|
Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
|
|
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:20 | Сообщение # 16 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Решаем задания с задачника по физике Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
Стоимость: 40 рублей за 1 задачу. (Webmoney, Yandex)
Срок решения 3-4 дня, зависит от количества заданий (Заказы принимаются по почте PMaxim2006@mail.ru)
Примерное решение и оформление заданий вы можете посмотреть на странице Примеры решений
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 29
1. Определить оптическую силу и фокусное расстояние тонко й стеклянной линзы, погруженной в глицерин (n = 1,47), если ее оптическая сила в воздухе равна 10 дптр.
2. На пути одного луча в интерференционной установке Юнга ставят трубку длиной 2 см с плоскопараллельными стеклянными основаниями и наблюдают интерференционную картину для света с длиной волны 0,60 мкм, когда трубка наполнена воздухом с показателем преломления l,000276. Затем трубку наполняют хлором и при этом наблюдают смещение интерференционной картины на 20 полос. Найдите показатель преломления хлора.
3. Каково отношение площадей 6-й и 5-й зон Френеля для плоского фронта с длиной волны 0,5 мкм, если экран расположен в 1 м от фронта волны. Найдите разность радиусов указанных зон.
4. Свет с длиной волны 530 нм падает по нормали на дифракционную решетку с периодом l,5 мкм. Найдите угол, под которым образуется максимум наибольшего порядка.
5. Коэффициент поглощения вещества для монохроматического света равен 0,8. Определить толщину слоя вещества, которая необходима для ослабления света в четыре раза. Потерями на отражение пренебречь.
6. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе жидкости с воздухом равен 45. Найдите угол Брюстера для падения луча из воздуха на поверхность этой жидкости.
7. Найти энергию фотона гамма-лучей света с длиной волны 1,24 пм.
8. Какую энергетическую светимость имеет абсолютно черное тело, если максимум его испускательной способности приходится на длину волны 484 нм?
9. Красная граница фотоэффекта у рубидия 810 нм. Какую задерживающую разность потенциалов нужно приложить к фотоэлементу, чтобы задержать электроны, испускаемые рубидием при освещении его ультрафиолетовыми лучами (=100 нм ) ?
10. Площадка в 0,08 м2 каждые две минуты получает 2600 Дж световой энергии. Определите световое давление, если поверхность зеркальная.
11. Фотон, испытав столкновение со свободным электроном, рассеялся под углом 60°. Найдите изменение длины волны рассеянного фотона.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 30
1. Луч света выходит из воды в воздух. Определите угол полного внутреннего отражения для этого луча, если показатель преломления воды равен 1,33.
2. На мыльную пленку ( n 1,3) падает по нормали пучок лучей белого света. Какова наименьшая толщина пленки, если в отраженном свете она кажется зеленой ( 550 нм)?
3. Найти радиус 6-й зоны Френеля, если расстояние от источника до зонной пластинки равно 10 м, а расстояние от пластинки до экрана равно 25 м. Длина волны падающего света 0,45 мкм.
4. Найдите постоянную дифракционной решетки, если эта решетка может разрешить в первом порядке линии спектра калия с длинами волн 404,4 нм и 404,7 нм. Ширина решетки 3 см.
5. Интенсивность света двух различных длин волн λ1 и λ2 измеряется в жидкости непосредственно у поверхности и на глубине 5 м. Оказалось, что начальная интенсивность (на поверхности) одинакова, а на глубине 1 2 I 2I . Определить, на какой глубине интенсивность света длиной волны λ1 превысит интенсивность света длиной волны λ2 в 10 раз.
6. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе жидкости с воздухом равен 45. Найдите угол Брюстера для падения луча из воздуха на поверхность этой жидкости.
7. Определить в электронвольтах энергию фотона, соответствующего излучению с частотой 1015 Гц.
8. При увеличении температуры абсолютно черного тела в два раза, длина волны, на которую приходится максимум испускательной способности этого тела, уменьшилась на 400 нм. Найдите начальную и конечную температуры тела.
9. Максимальная энергия фотоэлектронов при освещении металла светом с частотой 2,21015 Гц оказалась в 2 раза меньше, чем при освещении светом с частотой 4,61015 Гц. Найдите работу выхода электрона из металла.
10. Плоская световая волна интенсивностью 0,2 Вт/см 2 падает под углом 45° на плоскую отражающую поверхность с коэффициентом отражения 0,8. Используя квантовые представления , определите нормальное давление, оказываемое светом на эту поверхность.
11. Под каким углом будет наблюдаться рассеянное излучение при эффекте Комптона, если длина волны падающего излучения равна комптоновской длине волны электрона, а энергия электрона отдачи равна энергии рассеянного кванта?
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 31
1. Определить оптическую силу и фокусное расстояние тонкой стеклянной линзы, погруженной в глицерин (n = 1,47), если ее оптическая сила в воздухе равна 10 дптр.
2. На пути одного из интерферирующих лучей в опыте Юнга помещают тонкую пластинку толщиной 2 мкм, с показателем преломления 1,5. Луч света падает на пластинку перпендикулярно. На сколько светлых полос смещается интерференционная картина на экране, если длина световой волны 0,5 мкм?
3. Зонная пластинка дает изображение источника, удаленного от него на 10 м на расстоянии 15 м от своей поверхности. Где получится изображение источника, если его удалить в бесконечность?
4. Найдите постоянную дифракционной решетки шириной 2,5 см, если в первом порядке спектра она разрешает две близкие спектральные линии с длинами волн 589,0 нм и 589,6 нм.
5. Интенсивность света двух различных длин волн λ1 и λ2 измеряется в жидкости непосредственно у поверхности и на глубине 2 м. Оказалось, что начальная интенсивность (на поверхности) одинакова, а на глубине 1 2 I 2I . Определить, на какой глубине интенсивность света длиной волны λ1 превысит интенсивность света длиной волны λ2 в 10 раз.
6. Анализатор в два раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определите угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора. Потери света на поглощение и отражение пренебрежимо малы.
7. Определить в электронвольтах энергию фотона рентгеновского излучения, длина волны которого равна 10-10 м.
8. Пучок естественного света падает на систему из N поляризаторов, причем угол между плоскостями поляризации любых соседних поляризаторов составляет 30°. Сквозь систему проходит 12% падающего света. Определите число поляризаторов.
9. При фотоэффекте с платины максимальная энергия электронов 0,8 эВ. Найдите длину волны электромагнитного излучения вызывающего фотоэффект и определите красную границу фотоэффекта. Работа выхода электронов из платины 5,29 эВ.
10. Поток монохроматических лучей с длиной волны 600 нм падает нормально на пластинку площадью 1 см2 с коэффициентом отражения 0,3. Определите число фотонов, ежесекундно падающих на пластинку, если давление света на нее составляет 1,3 мкПа.
11. Под каким углом будет наблюдаться рассеянное излучение при эффекте Комптона, если длина волны падающего излучения равна комптоновской длине волны электрона, а энергия электрона отдачи равна энергии рассеянного кванта?
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 32
1. На каком расстоянии от собирающей линзы с оптической силой 5 д птр следует поместить предмет, чтобы получить изображение в натуральную величину?
2. Найдите минимальную толщину пленки с показателем преломления 1,33, при которой свет с длиной волны 0,64 мкм испытывает максимальное отражение, а свет с длиной волны 0,40 мкм не отражается. Угол падения света 30°.
3. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии 4 м от точечного источника монохроматического света длиной волны 500 нм. Посередине между экраном и источником света помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком радиусе отверстия центр дифракционных колец, наблюдаемых на экране, будет наиболее темным?
4. Для какой длины волны света дифракционная решетка имеет угловую дисперсию 6,3105 рад/м? Постоянная решетки 5 мкм.
5. Коэффициент поглощения вещества для монохроматического света равен 0,6. Определить толщину слоя вещества, которая необходима для ослабления света в два раза. Потерями на отражение пренебречь.
6. Естественный свет с интенсивностью 0 I проходит через два поляроида, плоскости поляризации которых расположены под углом друг к другу. После прохождения через поляроиды свет падает на зеркало и, отразившись, проходит опять через оба поляроида. Какова интенсивность света после обратного прохождения через поляроиды?
7. Определить в ангстремах длин у волны, соответствующую фотону с энергией 5 эВ.
8. Определите энергию, излучаемую за одну минуту из смотрового окошка плавильной печи, если площадь окошка 8 см2, а температура печи 1200 К.
9. Задерживающая разность потенциалов при облучении фотокатода видимым светом оказалась равной 1,2 В. Было установлено, что минимальная длина света равнялась 400 нм. Определить красную границу фотоэффекта
10. Давление монохроматического света ( = 460 нм) на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,2 мкПа. Определить число фотонов, падающих за 0,6 мин на поверхность 5 см2.
11. На сколько процентов изменяется длина волны при комптоновском рассеянии на свободных электронах под углом 90°? Длина волны падающего излучения 0,1 нм.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 33
1. Оптическая сила собирающей линзы 6 дптр. На каком расстоянии от линзы нужно поместить предмет, чтобы получить мнимое его изображение на расстоянии 25 см от линзы?
2. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом с длиной волны 0,60 мкм. Расстояние между отверстиями l мм, расстояние от отверстий до экрана 3 м. Найдите расстояния от центра интерференционной картины до третьей светлой полосы.
3. На диафрагму с диаметром отверстия 1,96 мм падает нормально параллельный пучок света длиной волны 600 нм. При каком наибольшем расстоянии между диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно?
4. Свет падает нормально на дифракционную решетку шириной 6,5 см, имеющую 200 штрихов на 1 мм. Исследуемый спектр содержит дублет спектральной линии с длиной волны 670,8 нм, компоненты которого отличаются на 0,015 нм. Найдите, в каком порядке спектра эти компоненты будут разрешены.
5. При прохождении через пластинку свет длиной волны λ1 ослабляется вследствие поглощения в 4 раза, а свет длиной волны λ2 в 8 раз. Определить коэффициент поглощения для света с длиной волны λ2, если коэффициент поглощения для λ1 равен 0,4.
6. Пучок естественного света падает на систему из шести поляризаторов. Угол между плоскостями пропускания любых соседних поляризаторов составляет 30°. Какая часть светового потока проходит через эту систему?
7. Определить энергию фотона в электронвольтах если длина волны соответствующего излучения составляет 60 Ă (ангстрем).
8. На какую длину волны приходится максимум испускательной способности поверхности Солнца имеющей температуру Т = 5800 К? Солнце можно считать абсолютно черным телом.
9. Определить скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра - квантами с длиной волны 2,4 10-2 нм. Работа выхода для серебра 4,7 эВ.
10. Накаленная нить расположена вдоль оси цилиндра длиной 20 см и радиусом 2 см. Нить излучает световой поток мощностью 600 Вт. Считая световой поток симметричным относительно нити накала, определить давление света на поверхность цилиндра. Коэффициент отражения цилиндра 4 %.
11. Найдите длину волны рентгеновского излучения, если максимальная кинетическая энергия комптоновских электронов 0,19 МэВ.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 34
1. При переходе луча света из одной среды в другую угол падения равен 30 о, а угол преломления 60о. Каков относительный показатель преломления второй среды относительно первой?
2. В опыте Юнга две щели, расположенные на расстоянии l мм друг от друга, освещаются светом с длиной волны 0,50 мкм. Интерференционная картина наблюдается на экране, на расстоянии 3 м от щелей. Найдите расстояние между соседними темными интерференционными полосами.
3. Свет от монохроматического источника 600 нм падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия 6 мм. За диафрагмой на расстоянии 3 м от нее находится экран. Какое число зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы?
4. Свет падает по нормали на дифракционную решетку шириной 6,5 см. Найдите наименьшую разность длин волн, которую может разрешить эта решетка в области длин волн 670 нм.
5. Коэффициент поглощения вещества для монохроматического света равен 0,2. Определить толщину слоя вещества, которая необходима для ослабления света в 10 раз. Потерями на отражение пренебречь.
6. Пучок естественного света падает на систему из четырех поляризаторов. Угол между плоскостями пропускания любых соседних поляризаторов составляет 60°. Какая часть светового потока проходит через эту систему?
7. Чему равна длина волны фотона (в пм), энергия которого совпадает с энергией, приобретаемой электроном при прохождении ускоряющей разности потенциалов 1500 В?
8. На какую длину волны приходится максимум испускательной способности абсолютно черного тела при температуре 0°С?
9. Найдите длину волны электромагнитного излучения, падающего на платиновую пластинку, если максимальная скорость фотоэлектронов 3 Мм/с. Работа выхода электронов из платины 5,29 эВ.
10. Поток монохроматического света с длиной волны 480 нм падает нормально на пластинку с коэффициентом отражения 0,2. Сколько фотонов ежесекундно падает на пластину площадью 20 см2, если световое давление на неё составляет 10-8 Па?
11. Чему равна длина волны падающего излучения при эффекте Комптона, если при рассеянии фотона под углом 90° кинетическая энергия электрона отдачи оказалась в 2 раза больше энергии рассеянного фотона?
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 35
1. Угол падения светового луча из вакуума на скипидар равен 45 о, а угол преломления равен 30о. Определите скорость распространения света в скипидаре.
2. В установке для получения колец Ньютона пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью. Найдите показатель преломления жидкости, если радиус третьего светлого кольца в проходящем свете 3,65 мм. Радиус кривизны линзы 10 м, длина во лны света 590 нм.
3. Свет от монохроматического источника 600 нм падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия 6 мм. За диафрагмой на расстоянии 3 м от нее находится экран. Каким будет центр дифракционной картины на экране: темным или светлым?
4. Найдите угловую дисперсию дифракционной решетки с постоянной 5 мкм, для третьего порядка спектр а и длины волны света 0,50 мкм. Ответ дайте в угловых минутах на миллиметр.
5. При прохождении через пластинку свет длиной волны λ1 ослабляется вследствие поглощения в 9 раза, а свет длиной волны λ2 в 3 раз. Определить коэффициент поглощения для света с длиной волны λ2, если коэффициент поглощения для λ1 равен 0,6.
6. Луч света переходит из глицерина ( 1,4 1 n ) в стекло ( 1,5 2 n ) так, что луч, отраженный от границы раздела сред, полностью поляризован. Определите угол между падающим и преломленным лучами.
7. При какой температуре средняя кинетическая энергия теплового движения молекулы одноатомного газа равна энергии фотона с длиной волны 6,6 мкм?
8. Мощность излучения абсолютно черного тела 34 кВт. Найдите температуру тела, если площадь его поверхности 0,6 м2.
9. Определить скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 0,12 мкм. Работа выхода для серебра 4,7 эВ.
10. Монохроматическое излучение с длиной волны 600 нм падает нормально на плоскую зеркальную пластинку и давит на неё с силой 14 мН. Определить число фотонов, ежеминутно падающих на эту пластинку.
11. Фотон с длиной волны 6 пм рассеялся под прямым углом на покоившемся свобядном электроне. Найдите длину волны рассеянного фотона.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 36
1. Под каким углом из вакуума должен падать световой луч на поверхность вещества с показателем преломления, равным 1,73, чтобы угол преломления был в 2 раза меньше угла падения?
2. Как и во сколько раз изменится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый
светофильтр ( 0,50 1 мкм) заменить красным ( 0,65 2 мкм)?
3. Свет от монохроматического источника 500 нм падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия 4 мм. За диафрагмой на расстоянии 3 м от нее находится экран. Какое число зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы?
4. Какой наименьшей разрешающей силой должна обладать дифракционная решетка, чтобы с ее помощью можно было разрешить две спектральные линии калия (0,578 мкм и 0,580 мкм)?
5. Интенсивность света двух различных длин волн λ1 и λ2 измеряется в жидкости непосредственно у поверхности и на глубине 5 м. Оказалось, что начальная интенсивность (на поверхности) одинакова, а на глубине 1 2 I 4I . Определить, на какой глубине интенсивность света длиной волны λ1 превысит интенсивность света длиной волны λ2 в 10 раз.
6. На пути естественного света с интенсивностью 0 I установлены два поляроида. Через первый поляроид проходит свет с интенсивностью 2 0 I I . Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения второго поляроида по сравнению с 0 I , если угол между плоскостями поляризации поляроидов равен 60°?
7. При какой температуре средняя кинетическая энергия теплового движения молекулы одноатомного газа равна энергии фотона с длиной волны 5,6 мкм?
8. На какую длину волны приходится максимум испускательной способности абсолютно черного тела при температуре равной температуре человеческого тела?
9. На поверхность металла направляют ультрафиолетовое излучение с длиной волны равной = 300 нм? Известно, что минимальное задерживающее напряжение составляет 2,1 В. Чему равна красная граница фотоэффекта для этого металла?
10. Параллельный пучок монохроматического света частотой 8·1014 Гц падает на поверхность, производя на неё давление 0,4 мкПа. Какова концентрация фотонов в световом потоке, если коэффициент отражения поверхности 0,2?
11. Определите импульс электрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с энергией равной энергии покоя электрона был рассеян на свободном электроне на угол 180°.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 37
1. Во сколько раз изменится длина волны света при переходе из среды с абсолютным показателем преломления 2 в среду с абсолютным показателем преломления 1,5?
2. От двух когерентных источников с длиной волны 0,70 мкм на экране наблюдается интерференционная картина. Когда на пути одного из лучей (перпендикулярно ему) поместили мыльную пленку с показателем преломления 1,33, интерференционная картина изменилась на
противоположную. Определите наименьшую толщину пленки, при которой это возможно.
3. От монохроматического источника с длиной волны 0,6 мкм, находящегося в 2,4 м от диафрагмы с круглым отверстием радиусом 1,2 мм падает сферическая волна. На ширине отверстия укладывается четыре зоны Френеля. Найти расстояние от диафрагмы до точки наблюдения.
4. Найдите постоянную дифракционной решетки, если эта решетка может разрешить в первом порядке линии спектра калия с длинами волн 404,4 нм и 404,7 нм. Ширина решетки 3 см.
5. При прохождении через пластинку свет длиной волны λ1 ослабляется вследствие поглощения в 8 раз, а свет длиной волны λ2 в 4 раза. Определить коэффициент поглощения для света с длиной волны λ2, если коэффициент поглощения для λ1 равен 0,4.
