — Новые открытия. — Опять сотня. — А может быть, их все-таки три? — Программа этой книжки.
§ 2. Элементарные частицы и силы, действующие между ними
Из чего и как устроен атом. — Протон, нейтрон и электрон. — Ядерные и электромагнитные силы. — Позитрон и нейтрино. — Слабые силы. — Мезоны. — Странные частицы. — Свойства элементарных частиц. —Законы сохранения. — Античастицы. — Резонансы. — Кварки.
§ 3. Взаимодействие элементарных частиц со средой
Сильное, электромагнитное и слабое взаимодействия протона. — Разновидности электромагнитного взаимодействия заряженных частиц. — Особенности взаимодействии нейтронов со средой. — Пыстрые и тепловые нейтроны. — Замедлители и поглотители нейтронов. — Взаимодействие гамма-квантов со средой: фотоэффект, эффект Комптона, образование электрон-позитронных пар.
§ 4. Атомные ядра
Заряд и масса. — Размеры и форма. — Энергия связи. — Капельная модель. — Модель ядерных оболочек. — Магические числа. — Спин и магнитный момент ядра. — Возбужденное состояние ядра. — Ядерные уровни.
§ 5. Радиоактивные превращения ядер
Закон радиоактивного распада. — Постоянная распада, время жизни и период полураспада. — альфа-Распад. —бетта-Pacnaд. — Захват электрона. — Искусственная бетта-радиоактивность. — у-Излучение. — Внутренняя конверсия. — Ядерная изомерия. — Эффект Мёссбауэра. — Спонтанное деление. — Испускание запаздывающих нуклонов.
§ 6. Ядерные взаимодействия
Виды ядерных реакций. — Законы сохранения. — Энергия реакции Q. — Пороговые реакции. — Промежуточное ядро. — Формула Брейга—Вигнера. — Нейтронная спектроскопия. — Рассеяние быстрых нейтронов. — Прямые процессы.
§ 7. Ядерная энергетика
Особенности реакции деления,— Цепная реакция.— Первые реакторы и атомная бомба. — Применение атомной энергии. — Реакция синтеза. — Возможность цепного процесса синтеза. — Термоядерная реакция на Солнце. — Водородная бомба. — Трудности осуществления управляемого синтеза.
физика
§ 1. Наша программа
Глава 2. Ядерная физика и теория Эйнштейна
§ 8. Масса и энергия
Всегда ли прав Ньютон? — Классическая и релятивистская механика. — Полная энергия и энергия покоя. — Что такое аннигиляция? — Может ли пуля стать сверхсупербомбой? — Нечто о Тунгусском метеорите. — Аннигиляция в лаборатории.
§ 9. Масса и кинетическая энергия при больших скоростях
Чем быстрее, тем тяжелее. — 300 ООО км/сек и не больше — Что такое циклотрон? — Почему циклотрон не пригоден для ускорения электронов. — Открытие В. И. Векслера. — Большая семья ускорителей. — Замечательный 1
множитель -----
-------
§ 10. Замедление времени
Время зависит от скорости. — Можно ли увидеть своих внуков через год после... рождения сына? — Опять — Как --меэон прожил 10 жизней. — Измерение времени жизни длительностью 10-" сек. — Рекордсмены среди короткоживущих.
§ 11. Сокращение размеров
Короче друг друга — И снова у. — Мысленный опыт. — Верхом на п-мезо-
не. — Чем быстрее, тем короче и плотнее.
§ 12. Сложение скоростей по Эйнштейну
Пуля из самолета. — Позитрон из --мезона. — Когда 3+3=3 и 3+1=3 — Ценою жизни. — Потомки элементарных частиц. — Четыре поколения частиц. — Бывает, что и 4=1.
§ 13. О движении быстрее света
Скорость света в оптически плотной среде. — Эффект Вавилова — Черепкова. — Черепковские счетчики.
Глава 3. Ядерная физика и квантовая механика
§ 14. Немного об обычной механике
Обитатели микромира; их размеры и масса. — Что такое траектория. — Задачи классической механики в школе, астрономии и космонавтике. — Большие скорости — не помеха. — Трудности малых размеров.
§ 15. Квантовая теория Бора
Планетарная модель Резерфорда. — Устойчив ли атом? — Спутник в атмосфере и за ее пределами. — *Сумасшедшая» теория. — Квантование электронных орбит. — Квантовые числа и правила отбора. — Слишком много постулатов. — Противоречие с магнитным моментом электрона.
