Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
210700 230100 Физика_СР_ДКР _1-4_2013_Ильиных Н.И..docx
Скачиваний:
49
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
294.41 Кб
Скачать

Варианты заданий для контрольной работы № 4.

Номер варианта

Номера задач

1

1

11

21

31

41

51

61

71

2

2

12

22

32

42

52

62

72

3

3

13

23

33

43

53

63

73

4

4

14

24

34

44

54

64

74

5

5

15

25

35

45

55

65

75

6

6

16

26

36

46

56

66

76

7

7

17

27

37

47

57

67

77

8

8

18

28

38

48

58

68

78

9

9

19

29

39

49

59

69

79

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Задачи для выполнения домашней контрольной работы №4

  1. Определить длину волны, на которую приходится максимум энергии в спектре звезды с температурой 30000 К.

  2. АЧТ находится при температуре Т1=2900 К. В результате остывания этого тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости изменилась на=9 мкм. До какой температурыТ2охладили тело?

  3. Мощность излучения АЧТ равна 10 КВт. Найти величину излучающей поверхности тела, если известно, что длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности его энергетической светимости, равна710-7м.

  4. Какова средняя температура земной поверхности, если длина волны, соответствующая максиму ее теплового излучения, равна 10 мкм?

  5. Температура АЧТ 127С. После повышения температуры суммарная мощность излучения увеличилась в три раза. На сколько градусов повысилась при этом температура?

  6. Во сколько раз энергия фотона, соответствующего красному свету (=750 нм) отличается от энергии фотона, соответствующего фиолетовому свету (=400 нм)?

  7. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась от 750 нм до 500 нм. Как при этом изменилась энергетическая светимость тела?

  8. Поток излучения абсолютно черного тела Фe = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волныλmax = 0.8 мкм. Определить площадьSизлучающей поверхности.

  9. Найти температуру Тпечи, если известно, что излучение из отверстия в ней площадьюS = 6.1 см2имеет мощностьN = 34.6 Вт. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

  10. Энергетическая светимость черного тела R = 10 кВт/м2. Определите длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела.

  11. При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны = 310 нмфототок прекращается при некотором задерживающем напряжении. При увеличении длины волны на25%, задерживающее напряжение оказывается меньше на0.8 В. Определить по этим экспериментальным данным постоянную Планка.

  12. Плоский серебряный электрод освещается монохроматическим излучением с длиной волны 83 нм. Определить, на какое максимальное расстояние от поверхности электрода может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется задерживающее электрическое поле напряжённостьюЕ = 10 В/см? «Красная граница» фотоэффекта для серебра264 нм.

  13. При освещении вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны 1 = 0.4 мкмон заряжается до разности потенциаловφ1=2 В. Определить, до какой разности потенциалов зарядится фотоэлемент при освещении его монохроматическим светом с длиной волны0.3 мкм?

  14. Выбиваемые светом при фотоэффекте электроны при облучении фотокатода видимым светом полностью задерживаются обратным напряжением = 1.2 В. Специальные измерения показали, что длина волны падающего света400 нм. Определить «красную границу» фотоэффекта.

  15. На цинковую пластину падает монохроматический свет с длиной волны 220 нм. Определить максимальную скоростьvmaxфотоэлектронов.

  16. Определить длину волны ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов равной10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.

  17. Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением ультрафиолетовым светом платиновой пластинки, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U1 = 3.7 В, если платиновую пластинку заменить другой пластинкой, то задерживающую разность потенциалов придётся увеличить до6 В. Определить работуАвыхода электронов с поверхности этой пластинки.

  1. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта 0 = 307 нм, а максимальная кинетическая энергияфотоэлектрона равна 1 эВ?

  2. “Красная граница” фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определить: 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом, с длиной волны400 нм.

  3. Металл освещается излучением, энергия которого 12 эВ. Определите максимальную энергию выбитых фотоэлектронов, если известно, что она в2раза больше работы выхода электронов из металла.

  4. Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под угломθ = 90она первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию и импульс электрона отдачи.

  5. На рисунке показаны направления падающего фотона (γ), рассеянного фотона (γ’) и электрона отдачи (е). Угол рассеяния 90о, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол φ=30о. Определите импульс электрона, если импульс рассеянного фотона PФ.

  6. Фотон (= 1 пм) рассеялся на свободном электроне под углом = 90. Какую долю своей энергии фотон передал электрону?

  7. При комптоновском рассеянии энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния . Найти энергию () и импульс () рассеянного фотона.