6. На сколько процентов уменьшается интенсивность естественного света после прохождения через поляризатор, если потери света на поглощение и отражение составляют 8%?
7. Определить в ангстремах длину волны, соответствующую фотону с энергией 6 эВ.
8. На сколько процентов следует увеличить температуру абсолютно черного тела, чтобы излучаемая им энергия возросла в 16 раз?
9. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла 0,4 мкм. Кинетическая энергия вырываемых электронов 2 эВ. Какая доля энергии падающих фотонов расходуется на работу выхода?
10. На идеально отражающую поверхность площадью 10 см 2 за 3 минуты нормально падает монохроматический свет, энергия которого 1680 Дж. Определите световое давление на поверхность.
11. Фотон с энергией l МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Найдите кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на 25%.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 38
1. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе алмаза и жидкого азота равен 30о. Абсолютный показатель преломления алмаза равен 2,4. Во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в жидком азоте?
2. Кольца Ньютона наблюдаются между плосковыпуклой линзой и стеклянной пластинкой при освещении светом с длиной волны 0,59 мкм, па дающим параллельно оси линзы. При измерениях в отраженном свете расстояние между первым и вторым светлыми кольцами 0,5 мм. Найдите радиус кривизны линзы.
3. На диафрагму с диаметром отверстия 2,56 мм падает нормально параллельный пучок света длиной волны 600 нм. При каком наибольшем расстоянии между диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно?
4. Белый свет с длинами волн от 0,40 мкм до 0,78 мкм падает по нормали на дифракционную решетку, имеющую 8000 штрихов на 1 см. Ч ему равна ширина спектра первого порядка на экране, находящемся на расстоянии 2,2 м от решетки?
5. Коэффициент поглощения вещества для монохроматического света равен 0,8. Определить толщину слоя вещества, которая необходима для ослабления света в четыре раза. Потерями на отражение пренебречь.
6. Естественный луч света падает на полированную поверхность алмаза, погруженного в жидкость. Отраженный от алмаза свет образует угол 60° с падающим лучом. Найдите показатель преломления жидкости, если отраженный луч полностью поляризован, а показатель преломления алмаза 2,42.
7. Определить в ангстремах длину волны, соответствующую фотону с энергией 35 эВ.
8. Мощность потока энергии, излучаемой из смотрового окна мартеновской печи, 2,17 кВт. Площадь смотрового окна 6 см 2. На какую длину волны приходится максимум излучательной способности?
9. Красная граница фотоэффекта для платины равнялась 198 нм. После прокаливания платины она увеличилась до 220 нм. На сколько при этом уменьшилась работа выхода (в эВ) электрона?
10. Определить световое давление стенки 60 -ватной лампочки, считая, что вся потребляемая мощность идет на излучение, и стенки лампочки отражают 5% падающего света. Считать лампочку сферическим сосудом радиусом 5 см.
11. Фотон с длиной волны 510-12 м рассеялся под углом 120° на покоившемся свободном электроне. Найдите энергию (в эВ) фотона после рассеяния.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 39
1. Луч света выходит из скипидара в воздух. Определите угол полного внутреннего отражения для этого луча, если показатель преломления скипидара равен 1,48.
2. Найдите расстояние между двадцатым и двадцать первым светлыми кольцами Ньютона, если расстояние между вторым и третьим светлыми кольцами равно 1 мм, а кольца наблюдают в отраженном свете.
3. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии L от точечного источника монохроматического света 600 нм. На расстоянии 0,5 L от
источника помещена круглая непрозрачная преграда диаметром 1 см. Найти расстояние L. если преграда закрывает только центральную зону Френеля.
4. На дифракционную решетку, содержащую 400 штрихов на миллиметр, падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 600 нм. Найдите общее число наблюдаемых дифракционных максимумов.
5. Интенсивность света двух различных длин волн λ1 и λ2 измеряется в жидкости непосредственно у поверхности и на глубине 10 м. Оказалось, что начальная интенсивность (на поверхности) одинакова, а на глубине 1 2 I 4I . Определить, на какой глубине интенсивность света длиной волны λ1 превысит интенсивность света длиной волны λ2 в 10 раз.
6. Пучок естественного света падает на систему из четырех поляризаторов. Угол между плоскостями пропускания любых двух соседних поляризаторов составляет 60°. Какая часть светового потока проходит через эту систему?
7. Определить в электронвольтах энергию фотона рентгеновского излучения, длина волны которого равна 1,26 пм.
8. Найдите мощность электрического тока, необходимую для поддержания в лампе накаливания у нити диаметром 1 мм и длиной 20 см температуры 3500 К. Считайте, что нить излучает как абсолютно черное тело.
9. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны 520 нм?
10. Плоская световая волна интенсивностью 0, 8 Вт/см2 падает под углом 60° на плоскую отражающую поверхность с коэффициентом отражения 0,4. Используя квантовые представления , определите нормальное давление, оказываемое светом на эту поверхность.
11. Определите угол рассеяния фотона на свободном электроне, если изменение длины волны при рассеянии 3,62 пм.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 40
1. Определить оптическую силу и фокусное расстояние тонкой стеклянной линзы, погруженной в скипидар (n = 1,48), если ее оптическая сила в воздухе равна 10 дптр.
2. Плосковыпуклая линза лежит на стеклянной пластинке. Определите толщину слоя воздуха там, где в отраженном свете видно первое кольцо Ньютона. Длина волны света 0,6 мкм.
3. От монохроматического источника с длиной волн ы 0,6 мкм, находящегося в 2,4 м от диафрагмы с круглым отверстием радиусом 1,2 мм падает сферическая волна. На ширине отверстия укладывается четыре зоны Френеля. Найти расстояние от диафрагмы до точки наблюдения.
4. По нормали к поверхности дифракционной решетки падает монохроматический свет с длиной волны, в три раза меньшей, чем постоянная решетки. Определите общее число дифракционных максимумов, наблюдаемых в этих условиях.
5. Интенсивность света двух различных длин волн λ1 и λ2 измеряется в жидкости непосредственно у поверхности и на глубине 5 м. Оказалось, что начальная интенсивность (на поверхности) одинакова, а на глубине 1 2 I 2I Определить, на какой глубине интенсивность света длиной волны λ1 превысит интенсивность света длиной волны λ2 в 10 раз.
6. На пути естественного света с интенсивностью 0 I установлены два поляроида. Через первый поляроид проходит свет с интенсивностью 2 0 I I . Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения второго поляроида по сравнению с 0 I , если угол между плоскостями поляризации поляроидов равен 60°?
7. Определить в электронвольтах энергию фотона, соответствующего излучению с длиной волны 0,6 мкм.
8. Мощность излучения абсолютно черного тела рав на 10 Вт. Найдите величину излучающей поверхности тела, если длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности, 0,87 мкм.
9. У фотоэлектронов вырываемых с поверхности металла светом с частотой 2,21015 Гц максимальная энергия 6,6 эВ, а у электронов вырываемых светом с частотой 4,61015 Гц она равна 16,5 эВ. Определите постоянную Планка.
10. Давление монохроматического света с длиной волны 770 нм на зачерненную поверхность в 5 см2, расположенную перпендикулярно падающему излучению равно 0,8 Па. Определить число фотонов п адающих на поверхность за 30 с.
11. Фотон с энергией 250 кэВ рассеялся под углом 120° на покоившемся свободном электроне. Определите энергию рассеянного фотона.
Индивидуальное задание № 1 по теме «Оптика» 4 семестр
ВАРИАНТ 41
1. Из стекла требуется изготовить плосковыпуклую линзу, оптическая сила D которой равна 5 дптр. Определить радиус R кривизны поверхности линзы.
2. Два когерентных источника света, расстояние между которыми 0,2 мм, удалены от экрана на 1,5 м. Найдите длину волны света, если третий минимум интерференционной картины расположен на экране на расстоянии 12 мм от центра.
3. От монохроматического источника с длиной волны 0, 4 мкм, находящегося в 2,8 м от диафрагмы с круглым отверстием радиусом 2,0 мм падает сферическая волна. На ширине отверстия укладывается пять зон Френеля. Найти расстояние от диафрагмы до точки наблюдения. 4. Плоская монохроматическая волна длиной 0,60 мкм падает на щель шириной 0,04 мм. За щелью находится собирающая линза с фокусным расстоянием 40 см, в фокальной плоскости которой расположен экран. Определите расстояние между минимумами первого и второго порядков на экране.
5. При прохождении через пластинку свет длиной волны λ1 ослабляется вследствие поглощения в 9 раза, а свет длиной волны λ2 в 3 раз. Определить коэффициент поглощения для света с длиной волны λ2, если коэффициент поглощения для λ1 равен 0,6.
6. Луч света переходит из глицерина ( 1,4 1 n ) в стекло ( 1,5 2 n ) так, что луч, отраженный от границы раздела сред, полностью поляризован. Определите угол между падающим и преломленным лучами.
7. Найти импульс фотона видимого света ( λ = 0,5 мкм). Сравнить его с импульсом молекулы водорода при комнатной температуре 20 ˚С. Масса молекулы водорода 2,35·10-27 кг.
