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

РГР по оптике

.pdf
Скачиваний:
73
Добавлен:
18.03.2015
Размер:
635.13 Кб
Скачать

10.65. Жолио-Кюри

облучали

алюминий

2713 Al

α-частицами, в

результате чего испускался нейтрон и образовывалось

искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад..

Записать эту реакцию.

 

 

 

10.66. Жолио-Кюри

облучали

магний

1224 Mg

α-частицами, в

результате чего испускался нейтрон и образовывалось

искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад.

Записать данную реакцию.

 

 

 

10.67. В процессе осуществления реакции γ 10 e

10e энергия E0

фотона составляла 2,02 МэВ. Определить суммарную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. Ответ: 1 МэВ.

10.68.При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определить энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала. Ответ:

0,51 МэВ.

10.69.Записать схему электронного захвата (е-захвата) и объяснить его отличие от β±-распадов. Привести пример электронного захвата.

10.70.Дополнить недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях:

1)

235x U 01n

14557 La

x 401n ;

2)

235x U 01n

99x Zr

135xTe

x01n ;

3)

232xTh 01n

x

140x Xe

301n ;

4)

xx Pu 01n

80x Se 157x Nd

301n .

10.71.Ядро урана 23592 U , захватывая быстрый нейтрон, превращается

врадиоактивный изотоп урана, который претерпевает β--

распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает β--распад, в результате чего образуется плутоний. Записать все эти процессы в виде ядерной реакции.

49

10.72. Определить кинетическую энергию Т и скорость V теплового

нейтрона при температуре окружающей среды, равной 17 °С.

Ответ: T = 6·10-21 Дж; V = 2,68 км/с.

10.73. Ядро урана, 23592 U , захватывая тепловой нейтрон, делится на

два осколка с массовыми числами 95 и 139, второй из которых, являясь радиоактивным, претерпевает три β--распада. Записать реакцию деления, а также цепочку β--распадов.

10.74. При захвате теплового нейтрона ядром урана 23592 U образуются

два осколка деления и два нейтрона. Определить порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим

осколком является ядро стронция 9538 Sr .

10.75.Объяснить, почему деление ядер должно сопровождаться выделением большого количества энергии.

10.76.Определить энергию (в электрон-вольтах), которую можно

получить при расщеплении 1 г урана 23592 U , если при

расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. Ответ: 5,12.1023 МэВ.

10.77. Определить суточный расход чистого урана 23592 U атомной

электростанцией тепловой мощностью P = 300 МВт, если энергия E, выделяющаяся при одном акте деления, составляет

200 МэВ. Ответ: 316 г.

10.78.Определить число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью P = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия E = 200 МэВ, а

среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5.

Ответ: 1,56·1019 с-1.

10.79.Объяснить, почему реакция синтеза атомных ядер – образование из легких ядер более тяжелых – является колоссальным источником энергии.

10.80.Объяснить, почему для протекания термоядерной реакции необходимы очень высокие температуры.

50

Индивидуальные задания

Тема 1. Интерференция света.

 

1.

1.4, 1.9, 1.20

11.

1.7, 1.15, 1.23

21.

1.5, 1.19, 1.21

 

2.

1.2, 1.13, 1.17

12.

1.9, 1.19, 1.22

22.

1.11, 1.18, 1.23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

1.7, 1.15, 1.19

13.

1.3, 1.12, 1.20

23.

1.2, 1.16, 1.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

1.5, 1.16, 1.21

14.

1.2, 1.21, 1.23

24.

1.9, 1.13, 1.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

1.3, 1.11, 1.23

15.

1.8, 1.17, 1.20

25.

1.12, 1.20, 1.21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

1.8, 1.10, 1.17

16.

1.1, 1.23, 1.21

26.

1.6, 1.22, 1.23

 

7.

1.1, 1.14, 1.18

17.

1.4, 1.18, 1.22

27.

1.3, 1.15, 1.20

 

8.

1.6, 1.11, 1.22

18.

1.10, 1.14, 1.19

28.

1.7, 1.17, 1.21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

1.3, 1.12, 1.20

19.

1.5, 1.20, 1.23

29.

1.1, 1.14, 1.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

1.4, 1.15, 1.19

20.

