физика / атомная физика
.pdfКвантовая физика, физика атома
Спектр атома водорода. Правило отбора
Задание 1
Установить соответствие квантовых чисел, определяющих волновую функцию электрона в атоме водорода, их физическому смыслу.
1 |
n |
|
А |
определяет ориентацию электронного облака в |
|
|
|
|
пространстве |
2 |
l |
|
Б |
определяет форму электронного облака |
3 |
m |
|
В |
определяет размеры электронного облака |
|
|
|
Г |
собственный механический момент импульса |
Варианты ответов:
1)1-Г, 2-Б, 3-А;
2)1-В, 2-А, 3-Г;
3)1-А, 2-Б, 3-В;
4)1-В, 2-Б, 3-А●
Задание 2
Главное квантовое число n определяет …
Варианты ответов:
1)собственный механический момент электрона в атоме;
2)орбитальный механический момент электрона в атоме;
3)энергию стационарного состояния электрона в атоме;
4)проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление
Задание 3
Спиновое квантовое число S определяет…
Варианты ответов:
1)энергию стационарного состояния электрона в атоме;
2)проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление;
3)орбитальный механический момент импульса электрона в атоме;
4)собственный механический момент импульса электрона в атоме●
Задание 4
В атоме водорода уровню энергии с номером n отвечает (без учета спина)…
Варианты ответов:
1) |
(n |
1)2 различных квантовых состояний) |
2) |
(n |
1) различных квантовых состояний; |
3)n2 различных квантовых состояний;●
4)(n 1) различных квантовых состояний;
5)2n2 различных квантовых состояний
|
|
|
Задание 5 |
|
|
В атоме K и L оболочки заполнены полностью. Общее число p-электронов в атоме… |
|||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
1)2; |
2)4; 3)10; 4)8; 5)6● |
|
|
|
|
|
|
Задание 6 |
|
|
В атоме К и L оболочки заполнены полностью. Общее число электронов в атоме равно… |
|||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
1) 6; |
2) 18; |
3) 10;● |
4) 28; |
5) 8 |
Задание 7
На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома.
Переход с поглощением фотона наибольшей частоты обозначен цифрой…
Варианты ответов:
1)1;
2)4;●
3)2;
4)3;
5)5
Задание 8
На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода.
Поглощение фотона с наибольшей длиной волны происходит при переходе, обозначенном стрелкой под номером…
Варианты ответов:
1)1;
2)5;●
3)2;
4)4;
5)3
Задание 9
На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена. Наибольшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует переход…
Варианты ответов:
1) |
n |
2 |
n |
1; |
2) |
n |
5 |
n |
3; |
3) n |
5 |
n |
2 ; |
|
4) n |
4 |
n |
1● |
Задание 10
На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена. Наименьшей частоте кванта в серии Пашена соответствует переход…
Варианты ответов:
1) |
n |
5 |
n |
3 ; |
2) |
n |
2 |
n |
1; |
3) n |
4 |
n |
3 ;● |
|
4) n |
5 |
n |
1 |
Задание 11
На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Переход с излучением фотона наибольшей частоты обозначен цифрой…
Варианты ответов:
1)1;
2)5;
3)2;
4)3;●
5)4
Задание 12
Электрон в атоме водорода перешел из основного состояния в возбужденное с n=3. Радиус его боровской орбиты…
Варианты ответов:
1)не изменился;
2)увеличился в 9 раз;●
3)уменьшился в 3 раза;
4)увеличился в 3 раза;
5)увеличился в 2 раза.
