Фізика_1 / зад заоч / 11 final

БУДОВА АТОМА. АТОМНЕ ЯДРГО

11.1. При переході електрона в атомі водню з третьої стаціонарної орбіти на другу випромінюються фотони, що відповідають довжині хвилі 6.52x10 м Яку енергію втрачає атом водню при випромінюванні •цього фотона?

11.2. Електрон у не збудженому атомі водню одержав енергію Е = 12 еВ. На який енергетичний рівень він перейшов? Скільки ліній можна буде побачити в спектрі випромінювання при переході електрона на більш низькі енергетичні рівні? Енергія основного стану атома водню Е=13,5 еВ.

11.3.Атом водню при переході з одного стаціонарного стану в інший випромінює послідовно два кванти з довжинами хвиль = 40 510-10^-10 м і = 972,5-10^-10 м. Визначити зміну енергії атома водню.

11.4.Електрон, що рухається зі швидкістю =1.875-10⁶ м/с.захоплюється протоном, у результаті чого утворюється збуджений атом водню. Визначити довжину хвилі фотона, що випромінюється при переході атома в нормальний стан.

11.5.При лобовому зіткненні атома водню, що рухався зі швидкістю м/с, з нерухомим атомом водню випромінюється світловий квант із довжиною хвилі =0,122 мкм. Нехтуючи імпульсом фотона, визначити швидкості атомів після зіткнення. Альфа-частинка з імпульсом 53(с - швидкість світла) розсіялась під кутом 60° в кулонівському полі нерухомого ядра атома урану. Знайти прицільну відстань.

11.6.Оцінити час. протягом якого електрон. що рухається навколо ядра атома водню на орбіті з радіусом 0.5 м, впав би на ядро, якщо він втрачав би енергію на випромінювання відповідно до теорії класичної електродинаміки , - вектор прискорення електрона, с -швидкість світла.

7. Вузький пучок -частинок з кінетичною енергією W=1,0 MeB падає нормально на золоту фольгу_: товщина якої d=1,0 мкм. Потік частинок I= . Знайти число -частинок, розсіяних фольгою протягом = 2 хв під кутами: а) в інтервалі 59-61°; б) більшим за =60°.

8. Визначии частоту обертання електрона на другій орбіті атома водню.

9. Атомарний водень збуджений світлом певної довжини хвилі, при переході в основний стан випромінює тільки три спектральних лінії .Визначити довжини хвиль цих ліній і вказати, яким серіям вони належать.

11.10. Обчислити потенціали іонізації іонів Не⁺, Li.

11.11. Енергія зв'язку електрона в атомі гелію рівна =24,6 еВ. Знайти енергію, необхідну для виривання обох електронів з даного атома

11.12. Атом водню в основному стані поглинув квант світла довжиною хвилі =121.5 нм. Визначити радіус електронної орбіти збудженого атома водню.

13. Визначити квантове число n-го збудженого стану атома водню, якщо відомо, що в процесі переходу в основний стан атом випромінює: а) фотон, довжина хвилі якого 97,25 нм: б) два фотони, довжина хвиль яких =656,3 нм і =121,6 нм.

11.14Визначити рівні енергії частинки, яка знаходиться в одновимірній потенціальній ямі з нескінченно високими стінками, ширина ями а. (Використати умову Бора - Зомерфельда).

11.15.Частинка масою т вертикально падає на горизонтальну пластинку і пружно від неї відбивається. Проквантувати рух частинки, визначити допустимі висоти Н_n і знайти рівні енергії.

11.16.Визначити енергію зв'язку, що припадає на один нуклон у ядрі атома , якщо маса останнього т=22,99714 а. о. м.

11.17.При бомбардуванні алюмінію -частинками утвориться фосфор Записати рівняння реакції і визначити енергію, що виділилася.Маси ізотопів і рівні відповідно 26.99010 і 29,97867 а. о. м., а маси -частинки і нейтрона - 4,00260 і 1,00894 а. о. м.

11.18. Яку мінімальну' енергію повинний мати квант для виривання нейтрона з ядра

19. Знайти енергію зв'язку ядра, що має однакове число протонів і нейтронів і радіус якого в півтора рази менший радіуса ядра .

