Кабардин о.Ф. Физика (справочные материалы), 1991

178. Определите второй продукт ядерной реакции

Решение

Для определения второго продукта ядерной реакции необходимо использовать тот факт, что при осуществлении ядерных реакций число барионов остается неизменным. Отсюда следует, что сумма протонов в частицах, вступающих в реакцию, должна быть равна сумме протонов в частицах - продуктах реакции, а общее число нуклонов в левой части уравнения равно общему числу нуклонов в правой его части. Число протонов в частицах, вступивших в данную ядерную реакцию, равно 3. В ядре гелия  только два протона, следовательно, во втором продукте ядерной реакции содержится один протон. Таким образом, второй продукт ядерной реакции является одним из изотопов водорода. Найдем массовое число этого изотопа. Общее число нуклонов в ядрах, представленных в левой части уравнения, равно 7. В ядре гелия   четыре нуклона, следовательно, на долю второго продукта ядерной реакции приходится три нуклона. Таким образом, второй продукт ядерной реакции является изотопом водорода - тритием  .

179. Определите, какая частица участвует в осуществлении ядерной реакции

.

Решение

Воспользовавшись свойством сохранения числа протонов и общего числа нуклонов при осуществлении ядерных реакций, можно определить, что неизвестная частица   содержит два протона и состоит из четырех нуклонов. Следовательно, это ядро атома гелия   (альфа-частица).

Задачи для самостоятельного решения

180. Определите красную границу фотоэффекта для металла с работой выхода 2,5 эВ.

181. Красная граница фотоэффекта для металла равна 4,5·10^-7 м. Определите работу выхода.

182. Найдите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности тела, из материала с работой выхода 2 эВ при освещении светом длиной волны 3,5·10^-7 м.

183. Найдите максимальную скорость фотоэлектронов при освещении поверхности тела из материала с работой выхода 1,9 эВ светом длиной волны 4·10^-7 м.

184. При какой частоте света, падающего на поверхность тела из металла с работой выхода 2,2 эВ, максимальная скорость фотоэлектронов равна 1000 км/с?

185. При какой частоте фотона масса фотоэлектрона может стать равной массе покоя протона?

186. На рисунке 319 представлена энергетическая диаграмма состояний атома. Стрелками на диаграмме указаны переходы с излучением или поглощением фотонов. При каком из обозначенных на рисунке переходов происходит поглощение фотона с максимальной энергией? Какой из переходов сопровождается излучением фотона с минимальной частотой?

Р ис. 319

187. По рисунку 319 определите переход с излучением фотона с максимальной энергией и переход с поглощением света с максимальной длиной волны.

188. На рисунке 320 представлена энергетическая диаграмма состояний атома водорода. Определите длину волны излучения, испускаемого при переходе атома с энергетического уровня 3 на уровень 2.

Р ис. 320

189. По диаграмме на рисунке 320 определите частоту света, поглощаемого при переходе с уровня 1 на уровень 3.

190. При каком минимальном значении энергии электронов могут происходить неупругие столкновения электронов с атомами водорода?

191. При каком минимальном значении энергии электронов, сталкивающихся с атомами водорода, может наблюдаться возникновение всех возможных линий в спектре водорода?

192. Однозарядные ноны изотопа цезия массой 133 а.е.м. разгоняются в электрическом поле напряжением 2000 В и движутся в однородном магнитном поле масс-спектрографа. Определите радиус окружности, по которой движутся ионы, если индукция магнитного поля 0,25 Тл.

193. Вычислите энергию связи ядра атома трития  .

194. Вычислите удельную энергию связи нуклонов в ядре атома гелия  .

195. Какое ядро образуется в результате альфа-распада ядра изотопа урана  ?

196. Какое ядро образуется в результате электронного бета-распада изотопа водорода  ?

197. Какое ядро образуется в результате позитронного бета-распада ядра изотопа меди  ?

198. Период полураспада изотопа радия   1600 лет. Сколько ядер изотопа испытает распад за 3200 лет, если начальное число радиоактивных ядер 10⁹?

199. Период полураспада ядер изотопа иода   - 8 суток. Сколько радиоактивных ядер этого изотопа останется в образце через 80 суток, если начальное количество радиоактивных ядер равно 10⁹?

200. Допустимая доза общего облучения человека гамма-излучением или бета-частицами 5 рад за год. Какова допустимая мощность дозы общего облучения человека при условии непрерывного действия излучения на человека круглосуточно в течение всего года? Мощность дозы выразите в мрад/ч.

