КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Вариант 00

1. Найти массу m фотона: а) красных лучей света(λ=700нм); б) рентгеновских лучей (λ=25пм); в) гамма лучей (λ=1,24 пм).

2. При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов U=0,8В. Найти длину волны λприменяемого облучения и предельную длину волны λ_o, при которой еще возможен фотоэффект.

3. Найти радиусы r_k трех первых боровских электронных орбит в атоме водорода и скорости_k электронов на них.

4. Найти постоянную экранирования b дляL-серии рентгеновских лучей, если известно, что при переходе электрона в атоме вольфрама сМ-наL-слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ=143пм.

5. При переходе электрона в атоме с L-наK-слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ=78,8 пм. Какой это атом? ДляK-серии постоянная экранированияb=1.

6. Сколько атомов полония распадается за время t=1сут изN=10⁶атомов?

7. Кинетическая энергия -частицы, вылетающей из ядра атома полония Po при радиоактивном распадеW_k=7,68 МэВ. Найти: а) скорость  -частицы; б) полную энергию W,выделяющуюся при вылете-частицы; в) число пар ионов Ν,образуемых-частицей, принимая, что на. образование одной пары ионов в воздухе требуется энергияW₀=34 эВ; г) ток насыщенияI_нв ионизационной камере от всех-частиц, испускаемых полонием. Активность полонияa=3,7·10⁴ Бк.

8. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции Ве +Н B + n.

9. При бомбардировке изотопа азота Nнейтронами получается изотоп углерода С, который оказывается-радиоактивным. Написать уравнения обеих реакций.

10. До какой энергии Wможно ускорить-частицы в циклотроне, если относительное увеличение массы частицы k=(m-m₀)/m₀ не должно превышать 5%?

11. В ядерной физике принято число заряженных·частиц, бомбардирующих мишень, характеризовать их общим зарядом, выраженным в микроампер-часах (мкАч). Какому числу заряженных частиц соответствует общий зарядq=1 мкАч? Задачу решить для: а) электронов; б)-частиц.

12. Неподвижный K⁰-мезон распадается на два заряженных-мезона. Масса покояK⁰-мезонаm₀(K⁰)=965m₀, гдеm₀ — масса покоя электрона; масса каждого-мезонаm()=1,77m₀(), гдеm₀() — его масса покоя. Найти массу покояm₀()-мезонов и их скорость  в момент образования.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Вариант 01

1. Найти энергию ε,массути импульс p фотона, если соответствующая ему длина волны λ==1,6пм.

2. Вакуумный фотоэлемент состоит из центрально катода (вольфрамового шарика) и анода {внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами U₀=0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом с длиной волны λ=230нм. Какую задерживающую разность потенциалов Uнадо приложить между электродами, чтобы фототок упал до нуля? Какую скорость получат электроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?

3. Найти кинетическую W_k, потенциальную W_p, полную Wэнергии электрона на первой боровской орбите.

4. Считая, что формула Мозли с достаточной степенью точности дает связь между длиной волны λхарактеристических рентгеновских лучей и порядковым номером элемента Ζ,из которого сделан антикатод, найти наибольшую длину волны λлинийK-серии рентгеновских лучей, даваемых трубкой с антикатодом из: а) железа; б) меди; в) молибдена; г) серебра; д) тантала; е) вольфрама; ж) платины. ДляK-серии постоянная экранированияb=1.

5. Воздух в некотором объеме Vоблучается рентгеновскими лучами. Экспозиционная доза излученияD_э=4,5 Р. Какая доля атомов, находящихся в данном объеме, будет ионизована этим излучением?

6. Сколько атомов радона распадается за время t=1 сут из N=10⁶атомов?

7. Какую массу m₂ радиоактивного изотопаBiнадо добавить к массеm₁=5 мг нерадиоактивного изотопаBi,чтобы через времяt=10сут после этого отношение числа распавшихся атомов к числу нераспавшихся было равно 50%? Постоянная распада изотопа Biравна λ=0,14 сут^-1.

8. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции Li +Н Ве + n.

9. При бомбардировке изотопа алюминия Al-частицами получается радиоактивный изотоп фосфора P который затем распадается с выделением позитрона. Написать уравнения обеих реакций. Найти удельную активностьa_m изотопа P, если его период полураспада T_1/2=130 с.

10. Энергия дейтронов, ускоренных синхротроном W=200 МэВ. Найти для этих дейтронов отношениеm/m₀, (гдеm- масса движущегося дейтрона иm₀ -его масса покоя) и скорость.

11. При упругом центральном столкновении нейтрона с неподвижным ядром замедляющего вещества кинетическая энергия нейтрона уменьшилась в 1,4 раза. Найти массу m ядер замедляющего вещества.

12. Вывести формулу, связывающую магнитную индукцию Вполя циклотрона и частоту  приложенной к дуантам разности потенциалов. Найти частоту приложенной к дуантам разности потенциалов для дейтронов, протонов и-частиц. Магнитная индукция поляB=1,26 Тл.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Вариант 02

1. Ртутная дуга имеет мощность N=125 Вт. Какое число фотонов испускается в единицу времени в излучении с длинами волн λ, равными: 612,3; 579,1; 546,1; 404,7; 365,5; 253,7 нм? Интенсивности этих линий составляют соответственно 2; 4; 4; 2,9; 2,5; 4% интенсивности ртутной дуги. Считать, что 80% мощности дуги идет на излучение.

2. Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой ν₁=2,210¹⁵ Гц, полностью задерживаются разностью потенциалов U₁=6,6 В, а вырываемые светом с частотой ν₂=4,610¹⁵ Гц — разностью потенциалов U₂=16,5B.

3. Найти кинетическую энергию W_k электрона, находящегося на n-й орбите атома водорода, для n=1; 2; 3; 4 и .

4. Какую наименьшую разность потенциалов U надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить все линии K-серии, если в качестве материала антикатода взять; а) медь; б) серебро; в) вольфрам; г) платину?

5. Рентгеновская трубка создает на некотором расстоянии мощность экспозиционной дозы P_э=2,5810^-5 А/кг. Какое число N пар ионов в единицу времени создает трубка на единицу массы воздуха при данном расстоянии.

6. Найти активность а массы m=1 г радия.

7. К массе m₁=10 мг радиоактивного изотопа Ca добавлена масса m₂=30 мг нерадиоактивного изотопа Ca. На сколько уменьшилась удельная активность a_m радиоактивного источника?

8. Написать недостающие обозначения в реакция:

а) Al(n,)x; б) F(n,)O;

в) Mn(x,n)Fe; г) Al(,p)x;

д) N(n,x)C; е) F(n,)O;

9. При бомбардировке изотопа Na дейтронами образуется -радиоактивный изотоп Na. Счетчик -частиц установлен вблизи препарата, содержащего радиоактивный Na. При первом, измерении счетчик дал 170 отбросов 1 мин, а через сутки — 56 отбросов за 1 мин. Написав уравнения обеих реакций. Найти период полураспада T_1/2 изотопа Na.

10. В фазотроне увеличение массы частицы при возрастании ее скорости компенсируется увеличением периода ускоряющего поля. Частота разности потенциалов, подаваемой на дуанты фазотрона, менялась для каждого ускоряющего цикла от ₀=25 МГц до =18,9 МГц. Найти магнитную индукцию В поля фазотрона и кинетическую энергию W вылетающих протонов.

11. Какую часть первоначальной скорости будет составлять скорость нейтрона после упругого центрального столкновения с неподвижным ядром изотопа Na.

12. Вывести формулу, связывающую энергию W вылетающих из циклотрона частиц и максимальный радиус кривизны R траектории частиц. Найти энергию W вылетающих из циклотрона дейтронов, протонов и -частиц, если максимальный радиус кривизны R=48,3 см; частота приложенной к дуантам разности потенциалов =12 МГц.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Вариант 03

1. С какой скоростью υ должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны λ=520 нм?

2. Фотоны с энергией ε=4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода A=4,5 эВ. Найти максимальный импульс p_max, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

3. Найти период Т обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость.

4. Длина волны гамма-излучения радия λ=1,6 пм. Какую разность потенциалов U надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить рентгеновские лучи с этой длиной волны?

5. Воздух, находящийся при нормальных условиях в ионизационной камере объемом V=6 см³, облучается рентгеновскими лучами. Мощность экспозиционной дозы рентгеновских лучей P_э=0,48 мР/ч. Найти ионизационный ток насыщения I_н.

6. Найти массу m радона, активность которого a=3,710¹⁰ Бк.

7. Найти удельную активность a_m искусственно полученного радиоактивного изотопа стронция Sr.

8. Какую массу Μ воды можно нагреть от 0 ^oС до кипения, если использовать все тепло, выделяющееся при реакции Li(p,), при полном разложении массы m=1 лития?

9. Какая энергия Q₁ выделится, если при реакции Ве +Н B + n подвергаются превращению все ядра, находящиеся в массе m=1 1 г алюминия? Какую энергию Q₂ надо затратить, чтобы осуществить это превращение, если известно, что при бомбардировке ядра алюминия -частицами с энергией W=8 МэВ только одна -частица из n=210⁶ частиц вызывает превращение?

10. Протоны ускоряются в фазотроне до энергии W=660 МэВ, -частицы — до энергии W=840 МэВ. Для того чтобы скомпенсировать увеличение массы, изменялся период ускоряющего поля фазотрона. Во сколько раз необходимо было изменить период ускоряющего поля фазотрона (для каждого ускоряющего цикла) при работе: а) с протонами; б) с -частицами?

11. Для получения медленных нейтронов их пропускают через вещества, содержащие водород (например, парафин). Какую наибольшую часть своей кинетической энергии нейтрон, массой m₀ может передать: а) протону (масса m₀), б) ядру атома свинца (масса 207m₀)? Наибольшая часть передаваемой энергии соответствует упругому центральному столкновению.

12. Максимальный радиус кривизны траектории частиц в циклотроне R=35 см; частота приложенной к дуантам разности потенциалов =13,8 МГц. Найти магнитную индукцию В поля, необходимого для синхронной работы циклотрона, и максимальную энергию W вылетающих протонов.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.