8. Начальная температура тела 150 оС. На сколько градусов нужно повысить температуру тела, чтобы суммарная мощность излучения увеличилась в 5 раз? Излучение тела считать близким к абсолютно черному .
9. Фотоны с энергией 4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода 4,5 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
10. Площадка в 26 см2 каждую минуту получает 800 Дж световой энергии. Определите световое давление, если поверхность зеркальная.
11. Определить угол, на который был рассеян квант с энергией 2,04 МэВ при эффекте Комптона, если кинетическая энергия электрона отдачи равна 1,02 МэВ.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:20 | Сообщение # 17 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Атомная физика и элементы квантовой механики
Вариант 1
1. Определить длину волны, соответствующую второй спектральной линии в серии Пашена.
2. Определить эквивалентный ток, связанный с движением электрона по первой боровской орбите.
3. Определить, при каком числовом значении кинетической энергии длина волны де Бройля электрона равна его комптонов ской длине волны.
4. Используя соотношение неопределенностей, показать, что в ядре не могут находиться электроны. Линейные размеры ядра принять равными 5,8·10 -15 м.
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r А / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить значение постоянной А, используя условие нормировки .
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возб ужденном состоянии n = 2. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Определить суммарное максимальное число s-, p-, d-, f- и g-электронов, которые могут находиться в N- оболочке атома.
8. Определить, во сколько раз орбитальный момент импульса Ll электрона, находящегося в f -состоянии, больше, чем для электрона в p-состоянии.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи фосфора.
10. Первоначальная масса радиоактивного изотопа йода 131I 53 c периодом полураспада равным 8 суток равна 1 г. Определить его активность через трое суток.
11. Записать недостающие обозначения в ядерной реакции 40 ( , ) . 18Ar n Х
12. При бомбардировке алюминия 27Al13 α-частицами образуется фосфор Р 30 15 . Записать эту реакцию и подсчитать выделенную энергию. Массы ядер, участвующих в реакции определите из таблицы 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 2
1. Атом водорода находится в возбужденном состоянии характеризуемом главным квантовым числом 3. Определить возможные спектральные линии в спектре водорода, появляющиеся при переходе атома из возбужденного состояния в основное.
2. Определить эквивалентный ток, связанный с движением электрона по второй боровской орбите.
3. Вывести связь между длиной круговой электронной орбиты и длиной волны де Бройля.
4. Кинетическая энергия протона равна его энергии покоя. Чему равна при этом минимальная неопределенность координаты протона?
5. Известно, что нормированная собственная волновая функция, описывающая состояние электрона в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками», имеет вид n (x) 2 /l sinnх /l , где ℓ - ширина «ямы». Определить среднее значение координаты электрона .
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в левой половине «ямы».
7. Пользуясь Периодической системой элементов Д.И. Менделеева, записать символически электронную конфигурацию атом a неона в основном состоянии 10Ne.
8. Определить, во сколько раз орбитальный момент импульса Lℓ электрона, находящегося в f - состоянии, больше, чем для электрона в d-состоянии.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи магния.
10. Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент времени составляла 100 Бк. Определить активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада.
11. Записать недостающие обозначения Х в ядерной реакции Х(р,n) 37Ar 18 .
12. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции : 4 . 2 41 19 1 1 4420Ca H K He Массы ядер, участвующих в реакции определите из таблицы 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 3
1. В инфракрасной области спектра излучения водорода обнаружено четыре серии - Пашена, Брэкета, Пфунда и Хэмфри. Записать сериальные формулы для них и определить длину волны самой коротковолновой линии в серии Пашена.
2. Основываясь на том, что энергия ионизации атома водорода Ei = 13,6 эВ, определить в электрон-вольтах энергию фотона, соответствующую самой длинноволновой линии серии Бальмера.
3. Определить, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы длина волны де Бройля для него была равна 10 нм.
4. Электрон движется в атоме водорода по первой боровской орбите. Принимая, что допускаемая неопределенность скорости составляет 10 % от её числового значения, определить неопределенность координаты электрона. Применимо ли в данном случае для электрона понятие траектории?
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r а / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в левой трети «ямы».
7. Определить в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева порядковый номер элемента, у которого в основном состоянии заполнены K, L, M-оболочки, а также 4s-подоболочка.
8. Момент импульса орбитального движения электрона Lℓ в атоме водорода равен 1,83·10-34 Дж·с. Определить магнитный момент Mℓ, Обусловленный орбитальным движением электрона .
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи полония.
10. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния 225Ac 89 составляет 10 сут. Определить время, за которое распадётся 1/3 начального количества ядер.
11. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается 226U92 после трёх α- и двух β - распадов.
12. При реакции 6Li(d, p)7Li освобождается энергия 5,028 МэВ. Определить массу изотопа 6Li . Массы остальных атомов взять в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 4
1. Атом водорода находится в возбужденном состоянии , характеризуемом главным квантовым числом 4. Определить количество в озможных спектральных линий в спектре водорода, появляющихся при переходе атома из возбужденного состояния в основное и максимальную длину волны в этом наборе линий.
2. Используя теорию Бора для атома водорода, определить скорость движения электрона на первой боровской орбите.
3. Определить, как изменится длина волны де Бройля электрона атома водорода при переходе его с третьей боровской орбиты на вторую.
4. Используя соотношение неопределенностей, показать, что в ядре не могут находиться электроны. Линейные размеры ядра принять равными 5,8·10-15 м.
5. Используя условие нормировки вероятностей, определить нормировочный коэффициент А волновой функции r Аe r /a , описывающей основное состояние электрона в атоме водорода, где r - расстояние электрона от ядра; а –первый боровский радиус.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 2. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы максимальна. Пояснить полученный, результат графически.
7. Пользуясь Периодической системой элементов Д.И.Менделеева, записать символически электронную конфигурацию для атома криптона.
8. Электрон в атоме находится в s-состоянии. Определить момент импульса Lℓ орбитального движения электрона в атоме.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи альфа - частицы.
10. Определить удельную активность 1 кг вещества изотопа 238U 92 , если период его полураспада 4,5·109 лет.
11. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается 236U92 после трех α - и двух β - распадов.
12. При бомбардировке изотопа 6Li3 дейтонами образуются две альфа -частицы. При этом выделяется энергия 22,3 МэВ. Найти массу изотопа лития. Массы ядер, участвующих в реакции (кроме лития) определите из таблицы 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 5
1. Определите количество спектральных линий, которые появятся в спектре атомарного водорода, находящегося в основном состоянии, при возбуждении его электронами с энергией 12,75 эВ. Вычислите длины волн тех спектральных линий, которые будут соответствовать серии Пашена.
2. Основываясь на том, что энергия ионизации атома водорода Ei = 13,6 эВ, определить в электрон-вольтах энергию фотона, соответствующую самой длинноволновой линии серии Бальмера.
3. Определить, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы длина волны де Бройля для него была равна 10 нм.
4. Электрон движется в атоме водорода по первой боровской орбите. Принимая, что допускаемая неопределённость скорости составляет 20 % от её числового значения, определить неопределённость координаты электрона. Применимо ли в данном случае для электрона понятие траектории?
5. Волновая функция, описывающая некоторую частицу, имеет вид r e r 2 /2а2 , где r - расстояние частицы до силового центра; а - некоторая постоянная. Определить среднее расстояние <r> частицы до силового центра.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной я ме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в правой трети «ямы».
7. Определить в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева порядковый номер элемента, у которого в основном состоянии заполнены K, L, M - оболочки, а также частично заполнена 4s - подоболочка.
8. Определить, во сколько раз орбитальный момент импульса электрона, находящегося в f - состоянии, больше, чем для электрона в р - состоянии.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи полония.
10. Определить, какая часть ( в  начального количества ядер радиоактивного изотопа останется не распавшейся по истечении времени, равного двум средним временам жизни радиоактивного ядра.
11. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается U 238
92 после трёх - и двух - распадов.
12. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции : 17 . 8 1 1 4 2 14 7N He H O Массы ядер, участвующих в реакции , найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 6
1. Определить максимальную энергию фотона в видимой серии спектра водорода (серии Бальмера).
2. Электрон находится на первой боровской орбите атома водорода. Определить для электрона: 1) потенциальную энергию; 2) кинетическую энергию; 3) полную энергию.
3. Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов 500 В, имеет длину волны де Бройля 1,28 пм. Принимая заряд этой частицы равным заряду электрона, определить ее массу.
4. Воспользовавшись соотношением неопределенностей, оценить размытость энергетического уровня в атоме водорода для возбужденного состояния, если время жизни электрона в возбужденном состоянии 10 -8 с.
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r а / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с главным квантовым числом 3. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Записать возможные значения орбитального квантового числа ℓ и магнитного квантового числа mℓ для главного квантового числа n = 4.
8. Электрон в атоме находится в р - состоянии. Определить орбитальный момент импульса Lℓ.
9. Вычислить дефект массы, энергию св язи и удельную энергию связи дейтерия.
10. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадается за время, равное двум периодам полураспада.
11. Определить зарядовое число Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой Х, в символической записи ядерной реакции: 1 .
