Электрический разряд в газонаполненных элементах электронной цепи. Учебное пособие
.pdf
2.6. Источники света дугового разряда
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Какие частицы в классической физике называются элементарными?
−это объекты, которые никакими воздействиями не могут быть разделены на более мелкие составляющие;
−это частицы, которые невозможно разделить без потери ими индивидуальных свойств;
−это частицы, составляющие ядро атома.
2.Какие частицы считаются элементарными в рамках технической электроники?
−атомы, молекулы, ионы, электроны и фотоны;
−атомы, ионы и электроны;
−атомы и молекулы.
3.При каждом акте явления преобразования строения молекул:
−энергия может и выделяться и поглощаться;
−происходит лишь выделение энергии;
−энергия только поглощается;
−энергетическое состояние молекулы не изменяется.
4.Если при преобразовании строения молекул выделяется энергия, каково ее значение?
−до 25 эВ;
−более 25 эВ;
−до 1 Джоуля;
−более 1 Джоуля;
−изменение энергетических состояний не происходит.
5.Является ли атом делимым объектом?
−да, атом является делимым;
−нет, атом неделим и является элементарной частицей;
−атом в большинстве случаев возможно разделить, но существуют неделимые атомы.
6.Является ли электрон элементарной частицей в рамках классической физики?
91
Контрольные вопросы
−да, является, потому что его невозможно разделить на составляющие;
−да, является, поскольку он может отрываться от ядра;
−нет, не является, потому что электрон возможно разделить на составляющие;
−нет, не является, поскольку это атом, который обладает отрицательным зарядом.
7.Может ли атом преобразоваться в положительно заряженный ион?
−да, в результате отрыва электрона;
−да, в результате отрыва от ядра;
−нет, ион не обладает зарядом;
−нет, заряд иона может быть только отрицательный.
8.В чем особенность фотона?
−масса покоя фотона равна нулю;
−фотон обладает отрицательным зарядом;
−фотон обладает положительным зарядом;
−фотон существует только в состоянии покоя.
9.Чему равна энергия фотона?
−произведению постоянной Планка и частоты внешнего воздействия, соответствующего оптическому диапазону;
−произведению длины волны света и постоянной Планка, деленному на скорость света в вакууме;
−произведению скорости света в вакууме и массы фотона;
−произведению скорости и частоты света в веществе.
10.Что такое электрон?
−стабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом;
−стабильная элементарная частица с положительным электрическим зарядом;
−стабильная элементарная частица с нейтральным электрическим зарядом;
−стабильная элементарная частица без электрического заряда.
92
Контрольные вопросы
11.Чем определяется энергия электрона в атоме?
−во внешней электронной оболочке ядра атома она больше, чем на внутренней;
−энергия электронов, расположенных близко к ядру атомов боль-ше, чем на внешних оболочках;
−энергия электронов при разных состояниях движения не отличается.
12.Что представляет собой возбужденное состояние атома?
−возбужденное состояние атома – энергетически нестабильное состояние, в которое атом переходит, получая энергию извне;
−возбужденное состояние атома – энергетически стабильное состояние, в котором атом может находиться сколь угодно долго;
−возбужденное состояние атома – энергетически нестабильное состояние, в которое атом переходит из нормального состояния, отдавая энергию.
13.Каким может быть заряд ядра атома?
−отрицательным;
−положительным;
−нейтральным;
−ядро не обладает электрическим зарядом.
14.Что приставляет собой электронная оболочка атома?
−это совокупность всех электронов в атоме;
−это совокупность электронов атома во внешней оболочке;
−это совокупность электронов на внутренних оболочках;
−это совокупность электронов на поверхности ядра атома.
15.Какие электроны характеризуются более сильной энергетической связью с ядром атома?
−образующие внутренние электронные оболочки;
−образующие наружные электронные оболочки;
−все электроны одинаково связаны с ядром атома.
16.При возбуждении атома электроны:
−могут переходить на внешние орбиты и покидать атом;
−могут только переходить на внешние орбиты;
93
Контрольные вопросы
−могут только возвращаться в атом;
−не изменяют своего энергетического состояния.
17.Что понимается под нормальным состоянием атома?
−состояние с наименьшей возможной энергией;
−электрически нейтральное состояние;
−это состояние, в котором атом способен пребывать не менее
10–9 с;
−это состояние, в котором атом способен пребывать не менее
10–6 с.
18.Какой период времени атом способен пребывать в нормальном состоянии, если ему не сообщать дополнительную энергию?
−неограниченно долго;
−в течение 10–9 с;
−в течение 10–6 с;
−промежуток времени неизмеримо мал.
