Расчетно-графические работы по теме «квантовая механика» вариант 1

1. Найти солнечную постоянную K, т. е. количество лучистой энергии, посылаемой Солнцем в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к солнечным лучам и находящуюся на таком же расстоянии от него, как и Земля. Температура поверхности Солнца Т = 5800 К. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.

2. Фотон с импульсом р =1,02 МэВ/с, где с – скорость света, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал

р¢ = 0,255 МэВ/с. Под каким углом рассеялся фотон?

3..Определить давление p солнечного излучения на зачерненную пластинку, расположенную перпендикулярно солнечным лучам и находящуюся вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца.

4. На какое расстояние r_min может приблизиться к неподвижному ядру атома золота a – частица при центральном соударении, если скорость частицы на большом расстоянии от ядра u = 3 ×10⁷ м/с?

5. Оценить скорость движения электрона в атоме водорода, исходя из того, что радиус атома имеет величину порядка 0,1 нм. Сравнить со значением скорости движения электрона на первой боровской орбите.

6. Определите наибольшую скорость электронов, подлетающих к антикатоду рентгеновской трубки, если коротковолновая граница спектра равна 1 нм.

ВАРИАНТ 2

1.Энергетическая светимость абсолютно черного тела Вт/см². Определить длину волны, отвечающую максимуму испускательной способности этого тела.

2.Определить поверхностную плотность потока энергии излучения, падающего на зеркальную поверхность, если световое давление р при перпендикулярном падении лучей равно 10 мкПа.

3. Оценить с помощью соотношения неопределенностей неопределенность скорости электрона в атоме водорода, полагая размер атома е = 0,1 нм. сравнить полученную величину со скоростью электрона на первой боровской орбите данного атома.

4. Фотон с импульсом р =1,02 МэВ/с, где с – скорость света, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал

р¢ = 0,255 МэВ/с. Под каким углом рассеялся фотон?

5. С какой минимальной кинетической энергией должен двигаться атом водорода, чтобы при неупругом лобовом соударении с другим, покоящемся атомом водорода один из них оказался способным испустить фотон? До соударения оба атома находились в основном состоянии.

6. Пучок электронов падает на естественную грань монокристалла под углом скольжения °, отраженные электроны наблюдаются под углом падения. Постоянная кристаллической решетки . Определить значение первой ускоряющей разности потенциалов, при которой наблюдается максимальное отражение электронов.

Вариант 3

1. Найти солнечную постоянную K, т. е. количество лучистой энергии, посылаемой Солнцем в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к солнечным лучам и находящуюся на таком же расстоянии от него, как и Земля. Температура поверхности Солнца Т = 5800 К. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.

2. Фотон с импульсом р =1,02 МэВ/с, где с – скорость света, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал

р¢ = 0,255 МэВ/с. Под каким углом рассеялся фотон?

3. Поток энергии , излучаемый электрической лампой, равен 600 Вт. На расстоянии м от лампы перпендикулярно падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром см. Принимая, что излучение лампы одинаково во всех направлениях и что зеркальце полностью отражает падающий на него свет, определить силу F светового давления на зеркальце.

4. Фотон с энергией Е=5,4852 эВ вырывает из свободного покоящегося атома лития валентный электрон. Электрон вылетает под прямым углом к направлению, в котором летел фотон. С какой скоростью и в каком направлении движется ионизированный атом? Потенциал ионизации лития 5,3918 В.

5. Оценить с помощью соотношения неопределенности возможную энергию электрона в атоме водорода и соответствующее эффективное расстояние его от ядра.

6.Узкий пучок  – частиц с кинетической энергией 0,50 МэВ падает нормально на золотую фольгу массовой толщины d = 1,5 мг/см². Поток частиц в пучке составляет I₀ = 5,0  10⁵ с^-1. Найти число  – частиц, рассеянных фольгой за  = 30 мин в интервале углов а) 59 – 61; б) более 60.