1 4 2 14 7N He H Х
12. Определить, является ли реакция : Li H Be 1n 7 4 1 1 7 3 экзотермической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Массы ядер, участвующих в реакции определите из таблицы 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 7
1. Определить минимальную энергию фотона в видимой серии спектра водорода
2. Электрон находится на второй боровской орбите атома водорода. Определить для электрона: 1) потенциальную энергию Е р; 2) кинетическую энергию Ek; 3) полную энергию Е.
3. Кинетическая энергия электрона равна 1 кэВ. Определить длину волны де Бройля, соответствующую электрону.
4. Принимая, что электрон находится внутри атома диаметром 0,3 нм, определить (в электрон-вольтах) неопределенность энергии этого электрона.
5. Волновая функция, описывающая некоторую частицу, имеет вид r Ae r 2 2а 2 , где r - расстояние частицы до силового центра; а - некоторая постоянная. Определить среднее расстояние <r> частицы до силового центра.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии c n = 4. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы максимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Определить, сколько различных волновых функций соответствует главному квантовому числу 3.
8. Электрон в атоме находится в p-состоянии. Определить момент импульса Lℓ орбитального движения электрона в атоме.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи трития.
10.Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за 849 с.
11. Определить зарядовое число Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи ядерной реакции: Be He12C x 6 4 2 9 4 .
12.В процессе осуществления реакции e e 01 01 энергия E0 фотона составляла 2,02 МэВ. Определить полную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 8
1. Определить длину волны, соответствующую третьей спектральной линии в первой инфракрасной серии.
2. Определить магнитный момент электрона, находящегося в атоме водорода на первой боровской орбите. Сравнить полученный результат с магнетоном Бора.
3. Найти длину волны де Бройля для электронов, движущихся со скоростью 10 Мм/с.
4. Определить отношение неопределенностей скоростей электрона, если его координата установлена с точностью до 10 -5 м, и пылинки массой 10-12, если ее координата установлена с такой же точностью.
5. Частица находится в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками». Вывести выражение для собственных значений энергии Еn.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0 x 1/ 3 и 2 / 3 x «ямы».
7. Электронная конфигурация некоторого элемента 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Определить, что это за элемент.
8. Определить, во сколько раз орбитальный момент импульса Lℓ электрона, находящегося в d-состоянии, больше, чем для электрона в p-состоянии.
9. Определить, какая энергия в электрон -вольтах соответствует дефекту массы Δm = 3 мг.
10.Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за 849 с.
11.Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, определить, сколько α- и β- распадов происходит при превращении 233U 92 в 209Bi 83 .
12.Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной N He H 17O 8 1 1 4 2 14 7 . Массы ядер, участвующих в реакции определите из таблицы 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 9
1. Определить длину волны, соответствующую третьей спек тральной линии в серии Бальмера.
2. Электрон находится на третьей боровской орбите атома водорода. Определить для электрона: 1) потенциальную энергию Е р; 2) кинетическую энергию Ek; 3) полную энергию Е.
3. Определить, как изменится длина волны де Бройля электрон а в атоме водорода при переходе его с шестой боровской орбиты на вторую.
4. Чему равна минимальная неопределенность координаты фотона, соответствующего видимому излучению с длиной волны 0,55 мкм.
5. -функция некоторой частицы имеет вид r ar а / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n 3 . Определить вероятность обнаружения частицы в области 1/ 3 x 2 / 3.
7. Электронная конфигурация некоторого элемента 1s22s22p63s23p63d8. Определить что это за элемент.
8. Электрон в атоме находится в d-состоянии. Определить орбитальный момент импульса (Lℓ) электрона и максимальное значение проекции момента импульса (Lℓ z )max на направление внешнего магнитного поля.
9. Вычислить дефект массы, энергии связи и удельную энергию связи фтора.
10.Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время, равное трем периодам полураспада .
11.Определить, сколько α- и β-частиц выбрасывается при превращении ядра таллия 210Tl 81 в ядро свинца . 206 82 Pb
12.Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции : . 00 01 23 11 23 12Mg Na e Массы ядер представлены в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 10
1. В видимой области спектра излучения водорода обнаружена серия Бальмера. Определить длину волны, соответствующую второй спектральной линии в серии.
2. Вычислите энергию электрона на второй боровской орбите иона Не+, если известно, что энергия электрона в основном состоянии атома водорода 13,6 эВ.
3. Определить, при каком числовом значении кинетической энергии длина волны де Бройля протона равна его комптоновской длине волны.
4. Чему равна минимальная неопределенность координаты фотона, соответствующего видимому излучению с длиной волны 0, 75 мкм.
5. Известно, что нормированная собственная волновая функция, описывающая состояние электрона в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками», имеет вид x nх n ( ) 2 / sin , где ℓ - ширина «ямы». Определить среднее значение координаты электрона.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ, бесконечно высокими «стенками» находится возбужденном состоянии с n = 4. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы максимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Заполненной электронной оболочке соответствует главное квантовое число 3. Определить число электронов в этой оболочке, которые имеют одинаковые квантовые числа ms 1/ 2, 1 m .
8. Электрон в атоме находится в d - состоянии. Определить возможные значения (в единицах ħ) проекции момента импульса L z орбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи изотопа 7 .3 Li
10.Принимая, что все атомы изотопа йода 131I 53 c периодом полураспада 8 суток массой 1 мкг радиоактивны, определить начальную активность этого изотопа .
11. Записать ядерную реакцию для α–распада радия 226 .88 Ra
12.Определить энергию (в электрон -вольтах), которую можно получить при расщеплении 1 г урана 235U92 , если при расщеплении каждого ядра выделяется энергия 200 МэВ.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 11
1. В инфракрасной области спектра излучения водорода обнаружено четыре серии - Пашена, Брэкета, Пфунда и Хэмфри. Записать сериальные формулы для них и определить самую длинноволновую линию в серии Пфунда
2. Определить первый потенциал возбуждения атома водорода.
3. Определить длину волны де Бройля для электрона, движущегося со средней квадратичной скоростью при температуре 300 К.
4. Среднее время жизни η-мезона составляет 2,4·10-19 с, а его энергия покоя равна 549 МэВ. Вычислить минимальную неопределенность массы частицы.
5. Волновая функция, описывающая некоторую частицу, имеет вид r Ae r 2 2а 2 , где r -расстояние частицы до силового центра; а - некоторая постоянная. Определить нормировочный коэффициент волновой функции А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии n = 3. Определить вероятность обнаружения частицы в области от (1/6)ℓ до (1/2)ℓ.
7. Электронная конфигурация некоторого элемента 1s2 2s2 2p6 3s2 3p. Определить, что это за элемент.
8. 1-s электрон атома водорода, поглотив фотон с энергией 12,1 эВ, перешел в возбужденное состояние с максимально возможным орбитальным квантовым числом. Определить изменение момента импульса орбитального движения электрона.
9. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную эне ргию связи калия. 10. Определить удельную активность A 1 кг изотопа 238U
92 , если период его полураспада 4,5·109лет.
11. Жолио-Кюри облучали алюминий 27Al13 α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось и скусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад. Записать эту реакцию.
12. Определить, является ли реакция Li H Be 1n 0 7 4 1 1 7 3 экзотермической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Массы ядер представлены в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 12
1. Атом водорода находится в возбужденном состоянии характеризуемом главным квантовым числом n = 4. Определить возможные спектральные линии в спектре водорода, появляющиеся при переходе атома из возбужденного состояния в основное.
2. Определить скорость электрона по третьей орбите атома водорода .
3. Определить, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы длина волны де Бройля для него была равна 1нм.
4. Масса движущегося электрона в два раза больше его массы покоя. Вычислить минимальную неопределенность координаты электрона.
5. Волновая функция Аsin(2х / ) определена только в области 0 x . Используя условие нормировки, определить нормировочный множитель А.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме » шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 3. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы максимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Волновая функция ( , , ) 1 nm r , описывающая атом водорода, определяется главным квантовым числом n = 5, орбитальным квантовым числом ℓ = 3 и магнитным квантовым числом mℓ = 2. Определить, чему равно число различных состояний, соответствующих данным квантовым числам.
8. Электрон в атоме находится в f-состоянии. Определить возможные значения (в единицах ħ) проекции момента импульса L z орбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля.
9. Определить удельную энергию связи (энергию связи, отнесенную к одному нуклону) для ядер 12С6 .
10.Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется не распавшейся по истечении времени равного двум средним временам жизни радиоактивного ядра.
11.Дополнить недостающие обозначения х в ядерной реакции, которая представлена в условии задачи: 31 . 0 1 80 157 Pu 0n x Se xNd n
x x
12.Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции : 4 . 2 41 19 1 1 44 20Ca H K He Массы ядер представлены в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 13
1. В инфракрасной области спектра излучения водорода обнаружено четыре серии -Пашена, Брэкета, Пфунда и Хэмфри. Записать сериальные формулы для них и определить самую коротковолновую линию в серии Хэмфри.
2. Определить первый потенциал возбуждения иона гелия.
3. Определить длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства нейтрона, если его скорость 2·10 7 м/с. Учесть изменение массы в зависимости то скорости.
4. Масса движущегося электрона в три раза больше его массы покоя. Вычислить минимальную неопределенность координаты электрона.