Задание 13
В атоме водорода электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, как показано на рисунке. В соответствии с правилом отбора запрещенным является переход…
Варианты ответов:
1)2р - 1S;
2)4f - 3d;
3)4S - 3p;
4)3d - 2S●
Задание 14
В атоме водорода электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, как показано на рисунке. В соответствии с правилом отбора разрешенным является переход…
Варианты ответов:
1)2S-1S;
2)3d-2S;
3)4S-2p;●
4)4S-3d
Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга
Задание 1
Два источника излучают свет с длинной волны 375 нм и 750 нм. Отношение импульсов фотонов, излучаемых первым и вторым источником, равно…
Варианты ответов:
1)½;
2)4;
3)¼;
4)2●
Задание 2
Если частицы имеют одинаковую скорость, то наименьшей длиной волны де Бройля обладает…
Варианты ответов:
1)электрон;
2)протон;
3)α-частица;●
4)нейтрон
Задание 3
Если частицы имеют одинаковую скорость, то наибольшей длиной волны де Бройля обладает…
Варианты ответов:
1)нейтрон;
2)α-частица;
3)протон;
4)электрон●
Задание 4
Если частицы имеют одинаковую длину волны де Бройля, то наибольшей скоростью обладает…
Варианты ответов:
1)позитрон;●
2)α-частица;
3)нейтрон;
4)протон
Задание 5
Если частицы имеют одинаковую длину волны де Бройля, то наименьшей скоростью обладает…
Варианты ответов:
1)α-частица;●
2)электрон;
3)протон;
4)нейтрон
Задание 6
Если протон и - частица двигаются с одинаковыми скоростями, то отношение их длин волн де Бройля p равно…
Варианты ответов:
1)12 ; 2)1; 3)4; 4)2; 5)1/4●
Задание 7
Если протон и нейтрон двигаются с одинаковыми импульсами, то отношение их длин
волн де Бройля равно …
Варианты ответов:
1)1;● 2)2; 3)4; 4)1/2
Задание 8
Групповая скорость волны де Бройля…
Варианты ответов:
1)равна скорости света в вакууме;
2)больше скорости света в вакууме;
3)зависит от квадрата длины волны;
4)равна скорости частицы;●
5)не имеет смысла как физическая величина
Задание 9
Положение атома углерода в кристаллической решетке алмаза определено с
погрешностью |
x |
5 10 11 м . Учитывая, что постоянная Планка |
|
1,05 10 34 Дж с, а масса |
||||||||
атома углерода |
m |
1,99 10 26 кг, неопределенность скорости v |
x |
его теплового движения (в |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м/c) составляет не менее… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) 1,06; |
2) 9,43 10 3 ; |
3) 0,943; |
4) 106● |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Задание 10 |
|
|
|
|
|
|
|
Протон локализован в пространстве в пределах |
x |
10мкм. Учитывая, что постоянная |
||||||||||
Планка |
1,05 10 |
34 Дж с, а масса протона m 1,67 10 27 кг, неопределенность скорости v |
x |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
движения (в м/c) составляет не менее… |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) 1,59 10 2 ; |
2) |
6,29 10 2 ; |
3) 6,29 10 3 ;● |
4) 1,59 10 5 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Задание 11 |
|
|
|
|
|
|
|
Положение |
пылинки |
массой m |
10 9 кг, можно |
установить с |
неопределенностью |
|||||||
x 0,1мкм. Учитывая, |
что |
постоянная |
Планка |
|
1,05 10 34 Дж с, |
неопределенность |
||||||
скорости |
vx движения (в м/c) составляет не менее… |
|
|
|
|
|
|
|||||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) 1,05 10 27 ; |
2) 1,05 10 18 ; |
3) 1,05 10 18 ;● |
4) 1,05 10 24 |
|
|
Задание 12
Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена относительно большим временем жизни электронов в метастабильном состоянии порядка 10 3 с. Учитывая, что постоянная Планка 6,6 10 16 эВ с, ширина метастабильного уровня (в эВ) будет не менее…
Варианты ответов: |
|
|
|
1) 1,5 10 13 ; 2) 6,6 10 19 ; |
3) 1,5 10 19 ; |
4) 6,6 10 |
13 |
|
|
|
● |
|
|
|
|
|
Задание 13 |
Время жизни атома в возбужденном состоянии 10 нс. Учитывая, что постоянная |
|||||
Планка |
6,6 10 16 эВ с, ширина энергетического уровня (в эВ) составляет не менее… |
||||
Варианты ответов: |
|||||
1)1,5 |
|
|
|
; |
|
|
|
||||
2)6,6 |
|
|
|
|
;● |
|
|
|
|
||
3)6,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4)1,5 |
|
|
. |
||
|
Задание 14
Интервал частот, излучаемых атомом при радиационном распаде возбужденного уровня, составляет 100 кГц. Согласно принципу неопределенности время жизни атома на этом уровне можно оценить как…
Варианты ответов:
1)10-5 с;● 2) 10-10 с; 3)10-9 с; 4)10-8 с
Уравнение Шредингера (общие свойства)
Задание 1
Квадрат модуля волновой функции ψ, входящей в уравнение Шредингера, равен…
Варианты ответов:
1) плотности вероятности обнаружения частицы в соответствующем месте пространства;● 2)энергии частицы в соответствующем месте пространства; 3) импульсу частицы в соответствующем месте пространства.
