Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

физика / атомная физика

.pdf
Скачиваний:
104
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
502.54 Кб
Скачать

Квантовая 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

 

 

 

 

Соседние файлы в папке физика