Задачи для самостоятельного решения по квантовой и атомной физике
Определить температуру поверхности Солнца, зная, что максимум интенсивности излучения в солнечном спектре приходится на длину волны 470 нм.
Определить энергию излучаемую за время t=1 мин. из смотрового окошка площадьюS=8 см2плавильной печи, если ее температура Т=1,2 кК.
Вследствие изменения температуры черного тела максимум спектральной плотности сместился с 1=2,4 мкм на2=0,8 мкм. Как и во сколько раз изменилась энергетическая светимость телаR?
Вычислить спектральную энергетическую светимость черного тела, нагретого до температуры Т=3000 К для длины волны =500 нм.
Температура абсолютно черного тела равняется 127°С. После повышения температуры, суммарная мощность излучения увеличилась в 3 раза. На сколько повысилась при этом температура?
Площадь поверхности вольфрамовой нити накала вакуумной лампы мощностью 25 Вт S=0,403 см2, а температура накала 2177°С. Во сколько раз меньше энергии излучает лампа, чем абсолютно черное тело с поверхности такой же площади при той же температуре?
Сколько энергии излучает абсолютно черное тело за 1 с со светящейся поверхности площадью 1 см2, если максимум излучательной способности приходится на длину волны 725 нм?
Во сколько раз энергия фотона с длиной волны =550 нм больше средней кинетической энергии поступательного движения молекулы кислорода при температуре 20°С?
Мощность светового потока, падающего нормально на некоторую поверхность площадью S1= 200 см2равна Р = 150 Вт. Сколько фотонов ежесекундно падает на часть этой поверхности площадьюS2= 80 см2? Частота света= 5·1014Гц.
Источник света мощностью 200 Вт испускает 6·1020фотонов в секунду. Определить среднюю волну излучения.
Какой длиной волны должен обладать фотон, чтобы его релятивистская масса была равна массе покоя электрона?
Рентгеновская трубка, работающая при напряжении Uи потребляющая токI=10 А, излучает ежесекундноn=2·1020фотонов частотой=2,6·1017Гц. Найти напряжениеUна трубке, если коэффициент полезного действия трубки равен 15 %.
Тренированный глаз, длительно находящийся в темноте, воспринимает свет с длиной волны =0,5 мкм при мощности Р1=2,1·10-17Вт. Верхний предел мощности, воспринимаемый безболезненно глазом, Р2=2·10-5Вт. Найти число фотонов попадающих на сетчатку глаза за 1 с в обоих случаях.
Точечный источник света потребляет мощность Р=100 Вт и равномерно испускает свет во все стороны. Длина волны испускаемого при этом света =589 нм. КПД источника 1 %. вычислить число фотонов, испускаемых источником за 1 с.
Будет ли иметь место фотоэффект у лития, если он освещается монохроматическим светом с длиной волны 589 нм?
На пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 0,42 мкм. Определить работу выхода электронов.
С какой максимальной скоростью вылетают электроны из калия под действием рентгеновского излучения с длиной волны 1,5·10-8м? Работа выхода электронов из калия Авых= 2,2 эВ.
Произойдет ли фотоэффект при облучении золота излучением с длиной волны 1,7·10-8м? Работа выхода электронов из золота Авых= 4,68 эВ.
Какова работа выхода электрона с поверхности металла, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1 В, а металл освещается светом с длиной волны 400 нм?
С какой максимальной скоростью вылетает с поверхности цезия электроны, если его освещать светом с длиной волны 600 нм? Работа выхода электронов из цезия Авых = 1,97 эВ.
Какова длина волны излучения, под действием которого электроны вырываются с поверхности цезия с максимальной скоростью 2500 км/с? Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм.
На пластинку никеля падает свет с длиной волны λ =0,15 мкм. Какое запирающее напряжение Uзнужно создать, чтобы фототок прекратился? Работа выхода электронов из никеля Авых= 5 эВ.
Электрон под действием света покидает поверхность меди с кинетической энергией 3 эВ. Какова длина волны света? Работа выхода электронов из меди Авых= 4,47 эВ.
Найти кинетическую энергию и скорость фотоэлектронов, покидающих поверхность лития под действием излучения с длиной волны 500 нм. Работа выхода электронов из лития Авых= 2,4 эВ.
Фотон рентгеновских лучей с энергией 100 кэВ рассеивается на угол 90°. Чему равна энергия фотона после рассеяния?
Изменение длины волны рентгеновских лучей при комптоновском рассеянии 2,5 пм. Вычислить угол рассеяния и энергию, переданную при этом электронам отдачи, если длина волны рентгеновских лучей до взаимодействия 10 пм.
Рентгеновские лучи с длиной волны 20 пм рассеиваются под углом 90°. Найти импульс электронов отдачи.
