5.3. Примерные задания итогового теоретического контроля по модулям

Приведенные ниже работы проводятся в конце семинарских занятий, посвященных рассмотрению теоретических вопросов. Для выполнения студентам предлагаются или тестовое задание (в каждом из которых может быть несколько правильных ответов), или вопросы, которые требуют краткого решения с применением знаний по обсуждаемому на семинаре материалу. Каждое задание теста оценивается при верном выполнении 2 баллами, вопросы, требующие развернутого ответа – от 2 до 4 баллов в зависимости от сложности задания. В случае неполного ответа на вопрос выставляется часть от максимального балла в зависимости от полноты ответа.

Проверочная работа № 1 (модуль 1)

1. Интегральной плотностью излучения (энергетической светимостью) называется величина, равная …

1) энергии dW, излучаемой с площади dS поверхности излучателя за dt секунд в интервале всех излучаемых длин волн.

2) энергии, излучаемой с площади dS поверхности излучателя за единицу времени в малом интервале излучаемых длин волн dλ.

3) энергии, излучаемой с единицы площади поверхности излучателя за единицу времени в интервале всех излучаемых длин волн.

4) потоку энергии dФ (мощности излучения) с площади dS поверхности излучателя в интервале всех излучаемых длин волн.

5) потоку энергии (мощности излучения) с единицы площади поверхности излучателя в интервале всех излучаемых длин волн.

6) отношению.

7) отношению .

8) отношению .

9) отношению .

2. Спектральная плотность излучения (испускательная способность) характеризует распределение энергии излучения …

1) по спектру.

2) по длинам волн.

3) по частотам колебаний.

4) по цветам излучаемого света.

3

Рис. 1

. В измеряется …

1) интегральная плотность излучения (энергетическая светимость).

2) спектральная плотность излучения (излучательная способность).

3) поток энергии.

4) коэффициент поглощения.

4. Найти соотношение между температурами Т₁ и Т₂ абсолютно чёрного тела, для которого изображён график r_,T = f (, T) (рис.1).

1) Т₁ = Т₂.

2) Т₁ = 4Т₂.

3) Т₂ = 4Т₁.

5. При повышении температуры абсолютно чёрного тела максимум спектральной плотности излучения смещается в сторону …, а кривая r_λ,T располагается … первоначальной кривой.

1) коротких длин волн … выше…

2) больших длин волн … выше …

3) коротких длин волн … ниже …

4) больших длин волн… ниже …

Проверочная работа № 2 (модуль 2)

1. Ионизация атомов вследствие вылета из них электронов под действием света представляет собой…

1) внутренний фотоэффект.

2) внешний фотоэффект.

3) фотогальванический эффект.

4) фотоэффект в газах.

5) фотоионизацию.

2

Рис. 2

. На рисунке 2 представлены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если Е – освещенность катода, а  – частота падающего на него света, то справедливо следующее утверждение…

1) ₁ = ₂, Е₁ < Е₂.

2) ₁ < ₂, Е₁ = Е₂.

3) ₁ = ₂, Е₁ > Е₂.

4) ₁ > ₂, Е₁ = Е₂

3. Укажите, при каких соотношениях между длинами волн, частотами падающего света и работой выхода вещества катода фотоэффект будет наблюдаться:

1) λ < .

2) λ > .

3) λ = .

4)  > .

5)  < .

6)  = .

4. При увеличении частоты падающего света задерживающий потенциал …

1) не изменяется.

2) увеличивается прямо пропорционально частоте.

3) увеличивается в зависимости от частоты по линейному закону.

4) уменьшается обратно пропорционально частоте.

5. изменяется немонотонно: сначала растет, потом уменьшается.

5. При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с катода вылетают фотоэлектроны. Интенсивность света увеличили в 2 раза. При этом …

1) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась в 4 раза.

2) скорость фотоэлектронов, вырываемых светом, не изменилась.

3) максимальная скорость фотоэлектронов увеличилась в 2 раза.

4) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света неизменного спектрального состава.

5) количество фотоэлектронов, вырываемых светом за 1 с, увеличилось вдвое.

6) сила тока насыщения увеличилась в 2 раза.

