3.3. Базовые задачи для самостоятельного решения

1. Определить энергию фотона, соответствующего второй линии в первой инфракрасной серии Пашена спектра атома водорода.

Ответ:

2. Найти энергию ионизации атома водорода(минимальную энергию, необходимую чтобы оторвать электрон от атома)

Ответ:

3. Найти отношение длин волн вторых по порядку спектральных линий серии Бальмера и Пашена.

Ответ:2,64

4. Вычислить для иона радиус первой боровской орбиты и скорость электрона на ней

Ответ: Z=26,5 пм;

5. Вычислить с помощью закона Мозли длину волны - линии алюминия и кобальта. (Постоянную экранирования для К-серии считать равной единице).

Ответ:

6. Определить коротковолновую границу сплошного спектра рентгеновского излучения, если рентгеновская трубка работает под напряжением 30 кВ

Ответ:41пм

7. При каком наименьшем напряжении на рентгеновской трубке начинают появляться линии К-серии меди?

Ответ:8кВ

8. Вычислить дефект массы и энергию связи ядра .

Ответ:

9. При соударении -частицы с ядром борапроизошла ядерная реакция , в результате которой образовалось 2 новых ядра. Одним из этих ядер было ядро атома водорода. Определить порядковый номер и массовое число второго ядра, определить энергетический эффект протекающей ядерной реакции.

Ответ:

10. Дописать ядерную реакцию и вычислить ее тепловой эффект: .

Ответ:

11. Вычислить энергию ядерной реакции .

Ответ:

12. Какой изотоп образуется из -активногов результате 5-распадов и трех-распадов?

Ответ:

13. Определить порядковый номер и массовое число частицы, обозначенной буквой х, в символической записи ядерной реакции

Ответ:А=1; Z=0; частица – нейтрон.

14. Сравнить отношение длин волн де Бройля для электрона и шарика массой m=1г, движущихся с одинаковой скоростью.

Ответ:

15. Найти длину волны де Бройля для электрона, кинетическая энергия которого равна 1МэВ.

Ответ:

16. Вычислить длину волны де Бройля для электрона, протона и атома урана, имеющих одинаковую кинетическую энергию 100эВ.

Ответ:

17. Определить число атомов радиоактивного препарата йода , массой 0,5мкг, распавшихся в течение 1 мин, 1 недели.

Ответ:

18. Период полураспада радия составляет 1620 лет. Найти постоянную распада.

Ответ:

19. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада.

Ответ:

20. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома тяжелого водорода ₁Н³.

Ответ:

3.4. Контрольные вопросы

Элементы атомной физики

1. Почему в опытах Резерфорда по расстоянию -частиц не происходило рассеяния -частиц на электронах атома?

2. Какое взаимодействие испытывали -частицы в атоме в опыте Резерфорда?

3. Какой величины был оценен (установлен) размер ядра и атома?

4. Почему планетарная модель атома Резерфорда не согласовалась с представлениями классической физики?

5. Могут ли электроны находиться в ядре? Ответ обоснуйте.

6. Почему модель атома Бора называется полуклассической?

7. Какие уровни энергии атома называются возбужденными?

8. Каким переходам в атоме соответствует спектр излучения атомарного водовода в видимой области?

9. Какому диапазону длин волн соответствует серия Лаймана в спектре атома водорода?

10. В чем заключаются постулаты Бора?

Элементы квантовой механики

1. В чем заключается основная идея гипотезы де Бройля?

2. Какие опыты доказали справедливость гипотезы де Бройля?

3. Каков физический смысл волн де Бройля?

4. Чем обусловлено появление принципа неопределенностей Гейзенберга в квантовой механике?

5. Что определяет волновая функция в уравнении Шредингера?

6. Что такое туннельный эффект?

7. Что физически определяют квантовые числа n, l, m для электрона в атоме?

8. Чему равен спиновый (собственный) магнитный момент электрона?

9. Что определяет магнитное квантовое число m_S?

10. Почему пучок атомов лития в опыте Штерна и Герлаха расщепился на две равные части?

Элементы физики твердого тела

1. Какова природа сил отталкивания между взаимодействующими атомами?

2. Что происходит с энергетическими уровнями атомов, когда они объединяются в кристалл?

3. Какие энергетические зоны называются запрещенными? Разрешенными?

4. Какая зона называется валентной? Зоной проводимости?

5. Чем определяется ширина энергетических зон?

6. Какие кристаллы являются металлами (проводниками) с точки зрения зонной теории?

7. В чем различие между диэлектриками и полупроводниками в зонной теории?

8. Чем обусловлена собственная проводимость полупроводников?

9. Какие полупроводники называются полупроводниками n-типа? р-типа?

10. Что такое фотопроводимость полупроводников?

11. Как образуется электронно-дырочный переход (р-n-переход)?

12. Как изменяется ширина р-n-перехода при приложении внешнего напряжения?

13. Как влияет внешнее напряжение на проводимость р-n-перехода?

Основы физики атомного ядра и элементарных частиц

1. Назовите основные характеристики и состав ядер атома.

2. Что такое удельная энергия связи ядер?

3. Какое фундаментальное взаимодействие называется сильным?

4. Назовите свойства ядерных сил.

5. Какое явление мы называем радиоактивностью?

6. Что такое период полураспада?

7. Какие виды радиоактивности вы знаете?

8. Что представляет собой α-, β- и -излучения? Как они возникают? Назвать их основные свойства.

9. Объясните, почему возможно выделение энергии при делении тяжелых ядер и при синтезе легких.

10. Как устроен ядерный реактор? Почему термоядерные реакции идут при очень высоких температурах?