1.11, 1.16, 1.20

30.

1.8, 1.21, 1.23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Дифракция света.

 

 

 

 

 

1.

 

2.4, 2.15, 2.29

11.

2.7, 2.15, 2.37

 

21.

 

2.5, 2.19, 2.38

 

2.

 

2.2, 2.13, 2.24

12.

2.9, 2.19, 2.33

 

22.

 

2.11, 2.18, 2.36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

2.10, 2.21, 2.40

13.

2.3, 2.12, 2.28

 

23.

 

2.2, 2.16, 2.30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

2.5, 2.16, 2.25

14.

2.2, 2.21, 2.38

 

24.

 

2.9, 2.13, 2.32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

2.9, 2.11, 2.28

15.

2.8, 2.17, 2.30

 

25.

 

2.12, 2.20, 2.35

 

6.

 

2.8, 2.18, 2.39

16.

2.1, 2.23, 2.31

 

26.

 

2.6, 2.22, 2.40

 

7.

 

2.7, 2.19, 2.34

17.

2.4, 2.18, 2.36

 

27.

 

2.3, 2.15, 2.37

 

8.

 

2.6, 2.20, 2.31

18.

2.10, 2.14, 2.32

 

28.

 

2.7, 2.17, 2.27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

2.3, 2.14, 2.22

19.

2.5, 2.20, 2.35

 

29.

 

2.1, 2.14, 2.29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

2.1, 2.17, 2.39

20.

2.11, 2.16, 2.30

 

30.

 

2.8, 2.21, 2.34

Тема 3. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Тема 4. Поляризация света.

1.

3.1, 4.4, 4.29

11.

3.2, 4.7, 4.15

21.

3.3, 4.19, 4.27

2.

3.2, 4.2, 4.24

12.

3.3, 4.9, 4.19

22.

3.4, 4.11, 4.18

 

 

 

 

 

 

3.

3.3, 4.10, 4.23

13.

3.4, 4.3, 4.12

23.

3.5, 4.2, 4.16

 

 

 

 

 

 

4.

3.4, 4.5, 4.25

14.

3.5, 4.2, 4.21

24.

3.6, 4.9, 4.13

 

 

 

 

 

 

5.

3.5, 4.9, 4.11

15.

3.6, 4.8, 4.17

25.

3.7, 4.12, 4.20

6.

3.6, 4.8, 4.26

16.

3.7, 4.1, 4.23

26.

3.8, 4.6, 4.22

7.

3.7, 4.7, 4.19

17.

3.8, 4.4, 4.18

27.

3.9, 4.3, 4.15

8.

3.8, 4.6, 4.20

18.

3.9, 4.10, 4.14

28.

3.1, 4.17, 4.27

 

 

 

 

 

 

9.

3.9, 4.14, 4.22

19.

3.1, 4.5, 4.20

29.

3.2, 4.1, 4.14

 

 

 

 

 

 

10.

3.1, 4.1, 4.17

20.

3.2, 4.11, 4.16

30.

3.3, 4.8, 4.21

 

 

 

51

 

 

Тема 5. Квантовая природа излучения.

1.

5.4, 5.15, 5.49

11.

5.7, 5.35, 5.57

21.

5.5, 5.29, 5.47

 

 

 

 

 

 

2.

5.2, 5.13, 5.34

12.

5.9, 5.29, 5.53

22.

5.11, 5.38, 5.66

 

 

 

 

 

 

3.

5.10, 5.21, 5.43

13.

5.3, 5.32, 5.58

23.

5.2, 5.36, 5.50

 

 

 

 

 

 

4.

5.5, 5.36, 5.55

14.

5.2, 5.31, 5.54

24.

5.9, 5.33, 5.62

5.

5.9, 5.31, 5.58

15.

5.8, 5.27, 5.50

25.

5.12, 5.20, 5.45

 

 

 

 

 

 

6.

5.8, 5.38, 5.56

16.

5.1, 5.33, 5.61

26.

5.6, 5.22, 5.38

 

 

 

 

 

 

7.

5.7, 5.29, 5.54

17.

5.4, 5.18, 5.46

27.

5.3, 5.15, 5.47

 

 

 

 

 

 

8.

5.6, 5.30, 5.61

18.

5.10, 5.34, 5.52

28.