§ 16. Механика терпит фиаско
Читатель на стройплощадке и в физической лаборатории. — Непутевые (но вездесущие) электроны — Электрон заглядывает за угол,— Волна де Бройля. — Следы электронов. — Волна или частица. — Соотношение неопределенностей (или: нос вытащишь — хвост увязнет).
§ 17. Что такое квантовая механика
Понять нельзя, но привыкнуть можно.— Квантовую механику — младенцам! — Основные идеи квантовпмеханических уравнений.— Понятие о Функции и квадрате ее модуля I----— Когда применять квантовую механику бессмысленно.
§ 18. Успехи квантовой механики
Нечего на зеркало пенять...
1. Уравнение Шредингера
Строение атома. — Гениальность хорошо, логика — лучше. — Загадка а-распа-да. — Шарик на крыше. — Старик Хоттабыч и квантовая механика. — Микрочастица проходит через стену.
2. Уравнение Дирака
Предсказание позитрона. — Когда космическому кораблю не нужно топливо. — Проблема отцов и детей, или война ученого с ураннением. — «Дырка» Дирака,—Сыграем в шашки,—Позитрон из *дырки>.—Частица и античастица. — Еще об аннигиляции.
3. Проблема ядерных сил
Л теперь сыграем в бильярд. — Перезарядка нуклонов. — Предсказание мезонов. — Частица из «ничего*. —Виртуальные и реальные частицы. — Ядерное время.
Глава 4. Взаимодействия и превращения частиц.
§ 19. Четыре типа взаимодействия 0
1. Гравитационное взаимодействие
Когда чувства обманывают. — Общая теория относительности Эйнштейна. — Тяготение и движение. — Какие синяки лучше? — Тяжелая и инертная масса. — Принцип эквивалентности. — Читатель на карусели. — Есть ли масса у света?
2. Электромагнитное взаимодействие
Сравнение с гравитационным. — Скрытое могущество. — Немного фантазии. — Время протекания электромагнитных процессов.
3. Сильное (ядерное) взаимодействие
Самые интенсивные силы. — Насыщение. — Спиновая зависимость. — Нецентральный характер. — Зарядовая симметрия и зарядовая независимость. — Обменный характер. — Ядерные кванты.
4. Слабое взаимодействие
Самые короткодействующие силы. — Характерное время. — Так ли уж оно слабо? — От девичьей ресницы до Солнца. — Кто как взаимодействует.
§ 20. Законы сохранения
1. Закон сохранения энергии
Однородность времени. — Еще раз об энергии и массе покоя. — Новый способ измерения энергии. — Неизменность полной энергии. — Драма с --pacnaдом. — Предсказание нейтрино. — Мысленный опыт с --квантом. — Неужели вечный двигатель? — Красное и синее смещение. — Когда мысленный опыт становится реальным.
2. Закон сохранения импульса
Однородность пространства. — Релятивистский импульс. — Выстрел из пушки. — Выстрел в ... пушку. Нуклоном в ядро. — Рождение я-мезона.
3. Закон сохранения момента количества движения
Изотропность пространства. — Гиря над головой. — Читатель и велосипедное колесо. — Вспомним Гармиш-Партенкирхен. — Почему вертолет не вращается? — Спин и орбитальный момент — Принцип Паули.
4. Законы сохранения электрического и других зарядов
Законы сохранения — это правила отбора. — Электрический, барионный и лептонный заряды. — Сохранение странности. — Примеры реакций.
5. Закон сохранения четности
6. Закон сохранения изотопического спина
Глава 5. «Энергия из массы»
§ 21. О «переходе массы в энергию» и обратно
Правильны ли заголовки? — Два вида энергии. — Читатель в метро. — Какая пружина тяжелее, скрученная или нескрученная? — О законе сохранения массы в химии. — Ядерная *пружина*. — Две проблемы и четыре задачи.
§ 22. Энергия связи атомного ядра
Что гтяжелее» — ядро или его нуклоны? — Что такое энергия связи? — Как «взвесили» ядра. — Можно ли реализовать энергию связи?
§ 23. Деление и синтез ядер
Какие ядра прочнее и почему? — Мысленный опыт с ядром урана. — Энергия синтеза.
Глава 6. Атомная энергия
§ 24. Основные свойства реакции деления
