حل المسائل و الاسئلة في الفصل – فيزياء النووية

فيما يلي ترتيب الملاحظات والقوانين لتكون منظمة وواضحة عند حل الأسئلة:


💡 المجموعة الأولى: الشحنة

1. شحنة النواة

q=Zeq = Z \cdot e

  • ZZ: العدد الذري (عدد البروتونات)
  • ee: شحنة البروتون (ثابت = 1.6×10191.6 \times 10^{-19} كولوم)

🧪 نصف قطر النواة

R=r0A3R = r_0 \cdot \sqrt[3]{A}

  • RR: نصف قطر النواة
  • r0r_0: ثابت يساوي:
    • 1.2fm=1.2×1015m1.2 \, \text{fm} = 1.2 \times 10^{-15} \, \text{m}
  • AA: العدد الكتلي (عدد النيوكليونات)

🧊 حجم النواة

V=43πR3V = \frac{4}{3} \pi R^3

  • حيث RR هو نصف القطر المستنتج من القانون السابق

ملاحظات مهمة لحل الأسئلة:

  • استخدم R=r0A3R = r_0 \cdot \sqrt[3]{A} لحساب نصف القطر قبل حساب الحجم.
  • استخدم حجم النواة لحساب الكثافة أو عند المقارنة بين النوى.
  • شحنة النواة تعتمد فقط على عدد البروتونات (Z).
  • لا تنسَ تحويل الوحدات إلى النظام الدولي (SI) عند التعويض.

 

🧪 السؤال:

عنصر الحديد 2656Fe\mathrm{^{56}_{26}Fe}:

(a) احسب شحنة نواته qq
(b) احسب نصف قطر النواة RR


الحل:

(a) حساب شحنة النواة qq:

نستخدم العلاقة:

q=Zeq = Z \cdot e

حيث:

  • Z=26Z = 26 (عدد البروتونات)
  • e=1.6×1019Ce = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}

q=261.6×1019=4.16×1018Cq = 26 \cdot 1.6 \times 10^{-19} = 4.16 \times 10^{-18} \, \text{C}


(b) حساب نصف قطر النواة RR:

نستخدم العلاقة:

R=r0A3R = r_0 \cdot \sqrt[3]{A}

حيث:

  • A=56A = 56 (العدد الكتلي)
  • r0=1.2×1015mr_0 = 1.2 \times 10^{-15} \, \text{m}

R=1.2×10155631.2×10153.83R = 1.2 \times 10^{-15} \cdot \sqrt[3]{56} \approx 1.2 \times 10^{-15} \cdot 3.83 R4.6×1015mR \approx 4.6 \times 10^{-15} \, \text{m}