5.7, 5.27, 5.47

 

 

 

 

 

 

9.

5.3, 5.44, 5.62

19.

5.5, 5.20, 5.45

29.

5.1, 5.24, 5.59

10.

5.1, 5.47, 5.60

20.

5.11, 5.26, 5.40

30.

5.8, 5.31, 5.54

Тема 6. Теория атома водорода по Бору.

 

 

1.

6.4, 6.15, 6.29

11.

6.7, 6.15, 6.37

21.

6.5, 6.19, 6.27

2.

6.2, 6.13, 6.24

12.

6.9, 6.19, 6.33

22.

6.11, 6.18, 6.36

 

 

 

 

 

 

3.

6.10, 6.21, 6.23

13.

6.3, 6.12, 6.28

23.

6.2, 6.16, 6.30

 

 

 

 

 

 

4.

6.5, 6.16, 6.25

14.

6.2, 6.21, 6.34

24.

6.9, 6.13, 6.32

 

 

 

 

 

 

5.

6.9, 6.11, 6.28

15.

6.8, 6.17, 6.30

25.

6.12, 6.20, 6.35

6.

6.8, 6.18, 6.26

16.

6.1, 6.23, 6.31

26.

6.6, 6.22, 6.28

7.

6.7, 6.19, 6.34

17.

6.4, 6.18, 6.36

27.

6.3, 6.15, 6.37

8.

6.6, 6.20, 6.31

18.

6.10, 6.14, 6.32

28.

6.7, 6.17, 6.27

 

 

 

 

 

 

9.

6.3, 6.14, 6.22

19.

6.5, 6.20, 6.35

29.

6.1, 6.14, 6.29

 

 

 

 

 

 

10.

6.1, 6.17, 6.30

20.

6.11, 6.16, 6.30

30.

6.8, 6.21, 6.34

Тема 7. Элементы квантовой механики.

 

 

1.

7.4, 7.15, 7.29

11.

7.7, 7.15, 7.37

21.

7.5, 7.19, 7.27

 

 

 

 

 

 

2.

7.2, 7.13, 7.24

12.

7.9, 7.19, 7.33

22.

7.11, 7.18, 7.36

 

 

 

 

 

 

3.

7.10, 7.21, 7.23

13.

7.3, 7.12, 7.28

23.

7.2, 7.16, 7.30

4.

7.5, 7.16, 7.25

14.

7.2, 7.21, 7.34

24.

7.9, 7.13, 7.32

5.

7.9, 7.11, 7.28

15.

7.8, 7.17, 7.30

25.

7.12, 7.20, 7.35

6.

7.8, 7.18, 7.26

16.

7.1, 7.23, 7.31

26.

7.6, 7.22, 7.28

 

 

 

 

 

 

7.

7.7, 7.19, 7.34

17.

7.4, 7.18, 7.36

27.

7.3, 7.15, 7.37

 

 

 

 

 

 

8.

7.6, 7.20, 7.31

18.

7.10, 7.14, 7.32

28.

7.7, 7.17, 7.27

 

 

 

 

 

 

9.

7.3, 7.14, 7.22

19.

7.5, 7.20, 7.35

29.

7.1, 7.14, 7.29

10.

7.1, 7.17, 7.30

20.

7.11, 7.16, 7.30

30.

7.8, 7.21, 7.34

52

Тема 8. Элементы современной физики атомов и молекул.

1.

8.4, 8.15, 8.29

11.

8.7, 8.15, 8.37

 

21.

8.5, 8.19, 8.27

 

 

 

 

 

 

 

2.

8.2, 8.13, 8.44

12.

8.9, 8.19, 8.33

 

22.

8.11, 8.18, 8.36

 

 

 

 

 

 

 

3.

8.10, 8.21, 8.43

13.

8.3, 8.12, 8.28

 

23.

8.2, 8.16, 8.30

 

 

 

 

 

 

 

4.

8.5, 8.16, 8.25

14.

8.2, 8.21, 8.34

 

24.

8.9, 8.13, 8.32

5.

8.9, 8.11, 8.28

15.

8.8, 8.17, 8.30

 

25.

8.12, 8.20, 8.35

 

 

 

 

 

 

 

6.

8.8, 8.18, 8.26

16.