5. Частица находится в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками». Вывести выражение для собственных значений энергии частицы.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в средней трети «ямы».
7. Используя принцип Паули, указать, какое максимальное число электронов в атоме могут иметь одинаковые следующие квантовые числа : n, ℓ , mℓ.
8. Электрон в атоме находится в 1s состоянии. Найдите количество возможных ориентаций орбитального механического момента импульса по отношению к направлению внешнего поля и возможные их значения.
9. Определить дефект мас сы и энергию связи (в МэВ) ядра атома дейтерия 2Н 1 , имеющего массу 3,343·10-27 кг.
10. Вычислить число атомов радона, распавшихся в течении первых суток, если первоначальная масса радона равна 1 г. Вычислить постоянную распада радона.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : Al x 26Mg 12 27 13 (, ) .
12. При бомбардировке изотопа 6Li 3 дейтонами образуются две альфа -частицы. При этом выделяется энергия 22,3 МэВ. Зная массы дейтона и альфа-частицы (см.таблицу 2), найти массу изотопа лития.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 14
1. Найти наибольшую длину волны других линий в ультрафиолетовой серии спектра водорода.
2. Основываясь на том, что первый потенциал возбуждения водородного атома равен 10,2 В. Определить энергию фотона, соответствующую первой линии серии Бальмера.
3. Определить длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства протона, если его скорость 10 Мм/с.
4. Положение свободного электрона определяется с точностью 10 -4 см. Оцените неопределенность скорости электрона.
5. Волновая функция вида С sin(2х / ) описывает состояние частицы, движущейся вдоль оси Х в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками». Используя условие нормировки, определите величину коэффициента С.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0 x 1/ 3 и 1/ 3 x 2 / 3 «ямы».
7. Используя принцип Паули, указать, какое максимальное число электронов в атоме могут иметь одинаковые следующие квантовые числа n=2, ℓ=1.
8. Вычислите максимальную величину орбитального механического момента электрона в проекции на направление магнитного поля, находящегося в атоме водорода в состоянии с главным квантовым числом 5.
9. Определить дефект массы и энергию связи (в МэВ) ядра атома гелия 4Не 2 .
10. Относительная доля радиоактивного углерода 14С 6 в старом куске дерева составляет 0,0416 долю его в живых растениях. Каков возраст этого куска дерева? Период полураспада изотопа 5570 лет.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : 27Al ( ,n)X 13 .
12. Определить энергию, выделяющуюся в результате термоядерной реакции: 1 . 0 4 2 3 1 2 1Н Н Не n Массы ядер представлены в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 15
1. Найти наибольшую длину волны спектральных линий водорода в видимой области спектра.
2. Найти период обращения электрона на первой орбите в атоме водорода.
3. Определить длину волны де Бройля электрона, находящегося на второй орбите атома водорода.
4. Параллельный пучок электронов с энергией 10 эВ падает по нормали на экран с узкой щелью шириной 10 нм. Оцените относительную неопределенность импульса (Δр/р)·100% для электронов, проходящих сквозь щель.
5. -функция некоторой частицы имеет вид 1 2 / 2 2 1 r a а r , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в первом возбужденном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в пределах (3/8) x (7 /8) «ямы».
7. Используя принцип Паули, указать, какое максимальное число электронов в атоме могут иметь одинаковые следующие квантовые числа n, l , m, ms.
8. Вычислите максимальную величину орбитального механического момента электрона в проекции на направление магнитного поля, находящегося в атоме водорода в состоянии с главным квантовым числом 6.
9. Найдите энергии связи ядер с одинаковыми массовыми числами: 3Н 1 и Не 3 2 . Оцените какое из ядер, по полученным данным, будет наиболее устойчивым?
10. Активность изотопа за 7 сут уменьшается в 2,5 раза. Найти период полураспада.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : Cu x 62Cu 29 63 29 (, ) .
12. Определить суточный расход чистого урана U 235 92 атома электростанцией тепловой мощностью 300 МВт, если энергия Е1, выделяющаяся при одном акте деления, составляет 200 МэВ.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:21 | Сообщение # 18 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 16
1. Найти наименьшую длину волны спектральных линий водорода в видимой области спектра.
2. Найти угловую скорость обращения электрона на первой боровской орбите в атоме водорода.
3. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл по окружности радиусом 0,5 м. Определить длину волны д е Бройля для электрона.
4. Электрон с кинетической энергией 15 эВ находится в металлической пылинке диаметром 1 мкм. Оцените, с помощью соотношения неопределенностей, относительную неопределенность скорости электрона ( Δv/v).
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r а / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в первом возбужденном состоянии. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0 x (1/ 2) и (3/ 4) x «ямы».
7. Найти число электронов в атомах, у которых в основном состоянии заполнены К - и L-слои, 3s-оболочка и наполовину 3р-оболочка.
8. Электрон находится в атоме в g-состоянии. Найдите количество возможных ориентаций орбитального механического момента электрона по отношению к направлению внешнего поля.
9. Вычислите массу ядра углерода 12С 6 , у которого энергия связи на один нуклон 6,04 МэВ.
10. В начальный момент времени активность некоторого радиоактивного изотопа составляла 10,8 Бк. Какова будет его активность по истечении половины периода полураспада?
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : X n 181W(, ) 74 .
12. Определите энергию, поглощенную при реакции : Li He B 1n 0 10 5 4 2 7 3 .
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 17
1. Найти в интервале каких длин волн лежат спектральные линии в видимой области спектра водорода.
2. Атом водорода в основном состоянии поглотил фотон с длиной волны 121,5 нм. Найти радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода.
3. Определить длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства протона, если его скорость 2·108 м/с. Учесть изменение массы в зависимости от скорости.
4. Вычислите (в нм) неопределенность радиуса орбиты электрона, движущегося в атоме водорода со скоростью 1,5 Мм/с, если относительная неопределенность скорости Δv/v = 0,1.
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r А / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить значение постоянной А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 3. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. В атоме К, L и М оболочки заполнены полностью Определите общее число электронов в атоме.
8. Вычислите максимальную величину орбитального механического момента электрона, находящегося в атоме в состоянии с главным квантовым числом 4.
9. Оцените плотность ядерного вещества. Ядро можно считать шаром радиуса 1,3 ·10 - 15·А1/3 м, массу нуклона принять равной атомной единице массы.
10. Какая доля радиоактивных ядер кобальта, период полураспада которых 71,3 сут, распадается за месяц?
11. Написать недостающие обозначения в следующей ядерной реакции: 27Al (n, )X 13 .
12. Какая энергия (в МэВ) потребуется, чтобы разделить ядро углерода 12С 6 на три α- частицы?
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 18
1. При переходе электрона в атом е водорода с одного энергетического уровня на другой излучен квант энергии 1,892 эВ. Определите номера энергетических уровней и длину волны излучения.
2. Найдите наименьшую энергию, которую надо сообщить иону гелия, находящегося в основном состоянии, чтобы он смог испустить фотон, соответствующий переходу из состояния с n = 3 в состояние с n = 2.
3. Найдите длину волны де Бройля для нейтрона, имеющего энергию 0,025 эВ.
4. Во сколько раз длина волны де Бройля частицы меньше неопределенности координаты частицы, если относительная неопределенность импульса составляет 0,1%.
5. -функция некоторой частицы имеет вид (1/(r а 2 ))exp(r 2 /a2 ) , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 4. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах (1/ 4) x (1/ 2) и (5/8) x (7 /8) «ямы».
7. В атоме К, L и М оболочки заполнены полностью, а N оболочка заполнена наполовину. Определите общее число р-электронов в атоме.
8. Электрон находится в атоме в состоянии 4s. Найдите количество возможных ориентаций орбитального механического момента электрона по отношению к направлению внешнего поля.
9. Ядро можно считать шаром радиуса 1,3·10 -15·А1/3 м, массу нуклона принять равной атомной единице массы. Оцените плотность ядерного вещества. Во сколько раз она больше плотности воды?
10. Сколько β-частиц испускает за один час 1 мкг изотопа натрия период полураспада которого равен 15 час?
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : F p x 16O 8 19 9 ( , ) .
12. Определить энергию реакции: 2 4 . 27 3Li p He
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 19
1. Определить длину волны, соответствующую границе серии Бальмера.
2. Найдите энергию электрона в основном состоянии такого водородоподобного иона, который испускает фотон с длиной волны 108,5 нм при переходе из состояния с квантовым числом n = 5 в состояние с n = 2.
3. Определите длину волны де Бройля для свободного электрона, имеющего энергию 1 эВ.
4. Принимая неопределенность координаты электрона в атоме водорода равной 0,5 Å, т.е. равной первому боровскому радиусу, вычислите (в эВ) кинетическую энергию электрона в этом (основном) состоянии. Неопределенность импульса считайте равной величине импульса.
5. Волновая функция, описывающая некоторую частицу, имеет вид r Ae r 2 2а2 , где r -расстояние частицы до силового центра; а - некоторая постоянная. Определить нормировочный коэффициент волновой функции А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 4. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. В атоме К, L и М оболочки заполнены полностью, а N оболочка заполнена наполовину. Определите общее число d-электронов в атоме.
