Контрольная работа

1. Определите, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость ослабилась в 16 раз.

2. Энергетическая светимость черного тела равна 10 кВт/м². Определить длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела.

3. Определить, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с 720 нм до 400 нм.

4. Определить, какая длина волны соответствует максимальной спектральной плотности энергетической светимости, равной 1,3·10¹¹ Вт/м².

5. Принимая Солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной спектральной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определить: 1) температуру поверхности Солнца; 2) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за 10 мин; 3) массу, теряемую Солнцем за это время за счет излучения.

6. Определите силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром 0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной 2800 °С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью равной 0,343. Удельное сопротивление проволоки при данной температуре равна 0,92·10^-4 Ом·см. Температура окружающей проволоку среды равна 17 °С.

7. Пользуясь формулой Планка, выведите из неё закон Стефана-Больцмана.

8. Найти температуру печи, если известно, что излучение из отверстия в ней площадью S=6,1см² имеет мощность N= 34,6 Вт. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

9. Какую мощность излучения N имеет Солнце? Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела. Температура поверхности Солнца 5800К, радиус Солнца 6,96^. 10⁸м.

10. Определить энергию W, излучаемую за время 1 мин из смотрового окошка площадью 8см² плавильной печи, если ее температура 1200К.

11. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении задерживающего напряжения равного 3,7 В.

12. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотонов, вызывающего фотоэффект.

13. Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм.

14. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекращается. Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ.

15. Определить длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, прошедшего разность потенциалов U = 9,8 В.

16. Определить, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона, длина волны которого равна 0,5 мкм.

17. Давление монохроматического света с длиной волны 500 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,12 мкПа. Определите число фотонов, падающих ежесекундно на 1 м² поверхности.

18. Определить давление света на стенки электрической 150-ваттной лампочки, принимая, что вся потребляемая мощность идет на излучение и стенки лампочки отражают 15% падающего на них света. Считайте лампочку сферическим сосудом радиуса 4 см.

19. Давление монохроматического света с длиной волны 600 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определите концентрацию фотонов в световом пучке;

20. Давление монохроматического света с длиной волны 600 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определите число фотонов, падающих ежесекундно на 1 м поверхности.

21. Фотон с энергией равной 1,025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны 2,43 пм.

22. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длины волн рассеянного под углами 60° и 120° излучения отличаются в 1,5 раза. Определите длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах.

23. Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на второй.

24. Определить максимальную и минимальную энергию фотона в видимой серии спектра водорода (серии Бальмера).

25. Определить длину волны, соответствующую второй спектральной линии в серии Пашена.

26. Определите длину волны спектральной линии, соответствующей переходу электрона в атоме водорода с шестой боровской орбиты на вторую. К какой серии относится эта линия и какая она по счету?

27. Атом водорода находится в возбужденном состоянии, характеризуемом главным квантовым числом n = 4. Определите возможные спектральные линии в спектре водорода, появившиеся при переходе атома из возбужденного состояния в основное.

28. На дифракционную решетку с периодом d нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной атомарным водородом. Оказалось, что в спектре дифракционный максимум k-го порядка, наблюдаемый под углом φ, соответствовал одной из линий серии Лаймана. Определите главное квантовое число, соответствующее энергетическому уровню, с которого произошел переход.

29. Используя теорию Бора для атома водорода, определите: 1) радиус ближайшей к ядру орбиты (первый Боровский радиус); 2) скорость движения электрона по этой орбите.

30. В области наибольшей чувствительности глаза при дневном освещении (0,5мкм) порогу зрительного ощущения соответствует мощность света 4^.10^-17Вт. Сколько фотонов попадает в этом случае на сетчатку глаза?.

31. Определите скорость электрона на третьей орбите атома водорода.

32. Определите частоту f вращения электрона по третьей орбите атома водорода в теории Бора.

33. Определите: 1) частоту f вращения электрона, находящегося на первой боровской орбите; 2) эквивалентный ток.