Кто, как и когда открыл деление,— Почему продукты деления радиоактивны? — Вторичные нейтроны.
§ 25. Капельная модель ядра
Ядро и капля. — Как вычисляют массу атомных ядер. — Параметрическая болезнь— Притча об искусственном слоне.
§ 26. Теория деления .
Сделаем из капли две. — Параметр деления. — Барьер деления. — Спонтанное деление.
§ 27. Цепная реакция деления
Танец с саблями. — Где взять нейтроны? — Почти по Мюнхгаузену. — Все начинается с харакири. — Коэффициент размножения.
§ 28. Как этого добились
Трудности проблемы. — Разбухающая сабля. — Опасный противник. — Читатель в плену. — Подвиг нейтрона. — Уран-графитовая решетка. — Критические размеры и критическая масса. — Атомная бомба и ядерный реактор.— Читатель отдыхает.
Г л а в а 7. На стыке с другими науками
§ 29. Ядерная физика и математика
Взаимосвязь физики и математики. — Три типа задач. — Задача о пьяном человеке и ее решение пьющим и непьющим читателем — Читатель ставит опыт на себе. — Читатель на вертолете. — Сыграем в рулетку. — Бумажный человечек. — Метод Монте-Карло. — Бильярд втемную. — Сложная игра микрочастиц. — Расчет коэффициента размножения.
§ 30. Ядерная физика и химия
Три трудности: очень мало, очень похожи, очень быстро распадаются. — Как открыли искусственную позитронную радиоактивность. — Метод носителя. — Читатель ставит опыт с горохом. — Искусственная электронная радиоактивность. — Метод Сцилларда — Чалмерса. — Свойства осколков деления. — Первый трансурановый элемент — нептуний. — Ионообменная хроматография. — Плутоний. — Ультрамикрохимия. — 17 атомов менделевия. — Без химиков плохо! — Открытие 104-го,— Элемент, живущий 0.3 сек! — Экспресс-химия. — Химические свойства по II атомам!
§ 31. Ядерная физика и медицина
Радиостанция в желудке. — Репортаж из тонкой кишки. — Самая маленькая радиостанция. — Как измерили скорость и объем кровотока. — Сколько крови в человеке. — Органы-коллекционеры. — Путешествие радиоактивного иода. — Алло, алло, говорит щитовидная железа. — Чудесная краска. — Диагностика рака. — Как запеленговать опухоль. — Телепередача из печени. — Лучевая терапия. — Из пушки — по клеткан. — И т. д. и т. п.
§ 32. Ядерная физика и археология
Хронология древностей. — Точные науки и хронология. — »Замороженный магнетизм*. — Радиоуглеродный метод. — Читатель летит в прошлое. — Пенек и мумия в роли часов. — Посмертный возраст. — О «правилах игры» в науке. — Читатель становится физиком. — Расчет опыта. — Трудности измерения. — «Омоложение» каменного угля. — Дерево как машина времени. — Нераскрытый секрет природы. — Трудная наука — физика!
Глава 8. Занимательная коллекция
§ 33. Неожиданные применения
1. Загадка Тунгусского метеорита
Как это произошло. — Пять недоуменных вопросов. — Ядерная гипотеза. — Опыт на расстоянии. — Опять древесные кольца. — Эффект 1909 г.
2. Ядерная физика и ... криминалистика
Вычислительная машина словит» преступника. — Следы всегда остаются. — Что такое активационный анализ? — Можно ли найти человека по одному его волоску? — Как раскрыли преступление, совершенное полтораста лет назад. — Взрыва не будет!
3. Поиски сокровищ
По стопам Остапа Бендера. — Верили ли нам наши предки? — Взгляд сквозь толщу пирамиды.
4. В погоню за илом
Читатель следит за фарватером. — Мартышкин труд. — Куда сбросишь ил, чтобы он не вернулся? — Меченый грунт.
5. Ядерный скафандр
Когда шуба греет. — Саморазогревающиеся препараты. — Водолазный костюм с ядерным подогревом.
6. Радиоактивный громоотвод
Как работает обыкновенный громоотвод. — Радиус действия громоотвода. — --Кванты в роли острия.
7. В помощь больному сердцу
Враг № I. — Операция на сухом сердце. — Человек с чужим сердцем. — Мечта об искусственном сердце. — Борьба с аритмией. — Ядерный стимулятор сердца
§ 34. Интересные проекты