Проверочная работа № 3 (модуль 3)

1. Электрон и протон движутся с одинаковой скоростью. Какой из этих частиц соответствует большая длина волны де Бройля? Почему? (3 балла)

2. Положение атома углерода в кристаллической решётке алмаза определено с погрешностью Δх = 0,05 нм. Учитывая, что масса атома углерода m = 1,99 · 10^-26 кг, оцените неопределённость скорости его теплового движения Δv_х. (3 балла)

3. Вероятность обнаружить частицу на участке (a, b) одномерного потенциального с бесконечно высокими стенками вычисляется по формуле , где ω – плотность вероятности, определяемая ψ – функцией. Если ψ – функция имеет вид, указанный на рисунке 3, то вероятность обнаружить электрон на участке < х < равна… (3 балла)

4. Сколько значений энергии, меньших соответствующей рисунку 3, может иметь частица? (1 балл)

Рис. 3

Проверочная работа № 4 (модуль 4)

1. К какому диапазону электромагнитных волн принадлежит спектральная линия, излучаемая при переходе электрона в атоме водорода с 5-го энергетического уровня на 3-й?

1) ультрафиолетовое излучение.

2) инфракрасное излучение.

3) видимое излучение.

4) 10^-8 м < λ < 3,8·10^-7 м.

5) 3,8·10^-7 м < λ < 7,6·10^-7 м.

6) 7,6·10^-7 м < λ < 5·10^-4 м.

2. Электрон в атоме водорода может вращаться вокруг ядра…

1. по любым орбитам.

2. только по таким орбитам, на которых спин электрона принимает значения, кратные ћ = 1,05 · 10^-34 Дж·с.

3. только по таким орбитам, на которых орбитальный момент импульса электрона принимает значения, кратные ћ = 1,05 · 10^-34 Дж·с.

4. только по таким орбитам, на которых орбитальный момент импульса электрона равен nћ, где n = 1, 2, 3, …

5. только по таким орбитам, на которых орбитальный момент импульса приобретает значения, равные nh (h = 6,6 · 10^-34 Дж·с)

3. Выражение представляет собой … в атоме водорода.

1) силу, действующую на электрон со стороны ядра.

2) кинетическую энергию электрона в системе отсчета, связанной с ядром.

3) потенциальную энергию электрона в поле ядра.

4) полную энергию электрона.

5) потенциальную энергию взаимодействия электрона с ядром.

4. По формуле можно найти длину волны спектральной линии…

1) серии Лаймана.

2) серии Бальмера.

3) серии Пашена.

4) находящейся в инфракрасном диапазоне.

5) находящейся в видимом диапазоне.

6) находящейся в ультрафиолетовом диапазоне.

5. На рисунке 4 показаны три нижних энергетических уровня некоторого атома. Стрелки соответствуют переходам между уровнями. Можно утверждать, что

1) при переходе 1 происходит излучение фотона.

2) при переходе 2 происходит поглощение фотона.

3)энергии фотонов, поглощаемых в процессе 2 и излучаемых при переходе 5, равны.

4) выполняется соотношение между частотами υ₅ = υ₃ – υ₄.

Рис. 4

5) переходу 3 соответствует самая большая частота излучаемого света.

6) переходу 3 соответствует самая большая длина волны излучаемого света.

Проверочная работа № 5 (модуль 4)

1. Какие переходы в энергетическом спектре атома водорода разрешены правилами отбора: (2 балла)

а) 2s – 1p; б) 3s – 2р; в) 4p – 2s; г) 4d – 3d; д) 4d – 2p; е) 4f – 3p; ж) 5s – 2s; з) 4f – 3d.

2. Заполненной электронной оболочке соответствует главное квантовое число n = 4. Определите число электронов на этой оболочке, которые имеют одинаковые квантовые числа: а) m_l = - 3; б) l = 2, m_s = ½; 3) m_l = 1, m_s= - ½. (4 балла)

3. а) Электронная конфигурация некоторого элемента 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁰ 4s². Определите, что это за элемент. (2 балла)

б) Запишите символически электронную конфигурацию в основном состоянии атома криптона (2 балла).

Проверочная работа № 6 (модуль 5)

1. Из каких элементарных частиц состоят атомы, ядра атомов? Сколько частиц каждого сорта содержит наиболее распространенный изотоп ядра атома железа? (2 балла)

2. Запишите уравнения двух ядерных реакций, укажите, что означает х в каждом из них: ; . (2 балла)

3. В результате последовательной серии радиоактивных распадов радий-230 превращается в висмут-214. Сколько α- и β-превращений он при этом испытывает? (2 балла)

4. Период полураспада селена-75 равен 120 суток. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные. (2 балла)

А. За 360 суток распадется более 80% имеющихся в начальный момент ядер.

Б. То ядро, которое образовалось раньше, обязательно и распадется раньше.

В. Активность образца, обусловленная наличием селена-75, через 240 суток уменьшится в 4 раза.

Г. За 60 суток количество ядер селена-75 уменьшается более чем на 20%.

5. Перечислите известные вам элементарные частицы, относящиеся к: а) лептонам; б) адронам; в) гиперонам? Каковы критерии этой классификации? (2 балла)