19.Что называется метастабильным состоянием атома?
−возбужденное состояние, переход из которого в состояние с меньшей энергией запрещен;
−состояние с наименьшей возможной энергией;
−нормальное состояние атома;
−состояние атома, в котором он способен пребывать неограниченно долго.
20.Способен ли атом находиться в метастабильном состоянии неограниченно долго без внешнего воздействия?
−нет, по истечении периода времени 10–3 – 1 секунд он возвращается в нормальное состояние;
−нет, по истечении периода времени 10–6 секунд он возвращается в нормальное состояние;
−да, без внешнего воздействия атом способен находиться в метастабильном состоянии неограниченно долго;
−метастабильное состояние в принципе не подразумевает возможность переходов атомов из одного состояние в другое.
94
Контрольные вопросы
21.Каков характер электрического заряда иона, представляющего собой атом, лишенный одного из своих электронов?
−положительный;
−отрицательный;
−нейтральный;
−равный нулю.
22.Какие атомы называются электроотрицательными?
−атомы, способные притягивать избыточные электроны;
−атомы, обладающие отрицательным зарядом;
−атомы, способные к ионизации.
23.Что представляет собой энергетическая модель атома?
−это набор возбужденных или ионизированных состояний атома, характеризующиеся известным запасом энергии;
−это распределение заряженных частиц в атоме в соответствии с их энергетическим состоянием;
−это распределение электронных орбит в атоме в зависимости от их энергетического потенциала.
24.Чему равен запас энергии в атоме в возбужденном состоянии?
−произведение заряда электрона на некоторую эквивалентную величину разности потенциалов;
−произведение заряда электрона на массу электрона и эквивалентную величину разности потенциалов;
−делению заряда электрона на некоторую эквивалентную величину разности потенциалов.
25.Отличается ли энергия ионизации атома для разных веществ?
−да, для разных веществ энергия ионизации атома отличается;
−нет, энергия ионизации атома является постоянной для всех веществ;
−энергия ионизации атомов может быть различной для одного вещества.
26.Отличается ли число возбуждённых состояний атома для разных веществ?
95
Контрольные вопросы
−да, для разных веществ число возбуждённых состояний атома отличается;
−нет, число возбуждённых состояний является постоянным для всех веществ;
−число возбуждённых состояний может быть различным для одного вещества.
27.Что называется элементарными процессами в веществе?
−любые процессы взаимодействия между элементарными частицами, их исчезновения и превращения;
−любые процессы, происходящие внутри атома;
−любые процессы, происходящие в атоме, находящимся в нормальном состоянии;
−любые процессы, происходящие в атоме, находящимся в возбужденном состоянии.
28.Чем характеризуется элементарный процесс?
−величиной обменов энергии и характером внутренних процессов;
−типом и количеством участвующих в элементарном процессе частиц;
−типом вещества, в котором происходит элементарный процесс.
29.Каковы типы элементарных процессов?
−упругие и неупругие соударения;
−соударения первого и второго рода;
−возбуждение и ионизация;
−прямые и обратные процессы.
30.Чем характеризуются упругие соударения?
−соударяющиеся частицы обмениваются импульсами и энергиями, но не вызывают каких-либо внутренних процессов хотя бы в одной из них;
−соударение частиц приводит к внутренним процессам в частицах, но при этом не происходит обмена энергии и импульсов;
−часть энергии соударяющихся частиц затрачивается на внутренние процессы;
96
Контрольные вопросы
−энергия соударяющихся частиц увеличивается за счет использования запаса энергии одной из частиц.
31.Чем характеризуются неупругие соударения?
−часть энергии соударяющихся частиц затрачивается на внутренние процессы или, наоборот, увеличивается за счет использования запаса энергии одной из частиц;
−соударяющиеся частицы обмениваются импульсами и энергиями, но не вызывают каких-либо внутренних процессов хотя бы в одной из них;
−при соударении частиц не происходит обмена импульсами и энергиями, и не провоцируются какие-либо внутренние процессы в частицах.
32.При каком типе элементарных процессов сумма кинетических энергий участвующих частиц остается постоянной?
−при упругих соударениях;
−при неупругих соударениях;
−при соударениях первого рода;
−при соударениях второго рода.
32. При каком типе элементарных процессов сумма кинетических энергий участвующих частиц уменьшается?
−при соударениях первого рода;
−при упругих соударениях;
−при неупругих соударениях;
−при соударениях второго рода.
32.При каком типе элементарных процессов сумма кинетических энергий участвующих частиц увеличивается?
−при соударениях второго рода;
−при соударениях первого рода;
−при упругих соударениях;
−при неупругих соударениях.