1. Атомный дирижабль
Почему трудно построить атомный самолет? — Самолет хорошо — дирижабль лучше. — Летающая гостиница.
2. Подземные ядерные взрывы
Дешево и сердито. — Ядерная труба. — Как повысить выход газа или нефти из скважины. — Подземные хранилища. — Воздушный аккумулятор. — Второй Панамский канал. — Вопросы безопасности.
3. Гигантские ускорители
Самый большой в мире.—Электромагнит длиной в 1,5 км,—500 ООО км за 3 сек. — Можно ли найти советский вымпел на Луне? — Есть 76 миллиардов электронвольт! — Кибернетический «Гигант» на 1000 миллиардов электрон-вольт. — Энергия больше 10" эв.
§. 35. Удивительные точности
1. Самое маленькое время жизни
«Долговечныем и короткоживущие частицы. — Как извлекают точность из неопределенности. — Самые короткоживущие,
2. Самое точное измерение энергии
Время жизни ядерного уровня. — Естественная ширина линии. — Эффект Mecc6airipa.— Пушка на лафете.— Не так-то просто! — Когда возможен эф-фею Мёссбауэра. — Как проигрыватель для грампластинок послужил высокой науке.
3. Самая маленькая разность масс
Одна десятитысячная от микрограмма. — Можно ли заметить лишнюю каплю воды в озере? — В сто миллиардов раз меньше массы электрона.
§ 36. Любопытные эффекты и остроумные решения
1. Радиоактивность ... человека
Радиоактивный читатель,— Как измеряют радиоактивность человека — Мужчина или женщина?
271
2. Радиоактивный сыр
Когда залежавшиеся продукты лучше свежих.
3. Восстановление фотографий
Пропавшее изображение. — Автографы невидимок. — Вторая жизнь фотоснимка.
4. Светящийся электрон
Какого цвета электрон? — «Разноцветные» атомы. — Еще раз о свечении Вавилова — Черепкова — Как увидели один электрон.— Синхротронное излучение. — Электрон-хамелеон. — Вести из глубин Вселенной.
5. А-Катализ
Странный родственник электрона — ц-Мезоатом. — Зачем --мезону большая масса? — Ядерный катализатор. — А счастье было так возможно, так близко ...— Внутри ядра,— Землемер микромира.
6. Встречные пучки
Читатель терпит аварию. — Что такое хорошо и что такое плохо? — Можно ли в результате столкновения двух «Волг» получить автобус? — Читателю повезло. — Ускорители со встречными пучками. — Накопительные кольца. — ВЭП-1 и ВЭПП-2. — Планы на будущее.
Глава 9. Некоторые нерешенные проблемы
Два типа задач. — Притча о закватке и море.
§ 37. Новая теория элементарных частиц
Белое пятно на карте теории. — Впереди самая сумасшедшая!
§ 38. Проблема антивещества
Вторая половина мира. — Идеальное горючее. — Антимир на кончике пера. — Свойства позитрона. — Космические и «домашние> позитроны. — Как открыли антипротон. — Антинейтрон и антигипероны. — Первое антиядро. — Антитритий. — Где хранят античастицы. — Антивещество во Вселенной.
§ 39. Существуют ли кварки?
Буквы, частицы и физики
1. Унитарная симметрия
Супермультиплеты. — Замечательная десятка. — й--Гиперон. — Откуда берутся разности масс. — Музыканты и спортсмены.
2. Кварковая гипотеза
Кошмарные частицы,— Десять комбинаций. — Идеальный «Конструктор».
3. Поиски кварков
Природные и самодельные» кварки. — Кварки в воде и в метеоритах. — Два слова «за здравие» кварков. — Заманчивое применение. — А теперь «за упокой» .
§ 40. Монополь Дирака
Песимметрия уравнений электродинамики. — Магнитный заряд. — Свойства монополя. — Поиски монополя — Рождение монополей на ускорителе. — Рождение монополей космическими лучами. — Использование магнитного поля Земли. — Существует ли монополь?
§ 41. Новые ядра
--Стабильные и --радиактивные ядра. — Что такое нуклонная стабильность ядер? — О протонной и двухпротонной радиоактивности. — Существуют ли ядра из одних нейтронов? — Сверхтяжелый гелий. — Где кончается периодическая система Менделеева? — Как получают новые ядра. — Голубая мечта физиков — OMHUTDOH.
Заключение
Литература.