201. Мощность дозы гамма-излучения радиоактивных изотопов в зоне заражения 20 рад/ч. Сколько часов может работать в этой зоне человек, если допустимой безопасной дозой в аварийной обстановке принята доза 25 рад?

202. Вычислите энергетический выход реакции

.

Масса атома азота 14,003074 а.е.м., атома кислорода 16,999133 а.е.м.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

14. 580 м

15. 0,75 м/с²

16. 3 м/с; 21 м

17. 20 м/с

18. 100 м

19. ∼2170 м

20. 70 см

21. 4 м/с²

22. 10⁶ м/с²

23. 4 м/с²

24. ∼24,5 м/с

25. ∼3,6 м/с

26. ∼167 м

27. 5 Н

28. 0,5 м/с²

29. ∼2650 км

30. ∼1,3·10^-8 Н; ∼124·10³ с ≈34,5 ч

31. ∼7,33 км/с

32. ∼6,5·10²³ кг

33. ∼42000 км

34. ∼8000 Н

35. ∼1,5·10³

36. ∼1 ч 23 мин≈5·10³ с

37. 37,5 м; 50 м

38. ∼9,1 м

39. ∼14,1 м/с

40. 4000 Н

41. 4 раза

42. ∼1,57 м/с

43. ∼105 м/с

44. 7·10⁶ Н

45. 2,5·10⁵ Дж

46. ∼4,33·10³ Дж

47. -7·10³ Дж

48. ∼6·10³ Дж

49. 1 Дж

50. ∼19,5 м/с

51. ∼5,6·10³ м³

52. 1,4·10⁶ Дж

53.   Н

54. 5 раз

55. 

71. 1,2·10^-19 Дж

72. 5,4·10³ Па

73. 1,7·10^-15 Па

74. 4,8·10²⁰ К

75. 2,4·10²⁵ м^-3

76. 4,1·10⁷ Па

77. 241 К

78. ∼3,4 м³

79. ∼2600 К

80. ∼1,7·10^-2 кг = 17 г

81. ∼1,8·10^-2 кг

82. 50 мН/м

83. 5·10^-2 м

84. 140 Н

85. 140 м

86. Увеличилась на 600 Дж

87. 300 Дж

88. 385 м/с

89. 0 °С

90. 0 °С

91. 33%

92. 200 Дж

93. 25%

94. 57%

95. 1500 К

111. &sim10,3·10^-4 H

112. ∼5,8·10¹¹ В/м

113. 200 В/м

114. 81 В/см

115. 5·10³ В/м

116. 50 Дж

117. 2,4·10^-16 Дж

118. ∼1,87·10⁷ м/с

119. ∼1,6 м²

120. 0,5 мкФ

121. 1,25·10⁴ В

122. 2 В; 4 В

123. 5·10^-4 Дж

124. 16 В

125. 1,5 В; 1 Ом

126. 2,7·10² ч

127. 0,31 Н

128. 6 А

129. 10^-2 Тл

130. 5·10^-3 Вб

131. 5,7·10^-2 м

132. 6,55·10^-8 с

133. 1,6·10^-4 Кл

134. 0,45 Гн

135. 8,1·10^-3 Дж

148. 9 раз

149. ∼4,93 с

150. ∼0,17 м

151. ∼2 км

152. Увеличится в   раз

153. Увеличится в 2 раза

154. ∼7,1·10^-2 В

155. ∼0,53 c^-1

156. 310 Дж

157. 484 Ом

158. ∼0,8 Гн

159. 318 Ом

160. ∼800 Гц

161. ∼1,6 мкФ

162. ∼500 Гц

163. 5,5·10³ В

164. 0,33 м

165. -0,2 м

166. 0,276 м

167. ∼13 см

168. ≈260000 км/с

169. ∼3,3 т

170. ∼4,2·10⁶ т

180. ∼5·10^-7 м

181. 4,4·10^-19 Дж

182. 2,46·10^-19 Дж

183. 1,05·10⁶ м/с

184. ∼1,22·10¹⁵ Гц

185. ∼2,8·10²³ Гц

186. 4; 3

187. 1; 2

188. 6,56·10^-7 м

189. 1,03·10^-7 м

190. 10,2 эВ

191. 13,6 эВ

192. 0,15 м

193. 8,4819 МэВ

194. 7,074 МэВ

195. 

196. 

197. 

198. 7,5·10⁸

199. 9,76·10⁵

200. 0,57 мрад/ч

201. 1250 ч

202. 1,2 МэВ