Фізика атома і атомного ядра

Варіант 1

1 рівень

Задача 1. Під час переходу електрона в атомі водню з третьої стаціонарної орбіти на другу випромінюється фотон світла, якому відповідає довжина хвилі 652нм. На скільки зменшилась енергія атома водню?

Задача 2. Який ізотоп утворюється з радіоактивного талію ₈₁Tl²¹⁰після трьох послідовних

-розпадів і одного -розпаду?

2 рівень

Задача 1. Електрон і позитрон, що мають однакові енергії по 0,7МеВ, при зіткненні перетворились на два однакові фотони. Визначити довжину хвилі, що відповідає фотону.

Задача 2. Визначити період піврозпаду радону, якщо за одну добу з 1 млн. атомів розпадається 175000 атомів.

3 рівень

Задача 1. У скільки разів зміниться енергія атома водню при переході електрона з першої стаціонарної орбіти на третю? При переході електрона з четвертої на другу орбіту?

Варіант 2

1 рівень

Задача 1. Повний заряд ядра атома елемента дорівнює 4,8∙10^-18Кл. Визначити номер елемента. Скільки електронів у електронній оболонці цього атома?

Задача 2. Радіоактивний натрій ₁₁Na²⁴, розпадаючись, випромінює електрон. Який новий елемент утворюється при цьому?

2 рівень

Задача 1. Визначити дефект маси і енергію зв’язку ізотопу ₃Li⁷.

Задача 2. Радіоактивний натрій ₁₁Na²⁴ розпадається, викидаючи -частинки. Період піврозпаду натрію 14,8год. Визначити кількість атомів, які розпадаються в 1мг даного радіоактивного препарату за 10 годин.

3 рівень

Задача 1. Розрахувати на яку найменшу відстань -частинка, яка має швидкість 1,9∙10⁷м/с, може наблизитися до ядра атома золота, рухаючись по прямій, яка проходить через центр ядра. Маса -частинки 6,6∙10^-27кг, заряд -частинки 3,2∙10^-19Кл, заряд ядра золота 1,3∙10^-17Кл.

Варіант 3

1 рівень

Задача 1. В наслідок поглинання кванта світла енергія атома ртуті змінилася на 7,84∙10^-19Дж Визначити довжину хвилі поглинутого світла і масу кванта.

Задача 2. Радіоактивний азот ₇N¹³, розпадаючись перетворюється в ізотоп вуглецю ₆С¹³. Написати рівняння ядерної реакції. Яка частинка при цьому випромінюється?

2 рівень

Задача 1. Яка енергія виділяється під час ядерної реакції ₄Ве⁹+₁Н² =₅В¹⁰+₀n¹?

Задача 2. -частинка, що вилетіла з ядра радію зі швидкістю 15Мм/с, пролетів у повітрі 3,3см, зупинилася. Знайти кінетичну енергію, час гальмування та прискорення.

3 рівень

Задача 1. На атомній електростанції за рік витрачається 19,2кг ₉₂U²³⁵. Враховуючи, що під час поділу одного ядра урану ₉₂U²³⁵ звільнюється 200МеВ енергії, а ККД при виробленні електроенергії дорівнює 25%, визначити потужність АЕС.

Варіант 4

1 рівень

Задача 1. Чому дорівнює повний заряд ядра атома ванадію, атомний номер якого 23?

Задача 2. Визначити нуклонний склад ядер берилію ₄Ве⁹, цинку ₃₀Zn⁶⁵, барію ₅₆Ва¹³⁷.

2 рівень

Задача 1. Визначити питому енергію зв`язку для ядра ізотопу кисню ₈О¹⁷.

Задача 2. Знайти значення постійної Ридберга R у формулі Бальмера, знаючи, що найменша частота випромінювання у видимій частині спектру водню рівна 4,6^.10¹⁴Гц.

3 рівень

Задача 1. Який запас ядерного пального ₉₂U²³⁵ повинен мати атомний криголам “Ленін” для плавання протягом 1 року в Арктиці, якщо його загальна потужність 32400кВт, а середній ККД 14%? Під час поділу одного ядра урану ₉₂U²³⁵ виділяється енергія 200МеВ.

Варіант 5

1 рівень

Задача 1. При переході іонізованого атома водню до нормального стану випромінюється фотон із частотою хвилі 3,3∙10¹⁵Гц. Визначити енергію та масу цього фотону.

Задача 2. Ядро берилію ₄Ве⁹ поглинувши дейтерій ₁Н² перетворюється в ядро атома бору ₅В¹⁰. Написати рівняння ядерної реакції і визначити, яка частинка при цьому викидається.

2 рівень

Задача 1. Скільки радіоактивної речовини залишиться через 12 і 24 доби, якщо спочатку її було 480г? Період піврозпаду речовини 24 доби.

Задача 2. У скільки разів довжина хвилі випромінювання атома водню при переході електрона з третьої орбіти на другу більша довжини хвилі випромінювання при переході електрона з другої орбіти на першу?