8.1, 8.23, 8.31

 

26.

8.6, 8.22, 8.28

 

 

 

 

 

 

 

7.

8.7, 8.19, 8.34

17.

8.4, 8.18, 8.36

 

27.

8.3, 8.15, 8.37

 

 

 

 

 

 

 

8.

8.6, 8.20, 8.31

18.

8.10, 8.14, 8.32

 

28.

8.7, 8.17, 8.27

 

 

 

 

 

 

 

9.

8.3, 8.14, 8.42

19.

8.5, 8.20, 8.35

 

29.

8.1, 8.14, 8.29

10.

8.1, 8.17, 8.30

20.

8.11, 8.16, 8.30

 

30.

8.8, 8.21, 8.34

Тема 9. Элементы физики твердого тела.

 

 

1.

9.4, 9.15

11.

9.7, 9.15

 

21.

9.5, 9.19

2.

9.2, 9.13

12.

9.9, 9.19

 

22.

9.11, 9.18

 

 

 

 

 

 

 

3.

9.10, 9.21

13.

9.3, 9.12

 

23.

9.2, 9.16

 

 

 

 

 

 

 

4.

9.5, 9.16

14.

9.2, 9.21

 

24.

9.9, 9.13

 

 

 

 

 

 

 

5.

9.9, 9.11

15.

9.8, 9.17

 

25.

9.12, 9.20

6.

9.8, 9.18

16.

9.1, 9.23

 

26.

9.6, 9.22

7.

9.7, 9.19

17.

9.4, 9.18

 

27.

9.3, 9.15

8.

9.6, 9.20

18.

9.10, 9.14

 

28.

9.7, 9.17

 

 

 

 

 

 

 

9.

9.3, 9.14

19.

9.5, 9.20

 

29.

9.1, 9.14

 

 

 

 

 

 

 

10.

9.1, 9.17

20.

9.11, 9.16

 

30.

9.8, 9.21

Тема 10. Элементы физики атомного ядра.

1.

10.4, 10.45, 10.79

11.

10.7, 10.15, 10.37

21.

10.5, 10.19, 10.27

 

 

 

 

 

 

2.

10.2, 10.43, 10.74

12.

10.9, 10.19, 10.33

22.

10.11, 10.18, 10.36

 

 

 

 

 

 

3.

10.10, 10.51, 10.73

13.

10.3, 10.12, 10.28

23.

10.2, 10.16, 10.30

4.

10.5, 10.36, 10.75

14.

10.2, 10.21, 10.34

24.

10.9, 10.13, 10.32

5.

10.9, 10.41, 10.78

15.

10.8, 10.17, 10.30

25.

10.12, 10.20, 10.35

6.

10.8, 10.48, 10.76

16.

10.1, 10.23, 10.31

26.

10.6, 10.22, 10.28

 

 

 

 

 

 

7.

10.7, 10.49, 10.64

17.

10.4, 10.18, 10.36

27.

10.3, 10.15, 10.37

 

 

 

 

 

 

8.

10.6, 10.50, 10.71

18.

10.10, 10.14, 10.32

28.

10.7, 10.17, 10.27

 

 

 

 

 

 

9.

10.3, 10.44, 10.72

19.

10.5, 10.20, 10.35

29.

10.1, 10.14, 10.29

10.

10.1, 10.47, 10.70

20.

10.11, 10.16, 10.30

30.

10.8, 10.21, 10.34

53

Литература

1.Волькенштейн В.С. Сборник задач по курсу физики. – СПб.: СпецЛит, 2001.

2.Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. – М.: «Оникс 21 век», «Мир и Образование», 2003.

3.Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Интеграл-

пресс, 1977.

54

ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Основные физические постоянные

Атомная единица массы Боровский радиус Универсальная газовая постоянная Гравитационная постоянная

Магнетон Бора

Масса нейтрона

Масса протона

Масса электрона

Постоянная Авогадро

Постоянная Больцмана

Постоянная закона смещения Вина Постоянная Планка

Постоянная Ридберга Постоянная Стефана-Больцмана Скорость света в вакууме

Стандартное атмосферное давление Стандартное ускорение свободного падения Электрическая постоянная Магнитная постоянная

1 а.е.м. = 1,6605655·10-27 кг rо = 0,52917706·10-10 м

R = 8,31441 Дж/(моль·К) γ = 6,6720·10-11 Н·м2/кг2

0,9274078· 10-23 Дж/Тл

Б0,9274078· 10-23 эрг/Гс 1,6749543 ·10 27 кг

mn

1,00863 а.е.м.