Фотон с энергией Е=0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом φ=60°. Найти энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.
Первоначальная длина волны падающего излучения =0,003 нм, скорость электрона отдачи равняется 0,6с (с – скорость света). Определить изменение длины волны и угол рассеяния фотона.
Вычислить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на первый.
Найти энергию Еiи потенциалUiионизации ионовHe +иLi++.
Какую работу нужно совершить, чтобы удалить электрон со второй орбиты атома водорода за пределы притяжения его ядром?
Определить максимальную и минимальную длину волны в первой инфракрасной серии спектра водорода (серия Пашена).
Для ионизации атома азота необходима энергия 14,53 эВ. Найти длину волны излучения, которая вызовет ионизацию.
При переходе атома водорода из четвертого энергетического состояния во второе излучаются фотоны с энергией 2,55 эВ. Определить длину волны этой линии спектра.
Определить состав ядра атомов лития
,
натрия
,
кислорода
и меди
.Вычислить энергию связи ядра трития
.Вычислить энергию связи изотопа лития
.Вычислить энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре
.Какая энергия необходима для расщепления ядра углерода
на протоны и нейтроны?Допишите ядерные реакции:
а) 
б) 
в) 
г) 
Определить энергию, которая выделится при образовании из протонов и нейтронов ядер
массойm=1 г.За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в три раза, во сколько раз оно уменьшится за 2 года.
За какое время произойдет распад полония
до
массы 2 мг, если в начальный момент его
масса 0,2 г (период полураспада полония
138 сут)?Так как свинец, содержащийся в урановой руде, является конечным продуктом распада семейства урана, то из отношения количества урана в руде к количеству свинца в ней можно определить возраст руды. Определить возраст урановой руды, если на каждый килограмм урана
в
руде приходится 320 г свинца
.Масса радиоактивного изотопа натрия
равнаm=2,5·10-6кг,
а период полураспада Т=62 с. Чему равна
начальная активность препарата и его
активность через времяt= Т/4?Какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента останется через отрезок времени 3/4Т, где Т - период полураспада элемента?
Какую часть своей первоначальной скорости потеряет нейтрон при упругом соударении с ядром атома дейтерия? графита?
При делении одного ядра изотопа
освобождается энергия 200 МэВ. Сколько
ядер урана
должно делиться в 1 с, чтобы мощность
ядерного реактора была равна 1 МВт?В процессе распада ядра урана
и выделяется энергия 200 МэВ. Определить
массу изотопа урана
,
необходимую для обеспечения работы
атомной электростанции в течение
года. Мощность четырех реакторов 12800
МВт (тепловая мощность), КПД станции
