Мозговой

Расчетно-графическое задание

Вариант 11

1. Вследствие изменения температуры черного тела максимум спектральной плотности сместился с 2,4 мкм на 0,8 мкм. Как и во сколько раз изменилась энергетическая светимость тела и максимальная спектральная плотность энергетической светимости?

2. При увеличении термодинамической температуры черного тела в два раза длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, уменьшилась на 400 нм. Определить начальную и конечную температуры.

3. В работе А. Г. Столетова "Актино-электрические исследования" (1888 г.) впервые были установлены основные законы фотоэффекта. Один из результатов его опытов был сформулирован так: "Разряжающим действием обладают лучи самой высокой преломляемости, длина которых менее 295 нм". Определить работу выхода электрона из металла, с которым работал А. Г. Столетов.

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

5. Монохроматический пучок света (лямбда=4900 нм), падая нормально на поверхность, производит давление на нее, равное 5*10**(-7) кгс/м**2. Сколько квантов света падает ежесекундно на единицу площади этой поверхности? Коэффициент отражения света ро=0,25.

6. Какова была длина волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом 60 град длина волны рассеянного излучения оказалась равной 25,4 пм?

7. Найти период T обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость w.

8. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света с длиной волны 121,5 нм. Определить радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода.

9. Найти активность a массы m=1 г радия.

10. Какую массу m2 радиоактивного изотопа 21083Bi надо добавить к массе m1=5 мг нерадиоактивного изотопа 20983Bi, чтобы через время t=10 суток после этого отношение числа распавшихся атомов к числу не распавшихся было равно 50%? Постоянная распада изотопа 21083Bi равна лямда =0,14 суток -1.

Расчетно-графическое задание

Вариант 12

1. Температура вольфрамовой спирали в 25-ваттной электрической лампочке равна 2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре равно 0,3. Найти величину излучающей поверхности спирали.

2. Диаметр вольфрамовой спирали в электрической лампочке равен 0,3 мм, длина спирали 5 см. При включении лампочки в цепь напряжением в 127 В через лампочку течет ток силой 0,31 А Найти температуру лампочки. Считать, что по установлении равновесия все выделяющееся в нити тепло теряется в результате лучеиспускания. Отношение энергетических светимостей вольфрама и абсолютно черного тела считать для этой температуры равным 0,31.

3. Определить постоянную Планка h, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности некоторого металла светом с частотой 2,2*10**15 с**(-1), полностью задерживаются обратным потенциалом в 6,6 В, а вырываемые светом с частотой 4,6*10**15 c**(-1) потенциалом в 16,8 В.

4. Найти массу фотона, количество движения которого равно количеству движения молекулы водорода при температуре 20град С. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.

5. Монохроматическое излучение с длиной волны 500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой 10 нН. Определить число фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

6. Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии равно 3,62 пм.

7. На рис. 66 изображена схема прибора для определения резонансного потенциала натрия. Трубка содержит пары натрия. Электроды G и A имеют одинаковый потенциал. При какой наименьшей ускоряющей разности потенциалов U между катодом K и сеткой G наблюдается спектральная линия с длиной волны лямда =589нм?

8. Найти наименьшую лямда min и наименьшую лямда max длины волн спектральных линий водорода в видимой области спектра.

9. Чем отличается массовое число от относительной массы ядра?

10. Природный уран представляет собой смесь трех изотопов: 23492U, 23592U, 23892U. Содержание 23492U ничтожно (0,006%), на долю 23592U приходится 0,71%, а остальную массу (99,28%) составляет 23892U. Периоды полураспада T< этих изотопов со Ответственно равны 2,5*10**5 лет, 7,1*10**8 лет, 4,5*10**9 лет. Найти процентную долю радиоактивности, вносимую каждым изотопом в общую радиоактивность природного урана.

Расчетно-графическое задание

Вариант 13

1. Считая, что атмосфера поглощает 10% лучистой энергии, посылаемой Солнцем, найти мощность, получаемую от Солнца горизонтальным участком земли площадью в 0,5 га. Высота Солнца над горизонтом равна 30град. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.

2. Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость возросла в два раза?

3. При фотоэффекте с платиновой поверхности величина задерживающего потенциала оказалась равной 0,8 в. Найти 1) длину волны применяемого облучения, 2) максимальную длину волны, при которой еще возможен фотоэффект.