  8. Энергия падающего фотона равна энергии покоя электрона. Определить долюэнергии падающего фотона, которую сохранит рассеянный фотон, и долюэтой энергии, полученную электроном отдачи, если угол рассеянияравен:1) 60; 2) 90; 3) 180.

  9. Определить, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс ре был равен импульсу фотона рγ, длина волны которого =2пм?

  10. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 180? Энергия () фотона до рассеяния равна0.255 МэВ.

  11. Рентгеновское излучение длиной волны 55.8 пмрассеивается плиткой графита (Комптон-эффект). Определить длину волны света, рассеянного под углом60к направлению падающего пучка света.

  12. Длина волны фотона равна комптоновской длинеэлектрона. Определить энергию () и импульс (р) фотона.

  13. Фотон рентгеновского излучения с энергией 0,15 МэВ испытал рассеяние на покоившемся свободном электроне, в результате чего его длина волны увеличилась на . Найти угол, под которым вылетел комптоновский электрон отдачи.

  14. Вычислить радиус второй орбиты r2электрона в ионе гелияHe+.

  15. Определить потенциальную П, кинетическуюТи полнуюЕэнергии электрона, находящегося на первой орбите атома водорода (основное состояние).

  16. Найти энергию Еiи потенциалUiионизации ионаHe+.

  17. Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на второй.

  18. Найти: 1) период обращения Тэлектрона на первой боровской орбите атома водорода, 2) его угловую скорость.

  19. Насколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны = 486 нм?

  20. Определить максимальную и минимальную энергии фотона в видимой серии спектра водорода (серии Бальмера).

  21. Атомарный водород, возбуждённый светом определённой длины волны, при переходе в основное состояние испускает только три спектральные линии. Определить длины волн этих линий и указать, каким сериям они принадлежат.

  22. В каких пределах должна быть энергия бомбардирующих электронов, чтобы при возбуждении атома водорода ударами этих электронов спектр излучения водорода имел лишь одну спектральную линию? Энергия атома водорода в основном состоянии E1= – 13.6 эВ.

  23. Найдите скорость электронов, вырываемых электромагнитным излучением с длиной волны 18 нмиз ионаНе+, находящегося в основном состоянии. Энергия ионизации атома водорода13.6 эВ.

  24. Определить длину волны де Бройля для нейтрона, движущегося со наиболее вероятной скоростью при комнатной температуре.

  25. Электрон движется со скоростью υ=2·108 м/с. Определить длину волны де БройляБ, учитывая изменение массы электрона в зависимости от скорости.

  26. Определить длину волны де Бройля Бэлектрона, если его кинетическая энергияТ=1 кэВ.

  27. Найти длину волны де Бройля Бдля электрона, движущегося по круговой орбите атома водорода, находящегося в основном состоянии.

  28. Электрон движется по окружности радиусом 0.5 смв однородном магнитном поле с индукцией8 мТл. Определить длину волны де Бройляэлектрона.

  29. Определите, при каком числовом значении кинетической энергии Т длина волны де Бройля λБ электрона равна его комптоновской длине волны?

  30. Найти длину волны де Бройля для атома водорода, движущегося при температуреТ = 293 К со: 1) средней квадратичной скоростью; 2) наиболее вероятной скоростью; 3) средней арифметической скоростью.

  31. Найти длину волны де Бройля λ протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов U: 1) 1 кВ; 2) 1 ГВ.

  32. -частица движется по окружности радиусом r = 8.3 ммв однородном магнитном поле, напряжённость которогоH = 18.9 кА/м. Найти длину волны де Бройлядля-частицы.

  33. Определить длину волны де Бройля электронов, бомбардирующих антикатод рентгеновской трубки, если граница сплошного рентгеновского спектра приходится на длину волны = 3 нм.

  34. Время жизни атома в возбужденном состоянии t= 10 нс. Учитывая, что постоянная Планка ћ = 6,610-16эВс, определите ширину энергетического уровня (в эB).

  35. Среднее время жизни возбуждённого состояния атома равно τ = 12 нс. Определите минимальную неопределённость длины волны Δλ =0.12 мкм излучения при переходе атома в основное состояние.

  36. Оцените наименьшие ошибки, с которыми можно определить скорость шарика массой кг и электрона, если положение центра шарика и положение электрона установлены с точностью м. Постоянная Планка Дж·с.

  37. Параллельный пучок электронов с энергией 10 эВпадает по нормали на экран с узкой щелью шириной10 нм. Оцените (с помощью соотношения неопределенностей) относительную неопределенность импульсаΔр/рдля электронов, проходящих сквозь щель.

