Механика Молекулярная физика и термодинамика Электростатика и постоянный ток Электромагнетизм Закон Ампера ФИЗИКА АТОМА И ОСНОВЫ  ФИЗИКИ ЯДРА Геометрическая оптика

Физика задачи. Примеры контрольной по разделам Механика, Молекулярная физика, Электростатика, Оптика

ФИЗИКА АТОМА И ОСНОВЫ ФИЗИКИ ЯДРА

Пример 2. Определить длину волны де Бройля  электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 700 кВ.

Дано: ; ; ; ;

 .

Найти: .

Решение. Связь длины волны де Бройля частицы с ее импульсом

 .

В классическом приближении ()

 .

В релятивистском случае

 ,

где  – соответственно масса покоя, кинетическая энергия, энергия покоя частицы.

Кинетическая энергия электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов , определяется работой электрического поля и равна

 ,

 ,

а энергия покоя электрона

.

Итак, в данном случае () имеем дело с релятивистской частицей.

Тогда искомая длина волны де Бройля

 ,

 .

Пример 3. В результате соударения дейтрона с ядром бериллия  образовались новое ядро и нейтрон. Определить порядковый номер и массовое число образовавшегося ядра, записать ядерную реакцию и определить ее энергетический эффект.

Дано: .

Найти: .

Решение. Из законов сохранения электрического заряда и массовых чисел следует, что , а , то есть образовавшееся в результате ядерной реакции ядро – изотоп бора . Поэтому ядерную реакцию можно записать в виде

 .

Энергетический эффект ядерной реакции

 , (1.1)

где в первых круглых скобках указаны массы исходных ядер, во вторых – массы ядер продуктов реакции. При расчетах вместо масс ядер используют массы нейтральных атомов, так как, согласно закону сохранения зарядовых чисел, в ядерной реакции (а зарядное число  нейтрального атома равно числу электронов в его оболочке) получаются одинаковые результаты.

Массы нейтральных атомов в выражении (1.1)

, , ,

 .

Вычисляя, получим

 .

Энергетический эффект положителен, реакция экзотермическая.

Пример 4. Первоначальная масса радиоактивного изотопа радона (период полураспада () равна . Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 5 сут.

Дано: , , ,

 .

Найти: .

Решение. Начальная активность изотопа

 ,

где  – постоянная радиоактивного распада;  – число ядер изотопа в начальный момент времени: , где  – молярная масса радона ();  – постоянная Авогадро. Учитывая эти выражения, найдем искомую начальную активность изотопа

 .

Активность изотопа , где, согласно закону радиоактивного распада,  – число нераспавшихся ядер в момент времени . Учитывая, что   найдем, что активность нуклида уменьшается со временем по закону

 .

Вычисляя, получим

 .

 .

Задачи

6.01. Определить максимальную энергию  фотона серии Пашена в спектре излучения атомарного водорода.

6.02. Найти наибольшую  и наименьшую  длины волн в первой инфракрасной серии водорода (серия Пашена),

6.03. Определить энергию  фотона, испускаемого атомом водорода при переходе электрона со второй орбиты на первую.

6.04. Фотон выбивает из атома водорода, находящегося в основном состоянии, электрон с кинетической энергией . Определить энергию  фотона.

6.05. Электрон в атоме водорода находится на втором энергетическом уровне. Определить кинетическую Т, потенциальную П и полную Е энергию электрона. Ответ выразить в электрон-вольтах.

6.06. Вычислить по теории Бора частоту  обращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом .

6.07. Невозбужденный атом водорода поглощает квант излучения с длиной волны . Вычислить, пользуясь теорией Бора, радиус  электронной орбиты возбужденного атома водорода.

6.08. В однозарядном ионе электрон перешел со второго энергетического уровня на первый. Определить длину волны  излучения, испущенного ионом гелия.

6.09. Вычислить по теории Бора радиус  первой боровской орбиты и скорость  электрона на этой орбите для иона Не+.