4. Параллельный пучок монохроматического света (662 нм) падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление 0,3 мкПа. Определить концентрацию фотонов в световом пучке.

5. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы количество его движения было равно количеству движения фотона с длиной волны Лямбда=5200 нм?

6. Длина волны фотона равна комптоновской длине электрона. Определить энергию и импульс фотона.

7. В каких пределах должны лежать длины волн лямда монохроматического света, чтобы при возбуждении атомов водорода квантами этого света наблюдались три спектральные линии?

8. Найти длину волны лямда фотона соответствующего переходу электрона со второй боровской орбиты на первую в двукратно ионизованном атоме лития.

9. В результате распада массы m0=1 г радия за время t=1 год образовалась некоторая масса гелия, занимающего при нормальных условиях объем V=43 мм3. Найти из этих данных постоянную Авогадро NA.

10. Ядро цинка Zn захватило электрон из К-оболочки атома (К- захват). Указать, в ядро какого элемента превратилось ядро цинка (написать химический символ элемента, массовое и зарядовое число).

Расчетно-графическое задание

Вариант 14

1. Максимум спектральной плотности энергетической светимости яркой звезды Арктур приходится на длину волны 580 нм. Принимая, что звезда излучает как черное тело, определить температуру поверхности звезды.

2. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найти температуру этого тела, если известно, что поверхность его равна 0,6 м**2.

3. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 220 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.

4. Определить длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, обладающего скоростью 10 Мм/с.

5. Найти давление света на стенки электрической 100-ваттной лампы. Колба лампы представляет собой сферический сосуд радиусом 5 см. Стенки лампы отражают 4% и пропускают 6% падающего на них света. Считать, что вся потребляемая мощность идет на излучение.

6. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 180 град? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ.

7. Определить наименьшую и наибольшую энергии фотона в ультрафиолетовой серии спектра водорода (серии Лаймана).

8. Определить потенциальную, кинетическую и полную энергии электрона, находящегося на первой орбите атома водорода.

9. Некоторое число атомов радия помещено в замкнутый сосуд. Через какое время t число атомов радона Nв этом сосуде будет отличатся на 10% от того числа атомов радона N', которое соответствует радиоактивному равновесию радия с радоном в этом сосуде? Построить кривую зависимости изменения N/N' в сосуде от времени t в интервале 0 у t у 6 T<, принимая за единицу времени период полураспада радона T<.

10. Сколько атомов полония распадется за время t=1 сутки из N=106 атомов?

Расчетно-графическое задание

Вариант 15

1. Мощность излучения шара радиусом 10 см при некоторой постоянной температуре равна 1 кВт. Найти эту температуру, считая шар серым телом с коэффициентом теплового излучения 0,25.

2. Какое количество энергии излучает один квадратный сантиметр затвердевающего свинца в 1 сек? Отношение энергетических светимостей поверхности свинца и абсолютно черного тела для этой температуры считать равным 0,6.

3. Определить максимальную скорость Vmax, фотоэлектронов, вылетающих из металла под действием - у-излучения с длиной волны 0,3 нм.

4. Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии равно 3,62 пм.

5. В одном из опытов П. H. Лебедева при падении света на зачерненный кружок диаметром 5 мм и коэффициентом отражения р=0 угол поворота нити был равен 10 мин. Расстояние от центра кружка до оси вращения 9,2 мм. Постоянная момента кручения нити равна 2,2 * 10^(-11) Н*м/рад. Найти: 1) величину светового давления, 2) мощность падающегосвета.

6. Рентгеновские лучи с длиной волны лямбда(о)=0,708 пм испытывают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны рентгеновских лучей, рассеянных в направлениях: 1) пи/2, 2) пи.

7. Найти наибольшую и наименьшую длины волн в первой инфракрасной серии спектра водорода (серии Пашена).

8. Вычислить длину волны, которую испускает ион гелия при переходе со второго энергетического уровня на первый. Сделать такой же подсчет для иона лития.

9. Свинец, содержащийся в урановой руде, является конечным продуктом распада уранового ряда, поэтому из отношения урана в руде к массе свинца в ней можно определить возраст руды. Найти возраст t урановой руды, если известно, что на массу mур=1 кг урана 238 92U в этой руде находится масса mсв=320 г свинца 20682Pb.

10. В чем проявляется нецентральный характер ядерных сил?

Расчетно-графическое задание

Вариант 16

1. Определить температуру, при которой энергетическая светимость черного тела равна 10 кВт/м**2.

