Ответы к тестам

1. б); 2. г); 3. а); 4. б); 5. б); 6. а); 7. б); 8. в); 9. б); 10. в); 11. в); 12. г); 13. в); 14. б); 15. а); 16. б); 17. в); 18. в); 19. г); 20. в); 21. б); 22. в); 23. б); 24. а); 25. б); 26. в); 27. г); 28. в); 29. б); 30. а); 31. в); 32. б); 33. в); 34. г); 35. в); 36. б); 37. а); 38. б); 39. б); 40. в); 41. г); 42. а); 43. б); 44. в); 45. г); 46. а); 47. б); 48. в); 49. г); 50. а); 51. б); 52. в); 53. а); 54. б); 55. в); 56. а); 57. в); 58. б); 59. в); 60. в); 61. г); 62. б); 63. в); 64. а); 65. г); 66. а); 67. в); 68. б); 69. г); 70. а); 71. в); 72. г); 73. б); 74. а); 75. в); 76. г); 77. б); 78. в); 79. а).

2.4. Атомный и нуклонный уровни строения материи

Развитие представлений о структуре атомов. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц. Принципы неопределенности и дополнительности. Вероятностный характер микропроцес­сов. Принципы причинности и соответствия. Практические ас­пекты квантово-механической концепции. Симметрия волновой функции и принцип Паули. Современные атомные системы: эксимерные молекулы, кластеры, фуллерены и др. Строение атом­ного ядра. Свойства ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция деления. Термоядерный синтез. Свойства элементарных частиц. Античастицы. Кварки. Современные ускорители. Пер­спективы развития физики микромира.

Темы для обсуждения

1. Модели атомов.

2. Современное представление о структуре атомов.

3. Квантово-механические принципы.

4. Принцип Паули и Периодическая система Д.И. Менделеева.

5. Разновидности современных атомных систем.

6. Строение атомного ядра.

7. Устойчивость атомных ядер.

8. Цепная реакция деления ядер.

9. Проблемы управления термоядерным синтезом.

10. Перспективы развития физики микромира.

Контрольные вопросы

1. Что означает атомный уровень строения материи?

2. Охарактеризуйте кратко историю развития представлений о структуре атомов.

3. Кто и когда открыл электрон?

4. В чем сущность модели атома Томсона?

5. Кто предложил планетарную модель атома? Чем она отличается от модели Томсона?

6. Сформулируйте постулаты Бора.

7. Какие выводы следуют из опытов Франка и Герца?

8. Можно ли с помощью теории Бора объяснить структуру атомов всех элементов Периодической системы Менделеева?

9. В чем заключается универсальность корпускулярно-волнового дуализма?

10. Напишите формулу, подтверждающую корпускулярно-волновые свойства микрочастиц.

11. Каким экспериментом впервые подтверждена гипотеза де Бройля?

12. Можно ли говорить о движении микрочастиц по определенным траекториям?

13. Напишите и поясните соотношение неопределенностей.

14. Устанавливает ли принцип неопределенности границу познаваемости мира?

15. Сформулируйте принцип дополнительности.

16. В чем заключается вероятностный смысл микропроцессов?

17. Каков физический смысл волновой функции?

18. Кто и когда сформулировал основное уравнение квантовой механики?

19. Сформулируйте принцип причинности для микропроцессов.

20. Что означает принцип соответствия?

21. В чем заключаются практические аспекты квантово-механической концепции?

22. На какие два класса делятся элементарные частицы в зависимости от характера симметрии волновых функций?

23. Сформулируйте принцип Паули.

24. Назовите основные современные атомные системы.

25. Какими свойствами обладают кластеры?

26. Какова молекулярная структура фуллеренов?

27. Что такое углеродные нанотрубки?

28. Из каких частиц состоит атомное ядро?

29. Дайте краткую характеристику ядерных сил.

30. Как определяется дефект массы?

31. Охарактеризуйте зависимость удельной энергии связи от массового числа.

32. Что такое радиоактивность?

33. Назовите основные виды радиоактивного излучения.

34. Сформулируйте закон радиоактивного распада.

35. Как происходит цепная реакция деления урана?

36. Как определяется коэффициент размножения нейтронов?

37. Что такое критическая масса?

38. При каком условии возможна управляемая цепная реакция?

39. При какой температуре возникает термоядерный синтез?

40. В чем заключается проблема управляемого термоядерного синтеза?

41. Чем отличаются друг от друга элементарные частицы?

42. Назовите основные характеристики элементарных частиц.

43. Какова специфика свойств частицы нейтрино?

44. Кто и когда предсказал существование античастиц?

45. Что такое аннигиляция?

46. Кто и когда предложил гипотезу кварков?

47. Назовите характеристики современных ускорителей.

48. Каков принцип работы коллайдера?

49. На какую энергию частиц рассчитан строящийся в Женеве ускоритель?

50. Что такое структурная нейтронография?

Тесты

1. Первую модель атома предложил:

а) Э. Резерфорд;

б) Н. Бор;

в) М. Планк;

г) Дж. Томсон.

2. Ядерную (планетарную) модель атома предложил:

а) Н. Бор;

б) Э. Резерфорд;

в) Дж. Томсон;

г) М. Планк.

3. Модель атома Бора объясняет структуру атомов:

а) всех химических элементов;

б) легких элементов;

в) водорода;

г) водорода и гелия.

4. Существование стационарных состояний и дискретность энергии атомов экспериментально подтвердили:

а) Э. Резерфорд и Г. Герц;

б) Д. Франк и Г. Герц;

в) Дж. Томсон;

г) Э. Резерфорд;

5. Универсальностью корпускулярно-волнового дуализма обладают:

а) только фотоны;

б) только электроны;

в) только фотоны и электроны;

г) фотоны, электроны и другие частицы материи.