8. Электрон находится в атоме в состоянии f-состоянии. Найдите максимальную величину орбитального механического момента импульса электрона.
9. Определить среднюю удельную энергию связи ядра 16О 8 .
10. Найти постоянную распада радиоактивного кобальта, если его активность уменьшается на 4 % за час.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : Mn x n 55Fe 26 55 25 ( , ) .
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции: 3 . 2 4 2 1 1 6 3Li Н He Не Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 20
1. При переходе электрона в атоме водорода с четвертой стационарной орбиты на вторую излучается фотон, дающий зеленую линию в спектре водорода. Определить длину волны этой линии, если при излучении фотона атом теряет 2,5 эВ энергии.
2. Первый потенциал возбуждения атома водорода 10,2 В. Чему равен первый потенциал возбуждения однократно ионизированного атома гелия.
3. Определите длину волны де Бройля для электрона, движущегося со скоростью 1 Мм/с.
4. Оцените с помощью соотношения неопределенностей минимальную кинетическую энергию (в эВ) электрона внутри сферической области диаметром 0,1 мм. Неопределенность импульса считайте равной величине импульса.
5. -функция основного состояния гармонического осциллятора имеет вид а а2х2 / 2 , где х – смещение; а – некоторая постоянная. Определить среднее значение расстояния <x>.
6. Частица находится в бесконечно глубок ой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 4. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0,3 x 0,5 и 0,6 x «ямы».
7. В атоме К, L, М, и N оболочки заполнены полностью. Определите общее число d- электронов в атоме.
8. Электрон находится в атоме в состоянии f-состоянии. Найдите величину максимальной проекции орбитального механического момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля.
9. Определить удельную энергию связи ядра 12С 6 .
10. Найти среднее время жизни радиоактивного кобальта, если его активность уменьшается на 4 % за час.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном: 27Al ( , p)X 13 .
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции : 4 . 2 4 2 2 1 6 3Li Н He Не
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 21
1. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света с длиной волны 121,5 нм. Определите радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода.
2. Найдите скорость электронов, вырываемых электромагнитным излучением с длиной волны 18 нм из иона гелия, находящегося в основном состоянии.
3. Найдите длину волны де Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 510 В.
4. Оцените с помощью соотношения неопределенностей минимальную кинетическую энергию (в эВ) протона в ядре диаметром 10 -14 м. Неопределенность импульса считайте равной величине импульса.
5. -функция основного состояния гармонического осциллятора имеет вид Аа2х2 / 2 , где х – смещение; а – некоторая постоянная. Определить коэффициент волновой функции А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 2. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы максимальна. Пояснить полученный, результат графически.
7. Считая, что «нарушений» в порядке заполнения электронных оболочек не т, запишите электронные конфигурации атома с атомным номером Z = 36.
8. Электрон находится в атоме в f-состоянии. Найдите количество возможных ориентаций орбитального механического момента электрона по отношению к направлению внешнего поля.
9. Определить дефект массы и энергию связи ядра 7 . 3 Li
10. Препарат урана массы 1 г излучает 1,24·10 4 альфа-частиц в секунду. Найти период полураспада урана.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, вызванной фотоном : N n x 14C 6 14 7 ( , ) .
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции : 4 . 2 1 1 2 2 1Н Не H Не Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 22
1. Определите наименьшую и наибольшую длины волн в ультрафиолетовой серии спектра водорода.
2. Вычислите энергию электрона на второй боровской орбите иона гелия.
3. Найдите длину волны де Бройля протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 1 кВ.
4. Оцените с помощью соотношения неопределенностей линейные размеры ядра, считая, что минимальная кинетическая энергия протона в ядре 10 МэВ. Неопределенности импульса и размеров считайте равными импульсу протона и размеру ядра.
5. -функция некоторой частицы имеет вид r a r А / , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить значение постоянной А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 3. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. В атоме К, L оболочки и 3s-подоболочка заполнены полностью, а 3р-подоболочка заполнена наполовину. Определите порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева.
8. Найдите значение орбитального квантового числа при котором орбитальный момент электрона в атоме в (6) 1/2 раз больше магнетона Бора.
9. Определить энергию связи ядра 4 . 2 Не
10. Определить возраст древних деревянных предметов, если удельная активность изотопа углерода у них составляет 0,6 удельной активности этого же изотопа в только что срубленных деревьях. Период полураспада углерода равен 5570 лет.
11. Написать недостающие обозначения в ядерной ре акции, вызванной фотоном: X p 22Na ( ,)11 .
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции : 3 . 1 1 1 2 1 2 1Н Н H Н Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 23
1. Определите количество спектральных линий, которые появятся в спектре атомарного водорода, находящегося в основном состоянии, при возбуждении его электронами с энергией 12,75 эВ. Вычислите длины волн тех спектральных линий, которые будут соответствовать серии Лаймана.
2. Вычислите энергию электрона в ионе гели я в основном состоянии.
3. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы длина волны де Бройля была равна 0,1 нм?
4. Сравнить неопределенности в определении скорости α-частицы, если ее координаты установлены с точностью до 10 мкм, и шарика массой в 0,1 мг, если координаты его центра тяжести могут быть установлены с такой же точностью.
5. Известно, что собственная волновая функция, описывающая состояние электрона в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками», имеет вид n (x) 2/l sinnх /l , где ℓ - ширина «ямы». Определить среднее значение координаты электрона.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 2. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Сколько электронов в М-оболочке имеют одинаковое квантовое число mS = +1/2.
8. Валентный электрон атома находится в со стоянии с главным квантовым числом 3, имея максимально возможный механический орбитальный момент. Чему равен при этом орбитальный магнитный момент электрона (выраженный в магнетонах Бора).
9. Определить удельную энергию связи ядра 7 . 3 Li
10. В урановой руде отношение числа ядер изотопа урана к числу ядер свинца составляет 2,8. Оценить возраст руды, считая, что весь свинец является конечным продуктом распада уранового ряда. Период полураспада изотопа урана равен 4,5·109 лет.
11. При бомбардировке изотопа 14N 7 нейтронами получается изотоп углерода C 14 6 , который оказывается β- радиоактивным. Написать уравнения обеих реакций и указать, какой элемент получается в итоге .
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции: 3 . 2 1 0 2 1 2 1Н Н n Нe
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 24
1. У какого водородоподобного иона разность длин волн между головными линиями серий Лаймана и Бальмера равна 133,7 нм?
2. Иону какого элемента принадлежит водородоподобный спектр, длины волн которого в 9 раз короче, чем в спектре атома водорода? Запишите его порядковый номер в таблице Менделеева.
3. Какую энергию необходимо дополнительно сообщить электрону, чтобы его длина волны де Бройля уменьшилась от 100 пм до 50 пм?
4. Диаметр пузырька в жидко -водородной пузырьковой камере составляет 100 нм. Оцените неопределенность в определении скоростей электрона и α-частицы в такой камере, если неопределенность в определении координаты принять равной диаметру пузырька.
5. Используя условие нормировки вероятностей, определить нормировочный коэффициент А волновой функции r Аe r /a описывающей основное состояние электрона в атоме водорода, где r - расстояние электрона от ядра; а –первый боровский радиус.
6. Частица одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в первом возбужденном состоянии. Определить вероятность обнаружения частицы в пределах (1/ 4) x (3/ 4) «ямы».
7. В атоме К, L, М и N оболочки и 5s- и 5p-подоболочки заполнены полностью, а 5 d- подоболочка заполнена наполовину. Определите порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева.
8. Электрон в возбужденном атоме водорода находится в 3 р- состоянии. Найдите величину изменения орбитального магнитного момента электрона при переходе атома в основное состояние.
9. Определить удельную энергию связи ядра 14 . 7 N
10. Вычислить удельную активность радиоактивного изотопа натрия период полураспада которого равен 15 час.
11. При бомбардировке изотопа алюминия 27Al 13 α-частицами получается радиоактивный изотоп фосфора 30P15 , который затем распадается с выделением позитрона. Написать уравнения обеих реакций и указать, какой элемент получается в итоге.
12. Определить энергию, поглощающуюся при реакции : 17 . 8 1 1 4 2 14 7N Нe H O
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 25
1. Определите количество спектральных линий, которые появятся в спектре атомарного водорода, находящегося в основном состоянии, при возбуждении его электронами с энергией 12,75 эВ. Вычислите длины волн тех спектральных линий, которые будут соответствовать серии Пашена.
2. Используя теорию Бора для атома водорода, определить скорость движения электрона на второй боровской орбите.
3. Для заряженной частицы, ускоренной разностью потенциалов 200 В, длина волны де Бройля 2,02 пм. Найдите массу этой частицы, если ее заряд равен заряду электрона.
4. Ширина следа электрона на фотографии, полученной с помощью камеры Вильсона составляет 1 мм. Найти неопределенность в определении скорости.
5. Волновая функция Аsin(2х / ) определена только в области 0 x . Используя условие нормировки, определить нормировочный множитель А.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном со стоянии с n = 3. Определить вероятность обнаружения частицы в области (2/ 3) x .
7. Сколько электронов в М-оболочке имеют одинаковое квантовое число mℓ = -2.