3 рівень

Задача 1. Яку кількість води можна нагріти від 0⁰С до кипіння, якщо використати все тепло, що виділяється під час реакції ₃Li⁷+₁H¹=2₂He⁴ при повному перетворенні 1г літію?

Варіант 6

1 рівень

Задача 1. Визначити довжину електромагнітної хвилі, яку випромінює атом водню під час переходу його електрона з четвертої орбіти на другу. До якого діапазону хвиль електромагнітної шкали належить це випромінювання?

Задача 2. Назвати хімічний елемент, в ядрі атома якого міститься: а) 6 протонів і 6 нейтронів; б) 19 протонів і 20 нейтронів; в) 50 протонів і 69 нейтронів.

2 рівень

Задача 1. Лічильник Гейгера зареєстрував за 1хв 4000 -частинок, що виникли під час розпаду ядер радіоактивного ізотопу натрію ₁₁Na²⁴, а через добу тільки 1000 розпадів за 1хв. Визначити період піврозпаду ізотопу.

Задача 2. Лазер, працюючий в імпульсному режимі, споживає потужність 1кВт. Час одного імпульсу 5мкс, а число імпульсів в 1с рівно 200. Знайти випромінювану енергію та потужність одного імпульсу, якщо на випромінювання йде 0,1% споживаючої потужності.

3 рівень

Задача 1. При переході електрона з деякої орбіти на другу атом водню випромінює світло з довжиною хвилі 4,34∙10^-7м. Знайти номер невідомої орбіти.

Варіант 7

1 рівень

Задача 1. Електрон в атомі вольфраму після поглинання кванта з довжиною хвилі 1,45^.10^-10м переходить з однієї орбіти на іншу. Як і на скільки змінилась енергія атома?

Задача 2. Під час опромінювання ртуті ₈₀Hg¹⁹⁸ нейтронами утворюються атоми золота ₇₉Au¹⁹⁸. Написати рівняння ядерної реакції. Чи вигідно таким способом практично добувати золото?

2 рівень

Задача 1. Скільки процентів радіоактивних ядер кобальту залишиться через місяць, якщо період піврозпаду дорівнює 71 добу?

Задача 2. На скільки зміниться енергія електрона в атомі водню при випромінюванні атомом фотона з довжиною хвилі 4,86∙10^-7м?

3 рівень

Задача 1. На дифракційну решітку падає пучок світла від розрядної трубки наповненої атомарним воднем. Постійна решітки 5∙10^-4см. З якої орбіти повинен перейти електрон на другу орбіту, щоб спектральну лінію п’ятого порядку можна було спостерігати під кутом 41⁰?

Варіант 8

1 рівень

Задача 1. Радіоактивний ізотоп азоту ₇N¹³, розкладаючись, перетворюється в ізотоп вуглецю ₆С¹². Написати рівняння реакції. Яка частинка при цьому випромінюється?

Задача 2. Чому енергія зв’язку атома водню ₁Н¹ дорівнює нулю?

2 рівень

Задача 1. Період піврозпаду радону ₈₆Rn дорівнює 3,8 доби. Через який час маса радону зменшилася в 10 раз?

Задача 2. Гелій – неоновий (Не+Nе) газовий лазер, працюючий в безперервному режимі, дає випромінювання монохроматичного світла з довжиною хвилі 630нм, розвиваючи потужність 40мВт. Скільки фотонів випромінює лазер за 1с?

3 рівень

Задача 1. Знайти найбільшу та найменшу довжину хвилі у видимій області спектру випромінювання атома водню.

Варіант 9

1 рівень

Задача 1. Написати рівняння ядерної реакції, яка відбувається під час бомбардування берилію - частинками і супроводжується виділенням нейтронів.

Задача 2. Скільки квантів різної енергії може випромінювати атом водню, якщо його електрон міститься на третій орбіті?

2 рівень

Задача 1. Яка енергія виділяється при утворенні 1г гелію ₂He ⁴ із протонів і нейтронів?

Задача 2. Була деяка кількість радіоактивного радону. За 11,4 доби кількість радону зменшилась у 8 раз. Який період піврозпаду радону?

3 рівень

Задача 1. Визначити енергію, яка випромінюється при переході електрона в атомі водню з третьої орбіти на першу.

Варіант 10

1 рівень

Задача 1. Який ізотон утворюється із радіоактивного торію ₉₀Th²³² у результаті чотирьох

- і двох -розпадів. Обчислити заряд ядра нового ізотопу.

Задача 2. В результаті якого радіоактивного розпаду плутоній ₉₄Pu²³⁹ перетворюється в

₉₂U²³⁵ ?

2 рівень

Задача 1. Який період Т піврозпаду ізотопу, якщо за добу розпадається в середньому 900 атомів із 1000?

Задача 2. Визначити дефект маси ядра ізотопу ₁₀Ne²⁰.