31,3 %. Чему равна электрическая
мощность атомной станции?
ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ЗАДАЧ
|
вариант |
Механика |
Молекулярная физика | |||||||||
|
номера задач |
номера задач | ||||||||||
|
1 |
1.1 |
1.21 |
1.41 |
1.61 |
1.81 |
1.101 |
2.1 |
2.21 |
2.41 |
2.61 |
2.81 |
|
2 |
1.2 |
1.22 |
1.42 |
1.62 |
1.82 |
1.102 |
2.2 |
2.22 |
2.42 |
2.62 |
2.82 |
|
3 |
1.3 |
1.23 |
1.43 |
1.63 |
1.83 |
1.103 |
2.3 |
2.23 |
2.43 |
2.63 |
2.83 |
|
4 |
1.4 |
1.24 |
1.44 |
1.64 |
1.84 |
1.104 |
2.4 |
2.24 |
2.44 |
2.64 |
2.84 |
|
5 |
1.5 |
1.25 |
1.45 |
1.65 |
1.85 |
1.105 |
2.5 |
2.25 |
2.45 |
2.65 |
2.85 |
|
6 |
1.6 |
1.26 |
1.46 |
1.66 |
1.86 |
1.106 |
2.6 |
2.26 |
2.46 |
2.66 |
2.86 |
|
7 |
1.7 |
1.27 |
1.47 |
1.67 |
1.87 |
1.107 |
2.7 |
2.27 |
2.47 |
2.67 |
2.87 |
|
8 |
1.8 |
1.28 |
1.48 |
1.68 |
1.88 |
1.108 |
2.8 |
2.28 |
2.48 |
2.68 |
2.88 |
|
9 |
1.9 |
1.29 |
1.49 |
1.69 |
1.89 |
1.109 |
2.9 |
2.29 |
2.49 |
2.69 |
2.89 |
|
10 |
1.10 |
1.30 |
1.50 |
1.70 |
1.90 |
1.110 |
2.10 |
2.30 |
2.50 |
2.70 |
2.90 |
|
11 |
1.11 |
1.31 |
1.51 |
1.71 |
1.91 |
1.111 |
2.11 |
2.31 |
2.51 |
2.71 |
2.91 |
|
12 |
1.12 |
1.32 |
1.52 |
1.72 |
1.92 |
1.112 |
2.12 |
2.32 |
2.52 |
2.72 |
2.92 |
|
13 |
1.13 |
1.33 |
1.53 |
1.73 |
1.93 |
1.113 |
2.13 |
2.33 |
2.53 |
2.73 |
2.93 |
|
14 |
1.14 |
1.34 |
1.54 |
1.74 |
1.94 |
1.114 |
2.14 |
2.34 |
2.54 |
2.74 |
2.94 |
|
15 |
1.15 |
1.35 |
1.55 |
1.75 |
1.95 |
1.115 |
2.15 |
2.35 |
2.55 |
2.75 |
2.95 |
|
16 |
1.16 |
1.36 |
1.56 |
1.76 |
1.96 |
1.116 |
2.16 |
2.36 |
2.56 |
2.76 |
2.96 |
|
17 |
1.17 |
1.37 |
1.57 |
1.77 |
1.97 |
1.117 |
2.17 |
2.37 |
2.57 |
2.77 |
2.97 |
|
18 |
1.18 |
1.38 |
1.58 |
1.78 |
1.98 |
1.118 |
2.18 |
2.38 |
2.58 |
2.78 |
2.98 |
|
19 |
1.19 |
1.39 |
1.59 |
1.79 |
1.99 |
1.119 |
2.19 |
2.39 |
2.59 |
2.79 |
2.99 |
|
20 |
1.20 |
1.40 |
1.60 |
1.80 |
1.100 |
1.120 |
2.20 |
2.40 |
2.60 |
2.80 |
2.100 |
|
21 |
1.2 |
1.24 |
1.41 |
1.63 |
1.92 |
1.122 |
2.1 |
2.22 |
2.43 |
2.64 |
2.102 |
|
22 |
1.5 |
1.28 |
1.44 |
1.66 |
1.94 |
1.124 |
2.4 |
2.26 |
2.47 |
2.68 |
2.104 |
|
23 |
1.8 |
1.32 |
1.47 |
1.69 |
1.96 |
1.126 |
2.7 |
2.30 |
2.51 |
2.72 |
2.106 |
|
24 |
1.11 |
1.36 |
1.50 |
1.72 |
1.98 |
1.128 |
2.10 |
2.34 |
2.55 |
2.76 |
2.108 |
|
25 |
1.14 |
1.40 |
1.53 |
1.75 |
1.100 |
1.130 |
2.13 |
2.38 |
2.59 |
2.80 |
2.110 |
|
|
Электродинамика |
|
Оптика | ||||||||
|
1 |
3.1 |
3.21 |
3.41 |
3.61 |
3.81 |
|
4.1 |
4.21 |
4.41 |
4.61 |
4.81 |
|
2 |
3.2 |
3.22 |
3.42 |
3.62 |
3.82 |
|
4.2 |
4.22 |
4.42 |
4.62 |
4.82 |
|
3 |
3.3 |
3.23 |
3.43 |
3.63 |
3.83 |
|
4.3 |
4.23 |
4.43 |
4.63 |
4.83 |
|
4 |
3.4 |
3.24 |
3.44 |
3.64 |
3.84 |
|
4.4 |
4.24 |
4.44 |
4.64 |
4.84 |
|
5 |
3.5 |
3.25 |
3.45 |
3.65 |
3.85 |
|
4.5 |
4.25 |
4.45 |
4.65 |
4.85 |
|