Задание 2
Задана пси-функция Ψ(x,y,z) частицы. Вероятность того, что частица будет обнаружена в объѐме V, определяется выражением …
Варианты ответов:
1) |
2) |
3) |
4) |
5) |
● |
Задание 3
Нестационарным уравнением Шредингера является уравнение…
Варианты ответов:
1) |
; |
2) |
; |
3) |
|
|
|
; |
|
4) 2 |
U (x, y, z, t) i |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2m |
t |
● |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 4 |
|
|
|
|
|
Стационарным уравнением Шредингера является уравнение… |
||||||||||
Варианты ответов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) |
|
2 |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
U (x, y, z, t) |
i |
|
|
|
|
|
|||
|
|
2m |
t |
|
|
|
2) |
|
|
; |
|
3) |
2m |
E U |
0 ;● |
|
2 |
||||
|
|
|
4)
Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)
Задание 1
Стационарным уравнением Шредингера для частицы в одномерном ящике с бесконечно высокими стенками является уравнение…
Варианты ответов:
1) |
; |
2) |
; |
3) |
; |
4) |
● |
Задание 2
Стационарным уравнением Шредингера для частицы в трѐхмерном потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками является уравнение …
Варианты ответов:
1) |
|
|
2m |
E |
0 ;● |
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
||||||
2) |
d 2 |
|
|
2m |
E |
0 ; |
||
dx 2 |
|
2 |
|
3) |
|
|
2m |
|
E |
|
Ze2 |
|
0 |
; |
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
4 |
0 |
r |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
d 2 |
|
|
2m |
E |
|
m |
|
02 x2 |
|
0 |
||
d 2 x |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 3
Стационарное уравнение Шредингера в общем случае имеет вид: |
2m |
|
2
где U – потенциальная энергия микрочастицы. Линейному гармоническому соответствует уравнение…
Варианты ответов:
1) |
; |
2) |
; |
E U 0 ,
осциллятору
3) |
; |
4) |
● |
Задание 4
Стационарным уравнением Шредингера для электрона в водородоподобном ионе является уравнение…
Варианты ответов:
1) |
|
|
2m |
|
|
E |
|
Ze2 |
|
0 |
;● |
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
4 |
0 |
r |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 |
|
2m |
|
|
|
mw2 x2 |
|
||||||
2) |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
0 |
|
|
0 ; |
|
dx2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||||||
3) |
d 2 |
|
|
2m |
|
E |
|
|
0 ; |
|
|
|
|
|
dx2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) 2m2 E 0
Задание 5
На рисунках приведены картины распределения плотности вероятности нахождения микрочастицы в потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Состоянию с квантовым числом n=2 соответствует распределение…
Варианты ответов:
1) |
2) |
3) |
4) |
● |
Задание 6
На рисунке изображена плотность вероятности обнаружения микрочастицы на различных расстояниях от «стенок» ямы. Вероятность ее обнаружения в центре ямы равна…
Варианты ответов:
1)3/4;
2)1/2;
3)0;●
4)1/4
Задание 7
Вероятность обнаружить электрон на участке (a,b) одномерного потенциального ящика с
бесконечно высокими стенками вычисляется по формуле , где ω-плотность вероятности, определяемая Ψ-функцией. Если Ψ-функция имеет вид, указанный на рисунке, то
вероятность обнаружить электрон на участке равна…
Варианты ответов:
1)1/2;
2)2/3;
3)1/3;
4)5/6●
Задание 8
Вероятность обнаружить электрон на участке (a,b) одномерного потенциального ящика с
бесконечно высокими стенками вычисляется по формуле , где ω-плотность вероятности, определяемая Ψ- функцией. Если Ψ-функция имеет вид, указанный на рисунке, то
вероятность обнаружить электрон на участке равна…
Варианты ответов:
1)5/8;
2)3/8;●
3)1/2;
4)1/4
Задание 9
Вероятность обнаружить электрон на участке (a,b) одномерного потенциального ящика с
|
|
|
|
b |
|
бесконечно высокими стенками вычисляется |
по |
формуле W |
dx , где |
- плотность |
|
|
|
|
|
a |
|
вероятности, определяемая -функцией. Если |
-функция имеет вид, указанный на рисунке, то |
||||
вероятность обнаружить электрон на участке |
3L |
x |
L равна… |
|
|
|
|
|
|||
8 |
|
|
|
|