5.4. Оптика, атомна та ядерна фізика

4.1. На пластину з щілиною, ширина якої а = 0,05 мм, падає нормально монохроматичне світло з довжиною хвилі λ = 0,7 мкм. Визначити кут φ відхилення променів, який відповідає першому дифракційному максимуму.

4.2. Дифракційна решітка, яка освітлена нормально падаючим монохроматичним світлом, відхиляє спектр третього порядку на кут

φ₁ = 30º. На який кут φ₂ відхиляє вона спектр четвертого порядку?

4.3. Кут заломлення променя у рідині i₂ = 35º. Визначити показник заломлення n рідини, якщо відомо, що відбитий пучок світла максимально поляризований.

4.4. На скільки процентів зменшиться інтенсивність світла після проходження через поляризаційну призму Ніколя, якщо втрати світла складають 10%?

4.5. Визначити енергію фотона, що випромінюється при переході електрона в атомі водню з третього енергетичного рівня на основний.

4.6. Вирахувати енергію, що випромінюється за одну хвилину з площі s = 1 см² абсолютно чорного тіла, нагрітого до температури

T = 1000 К.

4.7. Довжина хвилі, на яку приходиться максимум енергії випромінювання абсолютно чорного тіла, = 0,6 мкм. Визначити температуру T тіла.

4.8. Визначити максимальну спектральну густину (r_λ,Т)_max енергетичної світності, розраховану на 1нм у спектрі випромінювання абсолютно чорного тіла. Температура тіла T = 1К.

4.9. Визначити енергію ε , масу m і імпульс р фотона з довжиною хвилі λ = 1,24 нм.

4.10. На пластину падає монохроматичне світло (λ = 0,42 мкм).

Затримуюча різниця потенціалів U = 0,95 В. Визначити роботу А виходу електронів з поверхні пластини.

4.11. Вирахувати енергію зв'язку Е_зв ядра дейтерію і тритію .

4.12. Вирахувати енергетичний ефект Q ядерних реакцій:

⁹₄Ве + ⁴₂Не→ ¹²6С+ ¹₀n. ⁶₃Li+ ¹₁Н→ ³₂Не+ ⁴₂Не.

4.13. Визначити перший потенціал збудження φ₁ атома гідрогену (водню).

4.14. Обчислити довжину хвилі де Бройля λ для електрона, що пройшов різницю потенціалів U = 22,5 В.

4.15. Вирахувати довжину хвилі де Бройля λ для протона, що рухається зі швидкістю υ = 0,6 с (с – швидкість світла у вакуумі).

4.16. Оцінити за допомогою співвідношення невизначеностей мінімальну кінетичну енергію електрона, що рухається всередині сферичної області діаметром d = 0,1 нм.

4.17. Визначити число N атомів радіоактивного препарату йоду масою m = 0,5 мкг, що розпались протягом часу: t=7 діб.

4.18. Визначити активність А радіоактивного препарату масою m = 0,1 мкг.

4.19. Лічильник α-частинок, встановлений поблизу радіоактивного ізотопу, при першому вимірюванні реєстрував N₁ = 1400 частинок за хвилину, а через час t = 4 год – тільки N₂ = 400. Визначити період напіврозпаду T_1/2 ізотопу.

4.20. У скільки разів зменшиться активність ізотопу через час

t = 20 діб?

4.21. На скільки процентів зменшиться активність ізотопу іридію за час t = 15 діб?

4.22. Визначити число N ядер, що розпались в радіоактивному ізотопі фосфору масою m = 1 мг протягом часу t = 5 діб.

4.23. З кожного мільйона атомів радіоактивного ізотопу кожну секунду розпадається 200 атомів. Визначити період напіврозпаду T_1/2 ізотопу.

4.24. Визначити кількість теплоти Q, що виділяється при розпаді радону з активністю А = 3,7·10¹⁰ Бк за час t = 20 хв. Кінетична енергія α – частинки, що вилітає з радону, становить 5,5 МеВ.

4.25. Маса m = 1 г урану в рівновазі з продуктами його розпаду виділяє потужність Р = 1,07·10^-7 Вт. Знайти молярну теплоту Q_m, яку виділяє уран за середній час життя τ атомів урану.

4.26. Визначити енергію, що необхідна для розділення ядра на дві α – частинки і ядро ₁₂С