 

 

 

939,57 МэВ

 

 

 

1,6726485 ·10

27

кг

m p

1,00783 а.е.м.

 

 

 

938,28 МэВ

 

 

me

0,9109534 ·10

30

кг

0,51100 МэВ

 

 

 

 

 

NA = 6,022045·1023 моль-1

k

1,380662 ·10 23 Дж/К

 

-4 эВ/К

 

0,8617082· 10

b = 2,898·10-3 м·К

 

 

 

 

1,0545887 ·10

34

Дж·с

 

-15

 

 

 

0,6582176· 10

эВ·с

R = 2,0670687·1016 с-1

ζ = 5,670·10-8 Вт/(м2·К4)

c = 2,99792458·108 м/с c2 = 931,42 МэВ/а.е.м.

p = 1013,25 гПа g = 9,80665 м/с2

1/4πεо=8,9875·109 Н·м2/Кл2

μо/4π = 10-7 Н/А2

55

Элементарный заряд

 

 

e

1,6022·10 19

Кл

 

 

 

4,803·10 -10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СГСЭ

 

2. Астрономические величины

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина

 

 

 

 

Ее значение

 

Масса (в кг)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Солнца

 

 

 

 

1,97·1030

 

 

 

Земли

 

 

 

 

5,96·1024

 

 

 

Луны

 

 

 

 

 

7,35·1022

 

 

Средний радиус (в м)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Солнца

 

 

 

 

6,96·108

 

 

 

Земли

 

 

 

 

6,37·106

 

 

 

Луны

 

 

 

 

 

1,74·103

 

 

Среднее расстояние (в м)

 

 

 

 

 

 

 

от Солнца до Земли

 

 

1,496·1011

 

 

 

от Солнца до Юпитера

 

 

7,778·1011

 

 

 

от Земли до Луны

 

 

3,844·108

 

 

3. Массы некоторых изотопов, а.е.м.

 

 

 

 

Изотоп

 

Масса

Изотоп

 

Масса

Изотоп

 

Масса

11 H

 

1,00783

49 Be

 

9,01218

49 Si

 

29,97377

21 H

 

2,01410

105 B

 

10,01294

2040 Ca

 

39,96257

3

 

 

3,01605

12

 

 

12,0

56

 

 

55,93984

1 H

 

6 C

 

 

 

27 Co

 

3

 

 

3,01603

13

 

13,00574

63

 

 

 

2 He

 

 

 

 

62,92960

 

 

7 N

 

 

 

29 Cu

 

24 He

 

4,00260

147 N

 

14,00307

11248 Cd

 

111,90276

63 Li

 

6,01512

178 O

 

16,99913

20080 Hg

 

199,96832

73 Li

 

7,01600

23 Mg

 

22,99413

235

U

 

235,04393

 

 

 

12

 

92

 

 

7

Be

 

7,01693

24

 

23,68504

238

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

12 Mg

 

92 U

 

238,05353

 

 

 

 

 

 

 

48 Be

 

8,00531

27 Al

 

26,98154

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

 

 

 

 

 

4. Периоды полураспада некоторых радиоактивных элементов

2045 Ca

164

сут

22688 Ra

1590 лет

90 Sr

28

лет

235

U

7,1·108 лет

38

 

 

92

 

 

21084 Po

 

 

23892

 

4,5·109 лет

138

сут

U

 

222

3,82 сут

 

 

 

86 Rn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

Составители: ШАТОХИН Сергей Алексеевич, ТРОФИМОВА Евгения Владимировна, МИХАЙЛОВ Геннадий Петрович

СБОРНИК

ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

по разделам: «Оптика», «Атомная и ядерная физика»

Подписано в печать 19.04.2004 Формат 60 × 84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 3,5. Усл.-кр.-отт. 3,5. Уч-изд.л. 3,4.

Тираж 300 экз. Заказ № .

Уфимский государственный авиационный технический университет Редакционно-издательский комплекс УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12