6 |
3.6 |
3.26 |
3.46 |
3.66 |
3.86 |
|
4.6 |
4.26 |
4.46 |
4.66 |
4.86 |
|
7 |
3.7 |
3.27 |
3.47 |
3.67 |
3.87 |
|
4.7 |
4.27 |
4.47 |
4.67 |
4.87 |
|
8 |
3.8 |
3.28 |
3.48 |
3.68 |
3.88 |
|
4.8 |
4.28 |
4.48 |
4.68 |
4.88 |
|
9 |
3.9 |
3.29 |
3.49 |
3.69 |
3.89 |
|
4.9 |
4.29 |
4.49 |
4.69 |
4.89 |
|
10 |
3.10 |
3.30 |
3.50 |
3.70 |
3.90 |
|
4.10 |
4.30 |
4.50 |
4.70 |
4.90 |
|
11 |
3.11 |
3.31 |
3.51 |
3.71 |
3.91 |
|
4.11 |
4.31 |
4.51 |
4.71 |
4.91 |
|
12 |
3.12 |
3.32 |
3.52 |
3.72 |
3.92 |
|
4.12 |
4.32 |
4.52 |
4.72 |
4.92 |
|
13 |
3.13 |
3.33 |
3.53 |
3.73 |
3.93 |
|
4.13 |
4.33 |
4.53 |
4.73 |
4.93 |
|
14 |
3.14 |
3.34 |
3.54 |
3.74 |
3.94 |
|
4.14 |
4.34 |
4.54 |
4.74 |
4.94 |
|
15 |
3.15 |
3.35 |
3.55 |
3.75 |
3.95 |
|
4.15 |
4.35 |
4.55 |
4.75 |
4.95 |
|
16 |
3.16 |
3.36 |
3.56 |
3.76 |
3.96 |
|
4.16 |
4.36 |
4.56 |
4.76 |
4.96 |
|
17 |
3.17 |
3.37 |
3.57 |
3.77 |
3.97 |
|
4.17 |
4.37 |
4.57 |
4.77 |
4.97 |
|
18 |
3.18 |
3.38 |
3.58 |
3.78 |
3.98 |
|
4.18 |
4.38 |
4.58 |
4.78 |
4.98 |
|
19 |
3.19 |
3.39 |
3.59 |
3.79 |
3.99 |
|
4.19 |
4.39 |
4.59 |
4.79 |
4.99 |
|
20 |
3.20 |
3.40 |
3.60 |
3.80 |
3.100 |
|
4.20 |
4.40 |
4.60 |
4.80 |
4.100 |
|
21 |
3.1 |
3.22 |
3.44 |
3.65 |
3.101 |
|
4.1 |
4.23 |
4.44 |
4.62 |
4.101 |
|
22 |
3.4 |
3.25 |
3.47 |
3.68 |
3.102 |
|
4.5 |
4.26 |
4.47 |
4.64 |
4.102 |
|
23 |
3.7 |
3.28 |
3.50 |
3.71 |
3.103 |
|
4.9 |
4.30 |
4.51 |
4.66 |
4.103 |
|
24 |
3.10 |
3.31 |
3.53 |
3.74 |
3.104 |
|
4.13 |
4.35 |
4.52 |
4.68 |
4.104 |
|
25 |
3.13 |
3.34 |
3.56 |
3.77 |
3.105 |
|
4.17 |
4.40 |
4.58 |
4.70 |
4.105 |
ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ЗАДАЧ
|
вариант |
Квантовая физика. Физика атома и ядра | ||||
|
номера задач | |||||
|
1 |
5.1 |
5.11 |
5.21 |
5.31 |
5.41 |
|
2 |
5.2 |
5.12 |
5.22 |
5.32 |
5.42 |
|
3 |
5.3 |
5.13 |
5.23 |
5.33 |
5.43 |
|
4 |
5.4 |
5.14 |
5.24 |
5.34 |
5.44 |
|
5 |
5.5 |
5.15 |
5.25 |
5.35 |
5.45 |
|
6 |
5.6 |
5.16 |
5.26 |
5.36 |
5.46 |
|
7 |
5.7 |
5.17 |
5.27 |
5.37 |
5.47 |
|
8 |
5.8 |
5.18 |
5.28 |
5.38 |
5.48 |
|
9 |
5.9 |
5.19 |
5.29 |
5.39 |
5.49 |
|
10 |
5.10 |
5.20 |
5.30 |
5.40 |
5.50 |
|
11 |
5.1 |
5.12 |
5.23 |
5.34 |
5.45 |
|
12 |
5.3 |
5.14 |
5.25 |
5.36 |
5.47 |
|
13 |
5.5 |
5.16 |
5.27 |
5.38 |
5.49 |
|
14 |
5.7 |
5.18 |
5.29 |
5.40 |
5.42 |
|
15 |
5.9 |
5.20 |
5.21 |
5.32 |
5.44 |
|
16 |
5.1 |
5.13 |
5.24 |
5.35 |
5.46 |
|
17 |
5.4 |
5.15 |
5.26 |
5.37 |
5.48 |
|
18 |
5.7 |
5.17 |
5.28 |
5.39 |
5.50 |
|
19 |
5.10 |
5.19 |
5.30 |
5.34 |
5.47 |
|
20 |
5.5 |
5.12 |
5.25 |
5.38 |
5.42 |
|
21 |
5.2 |
5.13 |
5.24 |
5.35 |
5.46 |
|
22 |
5.5 |
5.16 |
5.27 |
5.38 |
5.49 |
|
23 |
5.8 |
5.19 |
5.30 |
5.34 |
5.47 |
|
24 |
5.1 |
5.14 |
5.27 |
5.40 |
5.44 |
|
25 |
5.7 |
5.20 |
5.24 |
5.37 |
5.50 |