6. Любой частице соответствует волновой процесс с длинной волны, определяемой:

а) отношением постоянной Планка к импульсу частицы;

б) произведением постоянной Планка на импульс частицы;

в) отношением импульса частицы к постоянной Планка;

г) произведением постоянной Планка на частоту.

7. Принцип неопределенности, описывающий свойства микрообъектов сформулировал:

а) Луи де Бройль;

б) Н. Бор;

в) В. Гейзенберг;

г) М. Планк.

8. Экспериментальная информация об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно влечет потерю информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым, — это принцип:

а) неопределенности;

б) дополнительности;

в) соответствия;

г) тождественности.

9. Вероятность нахождения частицы в данный момент времени в определенном ограниченном объекте определяет:

а) импульс частицы;

б) координата частицы;

в) координата и импульс частицы;

г) квадрат волновой функции.

10. В одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех одинаковых квантовых чисел — это принцип:

а) Паули;

б) соответствия;

в) причинности;

г) неопределенности.

11. Состояние системы микрочастиц, определяемое в квантовой механике, однозначно вытекает из предшествующего состояния, как того требует принцип причинности, — это принцип:

а) соответствия;

б) Паули;

в) квантово-механический принцип причинности;

г) неопределенности.

12. Всякая новая более общая теория, являющаяся развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя классическую теорию, указывая границы ее применения, причем в определенных предельных случаях новая теория переходит в старую, — это принцип:

а) Паули;

б) тождественности;

в) причинности;

г) соответствия.

13. Эксимерные молекулы существуют в:

а) невозбужденном состоянии;

б) только в возбужденном состоянии;

в) обычных условиях;

г) условиях низкой температуры.

14. Промежуточное положение между молекулярным и конденсированным состоянием вещества занимают:

а) эксимерные молекулы;

б) фуллерены;

в) углеродные нанотрубки;

г) кластеры.

15. Большое число (от 32 до 90) атомов углерода содержат:

а) кластеры;

б) эксимерные молекулы;

в) фуллерены;

г) молекулы алмаза.

16. Протяженные молекулярные структуры углерода в виде полого цилиндра называют:

а) фуллеренами;

б) углеродными нанотрубками;

в) кластерами;

г) эксимерными молекулами.

17. Ядро атомов состоит из:

а) нуклонов;

б) протонов и электронов;

в) нейтронов;

г) нуклонов и электронов.

18. Изотопами называются ядра с:

а) разным числом нуклонов;

б) разным числом протонов;

в) одинаковым числом нуклонов;

г) одинаковым числом протонов, но с разным числом нейтронов.

19. Чем больше энергия связи, тем:

а) больше вероятность распада ядер;

б) устойчивее ядро;

в) слабее ядерные силы;

г) менее стабильно ядро.

20. Альфа-излучение — это:

а) поток электронов;

б) электромагнитное излучение;

в) поток ядер гелия;

г) поток нейтронов.

21. Одна из разновидностей бета-излучения — это:

а) поток нуклонов;

б) поток нейтронов;

в) электромагнитное излучение;

г) поток быстрых электронов.

22. Нейтроны с энергией, большей 10⁴ эВ, называются;

а) тепловыми;

б) быстрыми;

в) медленными;

г) активными.

23. Цепная реакция деления возникает, если вторичные нейтроны:

а) вызывают новые акты деления;

б) испытывают упругое рассеяние;

в) испытывают неупругое рассеяние;

г) ускоряются.

24. Минимальная масса делящегося вещества в активной зоне с критическими размерами называется:

а) активной массой;

б) некритической массой;

в) критической массой;

г) радиоактивной массой.

25. Термоядерный синтез происходит:

а) при очень высоком давлении;

б) при высоких давлениях и температуре;

в) при температуре до 10 000 "С;

г) при температуре более 10⁷ К.

26. Античастицей электрона является:

а) протон;

б) позитрон;

в) нейтрино;

г) нейтрон.

27. Отличительная особенность кварков заключается в том что они:

а) имеют дробные электрические заряды;

б) являются только положительно заряженными;

в) имеют только отрицательные заряды;

г) имеют заряды, кратные заряду электрона.

28. Ускорители на встречных пучках называются:

а) циклотронами;

б) линейными ускорителями;

в) коллайдерами;

г) синхротронами.

29. Отечественный ускоритель У-70 в г. Протвино близ Серпухова рассчитан на энергию частиц около (ГэВ):

а) 10;

6) 20;

в) 100;

г) 70.

30. Большой адронный коллайдер, строящийся в Женеве в тоннеле (длиной 27 км) позволит ускорить частицы до энергии около (ГэВ):

а) 500;

б) 800;

в) 10;

г) 100.

31. Структурная нейтронография основана на:

а) дифракции;

б) поляризации;

в) дисперсии;

г) интерференции.

32. Структурная нейтронография позволяет:

а) определить макроструктуру вещества;

б) наблюдать отдельные атомы;

в) наблюдать кристаллическую структуру;

г) наблюдать кластеры.

Ответы к тестам

1. г); 2. б); 3. в); 4. б); 5. г); 6. а); 7. в); 8. б); 9. г); 10. а); 11. в); 12. г); 13. б); 14. г); 15. в); 16. б); 17. а); 18. г); 19. б); 20. в); 21. г); 22. б); 23. а); 24. в); 25. г); 26. б); 27. а); 28. в); 29. г); 30. в); 31. а); 32. б).