3 рівень

Задача 1. Написати реакцію - розпаду радію ₈₈Ra²²⁶. Порівняти імпульси та кінетичні енергії одержаних ядер, враховуючи, що до розпаду ядро радію було у спокою.

Варіант 11

1 рівень

Задача 1. В наслідок захоплення нейтрона ядром магнію ₁₂Mg²⁴, утворюється радіоактивний ізотоп натрію ₁₁Na²⁴. Які частинки випускаються при цьому ядерному перетворенні? Написати рівняння реакції.

Задача 2. Написати реакцію - розпаду урану ₉₂U²³⁵ та - розпаду свинцю ₈₂Pb²⁰⁹.

2 рівень

Задача 1. Знайти енергію зв’язку ядра ізотопу літію ₃Li⁷.

Задача 2. Під час співударяння протона з ядром берилію відбувається ядерна реакція з виділенням -частинки. Написати рівняння ядерної реакції і визначити енергію реакції.

3 рівень

Задача 1. В 1814 р. І. Фраунгофер виявив чотири лінії поглинання водню в видимій частині спектру Сонця. Найбільша довжина хвилі в спектрі поглинання була 656 нм. Знайти три останні лінії.

Варіант 12

1 рівень

Задача 1. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу сурми ₅₁Sb¹³³ після чотирьох -розпадів? Обчислити заряд ядра нового ізотопу.

Задача 2. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу літію ₃Li⁸ після одного - розпаду і одного - розпаду? Обчислити заряд нового ядра.

2 рівень

Задача 1. При опроміненні атома водню електрони перейшли з першої стаціонарної орбіти на третю, а при поверненні в попередній стан вони перейшли спочатку з третьої орбіти на другу, а потім з другої на першу. Порівняти енергію квантів, поглинених та випромінених атомами.

Задача 2. Активність радіоактивного елемента зменшилась в 4 рази за 8 діб. Знайти період піврозпаду.

3 рівень

Задача 1. Згідно теорії Бора, радіус першої орбіти електрона в атомі водню дорівнює r₁=0,53^.10^-10м. Визначити лінійну та кутову швидкість руху електрона по цій орбіті, а також радіус, лінійну швидкість і частоту обертання електрона в атомі водню на другій боровській орбіті.

Варіант 13

1 рівень

Задача 1. Що відбудеться з ізотопом урану 237 при - розпаді? Як зміниться масове число нового елемента? Вліво чи вправо в таблиці Менделєєва відбудеться здвиг? Записати реакцію.

Задача 2. Записати реакцію перетворення актинію 227 у францій – 223;  чи  розпад має тут місце?

2 рівень

Задача 1. Під час взаємодії атома дейтерію з ядром ₃Li⁷ випромінюється нейтрон. Написати рівняння реакції та обчислити енергію, яка виділяється під час цієї реакції.

Задача 2. У скільки разів зменшиться число атомів одного із ізотопів радону 1,91 добу? Період піврозпаду цього ізотопу радону Т=3,82 діб.

3 рівень

Задача 1. Яка швидкість v та прискорення a електрона на першій боровській орбіті, радіус якої визначається формулою r₀=4p₀ħ²/mе², де m і е – відповідно маса та заряд електрона. ₀=8,85^.10^-12 Кл/н^.м² – електрична постійна.

Варіант 14

1 рівень

Задача 1. Ядро ізотопу ₈₃Ві²¹¹ одержали з другого ядра після послідовних  і  розпадів. Що це за ядро?

Задача 2. В що перетворюється ₉₂U²³⁸ після - розпаду та двох -розпадів?

2 рівень

Задача 1. Визначити повну енергію електрона, який знаходиться на другій орбіті атома водню.

Задача 2. Період піврозпаду радію Т=1600 років. Через який час число атомів зменшиться в 4 рази?

3 рівень

Задача 1. На яку мінімальну відстань наблизиться при центральному ударі - частинка і ядро олова? Швидкість - частинки рівна 10⁹см/с, її маса 6,7^.10^-24г (Ядро олова рахувати нерухомим).

Варіант 15

1 рівень

Задача 1. У що перетворюється ізотоп торію ₉₀Th²³⁴, ядра якого підлягають трьом послідовним -розпадам?

Задача 2. Ядра ізотопу торію ₉₀Th²³² підлягають -розпаду, двом -розпадів, та ще один -розпад. Які ядра після цього отримаються?

2 рівень

Задача 1. При роботі ядерного реактора за добу виділяється енергія, еквівалентна масі 1г. Яка потужність такого реактора?

Задача 2. В результаті послідовної серії радіоактивних розпадів уран ₉₂U²³⁸перетворюється у свинець ₈₂Pb ²⁰⁶. Скільки  та  розпадів він одержав при цих перетвореннях?

3 рівень

Задача 1. У скільки разів енергія, яка виділяється при ядерному діленні 1кг урану, більша кількості теплоти одержаної при згоранні цистерни нафти 50т? Враховувати, що при діленні одного атома урану виділяється 190 МеВ енергії.