2. Температура черного тела равна 2 кК. Определить: 1)спектральную плотность энергетической светимости для длины волны 600 нм; 2) энергетическую светимость в интервале длин волн от 590 нм до 610 нм. Принять, что средняя спектральная плотность энергетической светимости тела в этом интервале равна значению, найденному для длины волны 600 нм.

3. На поверхность лития падает монохроматический свет (310 нм). Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить задерживающую разность потенциалов не менее 1,7 В. Определить работу выхода.

4. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны Лямбда=5200 нм?

5. Определить энергию, массу и количество движения фотона, если соответствующая ему длина волны равна 1,6 пм.

6. Фотон с энергией 0,25 МэВ рассеялся на свободном электроне. Энергия рассеянного фотона равна 0,2 МэВ. Определить угол рассеяния.

7. Вычислить радиусы r2 и r3 второй и третьей орбит в атоме водорода.

8. Найти кинетическую энергию Wк электрона, находящегося на n-й орбите атома водорода, для n=1,2,3 и бесконечность.

9. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы оторвать один из нейтронов от ядра азота?

10. Найти удельную активность am: а) урана 23592U; б) радона 22286Rn.

Расчетно-графическое задание

Вариант 17

1. Принимая коэффициент теплового излучения угля при температуре 600 К равным 0,8,определить: 1) энергетическую светимость угля; 2) энергию, излучаемую с поверхности угля с площадью 5 см**2 за время 10 мин.

2. В каких областях спектра лежат длины волн, соответствующие максимуму спектральной плотности энергетической светимости, если источником света служит: 1) спираль электрической лампочки (Г=3000 К), 2)поверхность Солнца (Т=6000 К) и 3)атомная бомба, в которой в момент взрыва развивается температура около 10**9 К? Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

3. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении его гамма - фотонами, равна 291 Мм/с. Определить энергию гамма - фотонов.

4. Давление монохроматического света (600 нм) на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число фотонов, падающих за время 1 с на поверхность площадью 1 см**2.

5. Рентгеновские лучи с длиной волны лямбда(о)=20 пм испытывают комптоновское рассеяние под углом 90 град. Найти: 1) изменение длины волны рентгеновских лучей при рассеянии, 2) энергию электрона отдачи, 3) количество движения электрона отдачи.

6. Фотон с энергией 0,4 МэВ рассеялся под углом 90 град на свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.

7. Электрон, пройдя разность потенциалов U=4,9 В, сталкивается с атомом ртути и переводит его в первое возбужденное состояние. Какую длину волны лямда имеет фотон, соответствующий переходу атома ртути в нормальное состояние?

8. Найти длину волны лямда фотона соответствующего переходу электрона со второй боровской орбиты на первую в однократно ионизованном атоме гелия.

9. Ядро азота N захватило альфа - частицу и испустило протон. Определить массовое число А и зарядовое число Z образовавшегося в результате этого процесса ядра. Указать, какому элементу это ядро соответствует.

10. Определить энергию, которая освободится при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро.

Расчетно-графическое задание

Вариант 18

1. На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющего температуру, равную температуре человеческого тела, т.е. t=37градC?

2. Найти, какое количество энергии с 1 см**2 поверхности в 1 сек излучает абсолютно черное тело, если известно, что максимальная спектральная плотность его энергетической светимости приходится на длину волны в 484 нм.

3. Найти красную границу фотоэффекта для лития, натрия, калия и цезия.

4. Длина волны фотона равна комптоновской длине электрона. Определить энергию и импульс фотона.

5. В явлении Комптона энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния равен пи/2. Найти энергию и количество движения рассеянного фотона.

6. Длина волны фотона равна комптоновской длине электрона. Определить энергию и импульс фотона.

7. В каких пределах должна лежать энергия бомбардирующих электронов, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел только одну спектральную линию?

8. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной атомарным водородом. Постоянная решетки d=5мкм. Какому переходу электрона со Ответствует спектральная линия, наблюдаемая при помощи этой решетки в спектре пятого порядка под углом фи=41 ?

9. Атомное ядро, поглотившее гамма - фотон с длиной волны 0,47 пм, пришло в возбужденное состояние и распалось на отдельные нуклоны, разлетевшиеся в разные стороны. Суммарная кинетическая энергия нуклонов равна 0,4 МэВ. Определить энергию связи ядра.

10. Что называется виртуальными частицами и какую роль они играют в объяснении ядерных сил?