20. При опроміненні берилію -частинками утворяться невідомий елемент і нейтрон. Записати реакцію і визначити невідомий елемент

21. При опроміненні алюмінію -частинками утворяться невідомий елемент і нейтрон. Записати реакцію і визначити невідомий елемент.

22. При термоядерній реакції злиття дейтерію і тритію утворяться нейтрон, невідома частинка і виділяється Е₀ = 17,6 МеВ енергії.Визначити невідому частинку і повну енергію, що виділиться, якщо прореагує т=1 г дейтерію.

23. Ядро урану , захопивши один нейтрон, розпалося на два осколки і викинуло два нейтрони. Одним з осколків є ядро барію Ва. Записати реакцію і визначити, який ще хімічний елемент утвориться при цьому розпаді.

24. При взаємодії ядер алюмінію із х - частинками утворяться ядра ізотопу магнію Mg і y-частинки. При взаємодії ж х- частинок з ядрами алюмінію утворяться ядра ізотопу магнію Mg і -z-частинки. Які відомі частинки х, у і z беруть участь у цих ядерних реакціях

25. При бомбардуванні ізотону азоту нейтронами виходить ізотоп вуглецю , який є - радіоактивним. Написати рівняння цих реакцій.

26. У результаті взаємодії ядер дейтерію і тритію утворяться ядро гелію і нейтрон: . При цьому виділяється значна енергія.Яку частину цієї енергії несе із собою нейтрон? Кінетичними енергіями дейтерію і тритію до реакції можна знехтувати в порівнянні з енергією, що виділилася.

27. Визначити енергію зв'язку E/A (у МеВ), що приходиться на один нуклон, для ядра:

а) б) в) г) д) е) ж) з) . Побудувати графік залежності E/A від масового числа А.

19. Ядро атома радію . що знаходиться в стані спокою, зазнає -розпад. Енергія зв'язку ядра дорівнює 1731,6 МеВ. ядра Rn дорівнює 1708,2 МеВ. а -частинки 28,3МеВ. Вважаючи, що дочірнє ядро радону утвориться в не збудженому стані, визначити: а)швидкість V, -частинки, що утворилася, б) швидкість утвореного атома.

20. Виходячи з закону радіоактивного розпаду, знайти: а) період піврозпаду Т радіоактивного ядра, б) середній час життя ядра, в)співвідношення між Т і Вважати сталу розпаду відомою величиною

19. Що більше - середній час життя радіоактивного ядра або період піврозпаду Т?

В скільки разів?

19. Яка частина атомів радіоактивної речовини ще не розпалася протягом часу t, рівному трьом середнім значенням часу життя -атома

11.32. Яка частина атомів радіоактивної речовини розпадається за час t рівний трьом періодам піврозпаду Т ?

11.33. Яка частина атомів радіоактивної речовини розпадається за час t рівний двом періодам піврозпаду Т ?

11.34. Чому дорівнює імовірність Р того, що радіоактивний атом розпадеться за час t, рівний періодові піврозпаду Т ?

35. Чому дорівнює імовірність Р того, що радіоактивний атом розпадеться за час t, рівний двом періодам піврозпаду Т?

36. Середній час життя атомів деякої радіоактивної речовини c Визначити імовірність Р того, що ядро розпадеться за проміжок часу t рівний: а) 1,00 с, б) 10,0 с, в) 0,100 с.

37. Радіоактивні ядра X з сталою розпаду перетворюються в радіоактивні ядра У з сталою розпаду ,. Вважаючи, що в момент t=0 є тільки ядер X,

а) знайти залежність числа N_Y ядер Y від часу t,

б) визначити час t_m протягом якого N_Y досягає максимального значення.

38. Записати відсутні позначення в таких ядерних реакціях ;

11.39. Яка кількість урану витрачається в добу на атомній електростанції потужністю Р=5000 кВт ? К. к. д. прийняти рівним 17 % Вважати, що при кожному акті розпаду виділяється енергія 200 МеВ.

11.40. Визначити місячну витрату палива ядерним реактором потужністю Р = 4800 МВт, вважаючи, що при розпаді одного ядра виділяється = 200 МеВ енергії. Внаслідок захоплення нейтронів розпаду зазнають тільки = 80 % усіх ядер.