33.При каком типе элементарных процессов происходит увеличение запаса внутренней энергии частицы?
97
Контрольные вопросы
−при соударениях первого рода;
−при упругих соударениях;
−при неупругих соударениях;
−при соударениях второго рода.
34.При каком типе элементарных процессов происходит уменьшение запаса внутренней энергии частицы?
−при соударениях второго рода;
−при соударениях первого рода;
−при упругих соударениях;
−при неупругих соударениях.
35.При соударении первого рода за счет чего происходит увеличение запаса внутренней энергии частицы?
−кинетическая энергия сталкивающихся частиц;
−энергия ионизации атома;
−энергия возбуждения атома;
−энергия перехода атома в метастабильное состояние.
36.Возможно ли изменение заряда соударяющихся частиц?
−да, изменение заряда возможно, например, при ионизации атома;
−нет, невозможно, заряд частиц является постоянным.
37.Как рассчитать результат столкновения двух частиц при упругом соударении?
−используя законы сохранения энергии и импульса с вероятной трактовкой последствий соударения;
−используя третий закон Ньютона и закон Кулона в соответствии с требованиями квантовой механики;
−используя закон инерции и количества движения с учетом теории вероятностей.
38.Какое из двух уравнений справедливо для нахождения импульса ча-
стицы массой m1 и скоростью ϑ1?
−уравнение (2);
−уравнение (1).
m |
|
2 |
|
||
1 |
1 |
|
|
2 |
|
(1)
m |
|
1 |
1 |
(2)
98
Контрольные вопросы
39.Если при упругом столкновении частиц для масс частиц выполняется соотношение m1>>m2, то скорость какой из частиц может принять обратное направление?
−частицы с массой m2;
−частицы с массой m1.
40.Если при упругом столкновении частиц для масс частиц выполняется соотношение m1>>m2, то импульс какой из частиц мало изменяется?
−частицы с массой m1;
−частицы с массой m2.
41.В каком случае при упругом столкновении двух элементарных частиц практически отсутствует обмен энергии?
−массы частиц сопоставимы;
−для масс частиц выполняется соотношение m1>>m2.
42.В каком случае при упругом столкновении двух элементарных частиц импульс частицы с массой m1 меняется существенно – при сравнимых массах частиц или если выполняется соотношение m2>>m1?
−в обоих случаях;
−в случае сравнимых масс элементарных частиц;
−в случае выполнения соотношения для масс частиц m2>>m1.
43.Что происходит в случае столкновения электронов с атомами и ионами?
−обмена энергии почти не происходит и электроны сильно меняют свои импульсы;
−происходит значительный обмен энергиями сталкивающихся атомов и электронов;
−электроны и атомы практически не меняют свои импульсы.
44.Что необходимо учесть в случае неупругого столкновения частиц при записи закона сохранения энергии?
−необходимо учесть затраты энергии на внутренние процессы в частицах;
−закон сохранения энергии в этом случае неприменим;
−необходимо учесть соотношение зарядов частиц.
45.В каком случае передаваемая второй частице кинетическая энергия меньше при столкновении двух элементарных частиц?
99
Контрольные вопросы
−при неупругом столкновении;
−при упругом столкновении.
46.Если затраты энергии на внутренние процессы равны нулю, то это случай соответствует:
−упругому столкновению частиц;
−неупругому столкновению частиц.
47.При столкновении двух частиц массами m1 и m2 энергия ε0 тратится на внутренние преобразования, а ε1 мин – минимальная кинетическая энергия ударяющей частицы, то какое из соотношений будет справедливо?
|
|
= |
m |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
m |
+ m |
|
1мин |
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
(1),
|
|
= |
m |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1мин |
m |
+ m |
|
0 |
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
(2) |
|
0
= |
m |
2 |
+ m |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
m |
|
|
1мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
(3)
−соотношение (1);
−соотношение (2);
−соотношение (3).
48.В каком случае практически вся кинетическая энергия налетающей частицы m1 затрачивается на внутренние (неупругие) процессы при столкновении, и обе частицы после удара почти покоятся?
−если для масс сталкивающихся частиц выполняется соотношение m2>>m1;
−если для масс сталкивающихся частиц выполняется соотношение m1>>m2;
−в случае если массы сталкивающихся частиц m1 и m2 сопоставимы.
49.В каком случае используется вероятностная модель определения результата процесса?
−в рамках квантовой механики;
−в рамках классической механики.
50.В каком случае результат некого процесса при идентичных исходных условиях может отличаться?
−в рамках квантовой механики;
−в рамках классической механики.
51.В случае удара электрона по покоящемуся атому, когда вероятность упругого соударения выше?
100