34. Основываясь на том, что энергия ионизации атома водорода равна 13,6 эВ, определите первый потенциал возбуждения φ этого атома

35. Электрон выбит из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном, энергия которого равна 17,7 эВ. Определите скорость электрона за пределами атома

36. Фотон с энергией равной 12,12 эВ, поглощенный атомом водорода, находящимся в основном состоянии, переходит в возбужденное состояние. Определите главное квантовое число этого состояния.

37. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной 1 с бесконечно высокими «стенками» находится в основном состоянии. Определите вероятность обнаружения частицы в левой трети «ямы».

38. Для ослабления роста бактерий в каком-либо веществе его облучают ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 254 нм. Интенсивность облучения 3^.10^-4Вт/см². Какое количество фотонов падает на 1 см² облучаемого вещества за 1с?

39. Волновая функция, описывающая 1s - состояние электрона в атоме водорода, имеет вид Ψ(r) = Се^-r/a , где r - расстояние электрона от ядра, а - первый боровский радиус. Определите нормированную волновую функцию, отвечающую этому состоянию.

40. Электрон в атоме находится в f- состоянии. Определите: 1) момент импульса (орбитальный) L электрона; 2) максимальное значение проекции момента импульса на направление внешнего магнитного поля.

41. Максимальная длина волны рентгеновских лучей, полученных от трубки, работающей при напряжении 60 кВ, равна 20,7 пм. Определите по этим данным постоянную Планка.

42. Определите длину волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра, если скорость электронов, бомбардирующих анод рентгеновской трубки, составляет 0,8с.

43. Определите, во сколько раз орбитальный момент импульса электрона, находящегося в d - состоянии, больше, чем для электрона в р-состоянии

44. Волновая функция Ψ = A sin (2πx / l) определена только в области 0≤x≤l. Используя условие нормировки, определите нормировочный множитель А.

45. Определить, какую часть массы нейтрального атома (m= 19,9272·10^-27 кг) составляет масса его электронной оболочки.

46. Определите энергию связи ядра атома гелия . Масса нейтрального атома гелия равна 6,6767·10^-27 кг.

47. Определите удельную энергию связи (т.е. энергию связи, отнесенную к одному нуклону) для ядер: 1) ; 2).

48. Определите массу изотопа , если изменение массы при образовании ядрасоставляет 0,2058 10^-27 кг.

49. Для повышения урожайности семена обработаны раствором азотнокислого натрия, в котором натрий был радиоактивным изотопом натрий-24. Общая активность раствора, впитанного семенами, составила 1,6 мкКи. Во сколько раз уменьшилась активность семян через трое суток после предпосевной обработки?

50. Определите, во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза.

51. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с.

52. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 суток. Определить время, за которое распадается 1/3 начального количества ядер актиния.

53. Для антистатической обработки материалов используется препарат, в состав которого входит изотоп полоний-210 с периодом полураспада 138 суток. Сколько атомов распадется за сутки, если первоначпльное количество полония 10^-6кг?.

54. Определить период полураспада Τ_1/2 некоторого радиоактивного изотопа, если его активность за 5 суток уменьшилась в 2,2 раза. (4,4 суток)

55. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите, в какой элемент превращается после трёхα- и двух β- распадов

56. Ядра радиоактивного изотопа тория претерпевают последовательноα- распад, два β- распада и α - распад. Определите конечный продукт деления.

57. Определите, является ли реакция экзотермической или эндотермической. Определите энергию ядерной реакции.

58. Определите, поглощается или выделяется энергия при ядерной реакции . Определите эту энергию.

59. Дополните недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях:

60. Для уничтожения вредителей зерна в зернохранилище используют кобальт-60 в виде проволоки массой 1г. Содержание радиоактивного кобальта в проволоке составляет 0,01 % от массы проволоки. Определить активность радиоактивного кобальта.