 


Если интересуемая информация не найдена, её можно Заказать


 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ
Всякая развивающаяся наука нуждается в молодых энтузиастах, влюбленных в нее и готовых посвятить ей свою жизнь. Такие влюбленные энтузиасты наверняка есть среди учащейся молодежи. Но наука — Особа весьма серьезная и требовательная. Ей одной влюбленности мало. Она хочет иметь среди своих поклонников только тех, кому может ответить взаимностью. А для этого поклонники должны обладать вполне определенным «джентльменским набором» достоинств.
Спрашивается, как найти таких молодых людей среди миллионов школьников?
Аналогичные трудности испытывает и другая сторона. Не секрет, что молодой человек, кончающий школу, плохо знает себя и свои возможности и зачастую не может решить, в какую из многих Прекрасных Дам он влюблен по-настоящему: в юную многообещающую Биологию или в переживающую вторую молодость Физику? А может быть, в старую как мир, но вечно прекрасную Математику или в обновленную Химию? (рис. 1).
Одним из способов решения задачи о взаимном поиске предмета поклонения и поклонников является книга, написанная представителем одной стороны в адрес другой.
Такая книга, по мнению автора, должна быть научной по содержанию (т. е. освещающей современное состояние науки и проблемные вопросы), популярной по форме изложения (т. е. доступной Для человека со средним и даже неполным средним образованием) и занимательной по стилю (т. е. интересно рассказывающей не только о великих открытиях, но и о повседневных буднях науки).
Всем этим условиям удовлетворяли книги, издававшиеся в нашей стране до войны под рубрикой «Занимательная наука». Люди старшего поколения знают, что эти книги действительно внесли очень серьезный вклад в дело вовлечения молодежи в науку. Конечно, не все школьники, прочитавшие «Занимательную физику» Я- И. Перельмана, стали физиками. Но, по-видимому, все физики Е школьные годы читали книги Перельмана.
Спрашивается, в чем секрет неувядающей популярности Перельмана? Почему его книги выдержали столь серьезное испытание временем? По-видимому, потому, что он сумел увидеть сам и показать Другим, сколь интересна именно повседневная физика, та физика, при бомбардировке висмута протонами с энергией 3 Гэв получаются ядра практически с любым массовым числом (в том числе и очень легкие). Недавно (1966 г.) среди продуктов бомбардировки урана протонами с энергией 5,3 Гэв были открыты новые изотопы легких элементов: уже упоминавшийся ----, 5B11 и 5В15.
Чрезвычайно заманчивой представляется идея получения новых ядер за счет деления сверхтяжелого ядра типа «дважды урана». Эта идея обычно обсуждается под лозунгом «ударим ураном по урану». Если удастся ускорить ион e2U и ударить им по мишени, сделанной из урана, то образовавшееся сверхтяжелое ядро типа mRl7R должно (сразу или после испускания некоторого количества нуклонов) разделиться, и так как деление обычно происходит несимметрично по массе, то при делении должны возникать новые трансурановые элементы и новые изотопы ядер легче урана. В настоящее время уже разрабатываются проекты специальных ускорителей (так называемых омнитронов)*, которые позволят ускорять все частицы, включая ионы урана.
.............

 


 

---

 

Категория: 15.Научно-популярная литература | Добавил: foma (09.11.2014)
Просмотров: 253 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Категории
1.Древнерусская литература [21]
2.Художественная русская классическая и литература о ней [258]
3.Художественная русская советская литература [64]
4.Художественная народов СССР литература [34]
5.Художественная иностранная литература [73]
6.Антологии, альманахи и т.п. сборники [6]
7.Военная литература [54]
8.Географическая литература [32]
9.Журналистская литература [14]
10.Краеведческая литература [36]
11.МВГ [3]
12.Книги о морали и этике [15]
13.Книги на немецком языке [0]
14.Политическая и партийная литература [44]
15.Научно-популярная литература [47]
16.Книги по ораторскому искусству, риторике [7]
17.Журналы "Роман-газета" [0]
18.Справочная литература [21]
19.Учебная литература по различным предметам [2]
20.Книги по религии и атеизму [2]
21.Книги на английском языке и учебники [0]
22.Книги по медицине [15]
23.Книги по домашнему хозяйству и т.п. [31]
25.Детская литература [6]
Системный каталог библиотеки-C4 [1]
Проба пера [1]
Книги б№ [23]
из Записной книжки [3]
Журналы- [54]
Газеты [5]
от Знатоков [9]
Электроника
Невский Ювелирный Дом
Развлекательный
LiveInternet
Статистика

Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0