8. Электрон в атоме характеризуется орбитальным квантовым числом ℓ = 1. Вычислите максимальную величину проекции магнитного орбитального момента электрона на направление внешнего магнитного поля.
9. Определить удельную энергию связи ядра 27 . 13 Al
10. Вычислить удельную активность радиоактивного изотопа урана -235 период полураспада которого равен 7,1·10 8 лет.
11. При бомбардировке изотопа алюминия 27Al 13 нейтронами получается радиоактивный изотоп, который затем распадается с выделением α-частицы. Написать уравнения обеих реакций и указать, какой элемент пол учается в итоге.
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции : 8 . 4 1 0 2 1 7 3Li Н n Be
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 26
1. Определить длину волны излучения атомов водорода при переходе электронов с четвертой орбиты на вторую. Какому цвету соответствует это излучение?
2. Используя теорию Бора для атома водорода, определить во сколько раз радиус третьей орбиты электрона в атоме водорода больше радиуса второй орбиты .
3. Найдите длину волны де Бройля для нейтрона, имеющего энергию 0,025 эВ.
4. Среднее время существование К-мезона 10 нс. Какому ограничению должна удовлетворять энергетическая разрешающая способность прибора, регистрирующего частицу.
5. Волновая функция, описывающая некоторую частицу, имеет вид r Ae r 2 2а2 , где r -расстояние частицы до силового центра; а - некоторая постоянная. Определить нормировочный коэффициент волновой функции А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n =3. Определить вероятность обнаружения частицы в области (1/ 3) x 0,5.
7. Сколько электронов в L-оболочке имеют одинаковое квантовое число mS = +1/2.
8. Электрон атома водорода находится в состоянии с главным квантовым числом 3 и имеет максимально возможное значение орбитального магнитного момен та. На какую величину (в системе СИ) уменьшится орбитальный магнитный момент электрона при переходе в состояние 2 р?
9. Определить удельную энергию связи ядра 40 .20Са
10. Найти активность 1 мкг полония 210Ро 84 . Период полураспада равен 138 сут.
11. При бомбардировке изотопа 23Nа11 дейтонами получается изотоп Na 2411 , который оказывается β-радиоактивным. Написать уравнения обеих реакций и указать, какой элемент получается в итоге.
12. Определить энергию, освобождающуюся при реакции : 1 . 0 10 5 2 1 9 4Be Н B n Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 27
1. Найти квантовое число, соответствующее возбужденному состоянию иона гелия, если при переходе в основное состояние этот ион испустил последовательно два фотона с длинами волн 121,4 нм и 30,35 нм.
2. Электрон выбит из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном с энергией 17,7 эВ. Определить скорость электрона за пределами атома.
3. Найдите длину волны де Бройля для свободного электрона, имеющего энергию 1 эВ.
4. Среднее время существование πо-мезона 10-16 с. Какому ограничению должна удовлетворять энергетическая разрешающая способность прибора, регистрирующего частицу.
5. Частица находится в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками». Вывести выражение для собственных значений энергии Еn.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной я ме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в первом возбужденном состоянии. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0 x (1/ 2) и (3/ 4) x «ямы».
7. Сколько электронов в полностью заполненных K, L, М-оболочках имеют одинаковое квантовое число mS = -1/2.
8. Электрон находится в атоме в состоянии 3p. Найдите количество возможных ориентаций орбитального механического момента электрона по отношению к направлению внешнего поля.
9. Определить удельную энергию связи ядра 63 . 29Cu
10. Найти удельную активность искусственно полученного радиоактивного изотопа стронция 90Sr 38 . Период полураспада 28 лет.
11. Дополнить недостающие обозначения х в ядерной реакции, которая представлена в условии задачи: 3 1 . 0 1 80 157 Pu 0n x Se xNd n
x x В ответ занести массовое число изотопа плутония.
12. Определить освобождается или поглощается энергия при ядерной реакции : 4 . 2 1 1 3 2 2 1Н Не H Не Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в таблице 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 28
1. Атомарный водород в основном состоянии возбуждается ультрафиолетовым излучением с длиной волны 100 нм. Определить длины волн, которые появятся в спектре излучения атома, и каким сериям они принадлежат.
2. Определить изменение кинетической энергии электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны 486 нм.
3. Найдите длину волны де Бройля для электрона, имеющего скорость 1 Мм/с.
4. Среднее время существование резонансов 10 -23 с. Какому ограничению должна удовлетворять энергетическая разрешающая способность прибора, регистрирующего частицу.
5. -функция основного состояния гармонического осциллятора имеет вид а а2х2 / 2 , где х – смещение; а – некоторая постоянная. Определить среднее значение расстояния х .
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n =3. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в областях 0 x (1/ 6) и (1/ 2) x(5/ 6).
7. Сколько электронов в полностью заполненных K, L, М-оболочках имеют одинаковое квантовое число mℓ = -1.
8. Найдите значение орбитального квантового числа при котором орбитальный момент электрона в атоме в (12)1/2 раз больше магнетона Бора.
9. Определить удельную энергию связи ядра 113 . 48Cd
10. Свинец, содержащийся в урановой руде, является конечным продуктом распада уранового ряда, поэтому из отношения количества урана в руде к количеству свинца в ней можно определить возраст руды. Известно, что на 1 кг урана -238 в этой руде приходится 320 г свинца. Определите возраст руды. Период полураспада 4,5·109 лет.
11. Дополнить недостающие обозначения х в ядерной реакции, которая представлена в условии задачи: 1 . 0 1 99 135 0
235U n Zr Te x n x x x Определить количество нейтронов - продуктов реакции.
12. Определить освобождается или поглощается энергия при реакции : 3 . 2 4 2 1 1 6 3Li Н He Не Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в табл. 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
32
Вариант 29
1. Определить длины волн, соответствующие границам серии Лаймана, Бальмера и Пашена.
2. Определить частоту света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона на уровень с главным квантовым числом 2, если радиус орбиты электрона изменился в 9 раз.
3. Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией 15 мТл по окружности радиусом 1,4 м. Определить длину волны де Бройля для протона.
4. Чему равна минимальная неопределенность координаты фотона, соответствующего видимому излучению с длиной волны 0,55 мкм.
5. -функция основного состояния гармонического осциллятора имеет вид Аа2х2 / 2 , где х – смещение; а – некоторая постоянная. Определить коэффициент волновой функции А, используя условие нормировки.
6. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 4. Определить, в каких точках «ямы» плотность вероятности обнаружения частицы минимальна. Пояснить полученный результат графически.
7. Сколько электронов в полностью заполненных K, L, М-оболочках имеют одинаковое квантовое число mℓ = +1, mS = +1/2.
8. Электрон находится в атоме в состоянии d-состоянии. Найдите величину максимальной проекции орбитального механического момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля.
9. Определить удельную энергию связи ядра 200 . 80 Hg
10. Чему равна активность радона, образовавшегося из 1 г радия за 1 час. Периоды полураспада радона 3,82 сут и радия 1590 лет
11. Ядра радиоактивного изотопа 232Th 90 претерпевают последовательно один α-распад и два β-распада. Определить конечный продукт реакции.
12. Определить освобождается или поглощается энергия при ядерной реакции : 4 . 2 4 2 2 1 6 3Li Н He Не Массы ядер, участвующих в реакции, найдите в табл. 2.
Индивидуальная работа № 3 по физике по темам «Атомная физика и элементы квантовой механики» 4 семестр
Вариант 30
1. Определить в электрон-вольтах энергию и длину волны фотона, соответствующую самой коротковолновой линии серии Бальмера.
2. Используя теорию Бора для атома водорода, определить во сколько раз радиус пятой орбиты электрона в атоме водорода меньше радиуса восьмой орбиты .
3. Найдите длину волны де Бройля для электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 510 В.
4. Среднее время существование нейтронов 12 мин. Какому ограничению должна удовлетворять энергетическая разрешающая способность прибора, регистрирующего частицу.
5. -функция некоторой частицы имеет вид 1 2 / 2 2 1 r a а r , где r – расстояние этой частицы до силового центра; а – некоторая постоянная. Определить среднее расстояние r частицы до силового центра.
6. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной «потенциальной яме» шириной ℓ с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии с n = 4. Определить отношение вероятностей обнаружения частицы в пределах 0,6 x и 0,3 x 0,5 «ямы».
7. Пользуясь Периодической системой элементов Д.И. Менделеева, записать символически электронную конфигурацию атом a неона в основном состоянии 10Ne.
8. Электрон атома водорода находится в состоянии с главным квантовым числом 3 и имеет максимально возможное значение орбитального магнитного момента. Во сколько раз уменьшится орбитальный магнитный момент электрона при переходе в состояние 2р?
9. Определить удельную энергию связи ядра 238 . 92U
10. Вычислить число атомов радона, распавшихся в течении первых суток, если первоначальная масса радона равна 20 г. Вычислить постоянную распада радона. Период полураспада 3,82 сут.
11. При бомбардировке изотопа азота 14N 7 нейтронами получается изотоп углерода 14С6 . Написать уравнение реакции и указать, какая еще частица участвует в ней.
12. Определить энергию ядерной реакции:
|
| |
| |