6.10. Определить первый потенциал  возбуждения и энергию ионизации , иона Не+, находящегося в основном состоянии.

6.11. Сколько длин волн де Бройля уложится на третьей орбите однократно ионизированного возбужденного атома гелия?

6.12. Электрон обладает кинетической энергией . Во сколько раз изменится длина волны де Бройля, если кинетическая энергия Т электрона возрастает вдвое?

6.13. Определить кинетическую энергию Т электрона, дебройлевская длина волны  которого равна комптоновской длине волны .

6.14. Определить длины волн де Бройля электрона и протона, прошедших одинаковую ускоряющую разность потенциалов .

6.15. Кинетическая энергия Т электрона равна его энергии покоя . Вычислить длину волны де Бройля для такого электрона.

6.16. Электрон обладает кинетической энергией . Определить величину дополнительной энергии , которую необходимо сообщить электрону для того, чтобы дебройлевская длина волны уменьшилась вдвое.

6.17. Определить дебройлевскую длину волны  электрона, кинетическая энергия которого .

6.18. Определить скорость  электрона, при которой длина волны де Бройля .

6.19. Вычислить длину волны де Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов , равную: 1) 1 кВ; 2) 1 MB.

6.20. Какую ускоряющую разность потенциалов  должен пройти электрон, чтобы дебройлевская длина волны  была равна: 1) 1 нм; 2) 1 пм?

6.21. Энергия связи ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна . Определить массу  нейтрального атома, обладающего этим ядром.

6.22. В ядерной реакции  выделяется энергия . Определить массу атома , если масса атома  равна .

6.23. Определить массу изотопа , если изменение массы при образовании ядра  составляет .

6.24. Какую массу воды можно нагреть от 00 С до кипения, если использовать все тепло, выделяющееся при реакции  при полном разложении 1 г лития?

6.25. Определить энергию связи ядер  и . Какое из этих ядер наиболее устойчиво?

6.26. Определить энергию β - распада ядра углерода .

6.27. Определить наименьшую энергию, необходимую для разделения ядра углерода  на три одинаковые части.

6.28. Какой изотоп образуется из  после трех  – распадов и двух  – распадов? Напишите вариант промежуточных реакций.

6.29. Найти энергию  связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода .

6.30. Вычислить энергию ядерной реакции

 .

Указать, освобождается или поглощается энергия при этой реакции.

6.31. Из каждого миллиарда атомов препарата радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 1600 атомов. Определить период Т полураспада.

6.32. Активность а препарата некоторого изотопа за время  суток уменьшилась на 30%. Определить период Т полураспада этого препарата.

6.33. Найти среднюю продолжительность жизни  атомов радия .

6.34. На сколько процентов уменьшится активность препарата радона () за время  суток?

6.35. Найти период полураспада Т радиоактивного препарата , если его активность за время   суток уменьшилась на 62% по сравнению с первоначальной.

6.36. Определить, какая доля радиоактивного препарата  распадается в течение времени   лет.

6.37. Определить массу  препарата изотопа , имеющего активность .

6.38. Определить число N ядер, распадающихся в течение времени:

1)  сутки; 2)   год, в радиоактивном препарате церия  массой .

6.39. Во сколько раз уменьшится активность препарата  через время  суток?

6.40. Счетчик α-частиц, установленный вблизи препарата , при первом измерении регистрировал  частиц в минуту, а через время

 суток — только . Определить период Т полураспада препарата.

Развитие взглядов на природу света - корпускулярная теория Ньютона, волновая - Гюйгенса-Френеля. Электромагнитная природа света. Корпускулярно-волновой дуализм. Основные законы геометрической (лучевой) оптики. Абсолютный и относительный показатели преломления. Оптическая длина пути. Принцип Ферма.
На www.vtorsire.ru Вторсырье москва.
Физика примеры решения задач