  38. Положение пылинки массой m= 10-9кг было установлено с неопределенностью Δх = 0.1 мкм. Оцените неопределенность скорости Δvx, учитывая, что постоянная Планка ħ = 1.05∙10-34Дж∙с.

  39. Протон локализован в пространстве в пределах x = 10 мкм. Учитывая, что постоянная Планкаħ =1.05∙10-34 Дж∙с, а масса протонаm = 1.6710-27 кг, найдите неопределенность скоростиΔvxдвижения (в м/c).

  40. Интервал частот, излучаемых атомом при радиационном распаде возбужденного уровня, составляет 100 кГц. Оцените неопределенность времени жизни атома на этом уровне.

  41. Электрон с кинетической энергией 4 эВлокализован в области размером1 мкм. Оценить с помощью соотношения неопределённостей относительную неопределённость его скорости.

  42. Определить неопределенность в определении координаты электрона, движущегося в атоме водорода со скоростью v = 1.5 Мм/с, если допускаемая неопределенность скорости составляет20%от её величины.

  43. Молекула водорода участвует в тепловом движении при Т = 300 К.Найдите неопределённость координаты молекул водорода.

  44. Частица в потенциальном ящике находится в основном состоянии. Какова вероятность Wнахождения частицы: 1) в средней трети ящика; 2) в крайней трети ящика?

  45. Частица в потенциальном ящике шириной Lнаходится в возбуждённом состоянии (n=2). Определить, в каких точках интервала (0 <x<L) плотность вероятности |ψn(x)|² нахождения частицы максимальна и минимальна?

  46. Частица находится в основном состоянии в одномерной прямоугольной потенциальной яме ширины Lс абсолютно непроницаемыми стенками (0<x<L). Найти вероятность пребывания частицы в области1/3L x 2/3L.

  47. Электрон с длиной волны де Бройля 1 = 100 пм, двигаясь в положительном направлении осиX, встречает на своем пути бесконечно широкий прямоугольный потенциальный барьер высотойU = 100 эВ. Определите длину волны де Бройля после прохождения барьера.

  48. Электрон находится в одномерной прямоугольной потенциальной «яме» шириной Lс бесконечно высокими стенками. Определите вероятность обнаружения электрона в средней трети «ямы», если электрон находится в возбужденном состоянии (n = 3).

  49. Частица находится в основном состоянии одномерной прямоугольной ямы ширины Lс абсолютно непроницаемыми стенками (0 <x<L). Найти вероятность нахождения частицы в области1/2L < x < 2/3L.

  50. Прямоугольный потенциальный барьер имеет ширину L = 0.1 нм. Определите (в эВ) разность энергийUE, при которой вероятность прохождения электрона сквозь барьер составит0.5.

  51. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» шириной Lс бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии (n= 3). Определите, в каких точках «ямы» (0 x L) плотность вероятности обнаружения частицы: 1) максимальна; 2) минимальна. Поясните результат графически.

  52. Математический маятник можно рассматривать в качестве гармонического осциллятора. Определите в электрон-вольтах энергию нулевых колебаний маятника длиной l = 1 м, находящегося в поле тяготения Земли.

  53. Прямоугольный потенциальный барьер имеет ширину L = 0.1 нм. Разность между высотой потенциального барьера и энергией движущегося в положительном направлении осиxэлектронаUE = 5 эВ. Определите, во сколько раз изменится коэффициент прозрачностиDпотенциального барьера, если разностьUE возрастет в4раза.

  54. Электрон в атоме находится в f-состоянии. Найти орбитальный момент импульсаLэлектрона и максимальное значение проекции момента импульса (Ll,z)maxна направление внешнего магнитного поля.

  55. Момент импульса Lорбитального движения электрона в атоме водорода равен1.83∙10-34 Дж∙с. Определить магнитный моментМэлектрона, находящегося в 2р-состоянии в атоме водорода.

  56. Используя принцип Паули, указать, какое максимальное число Nmaxэлектронов в атоме могут иметь одинаковые следующие квантовые числа: 1)n,,m,ms; 2)n,,m; 3)n,; 4)n.

  57. Найти число Nэлектронов в атомах, у которых в основном состоянии заполнены: 1)K- иL-слои, 3s-оболочка и наполовину 3р-оболочка; 2)K-,L- иМ- слои и 4s-, 4р- и 4d-оболочки. Что это за атомы?

  58. Вычислить момент импульса Lорбитального движения электрона, находящегося в атоме: 1) вs-состоянии; 2) вр-состоянии.

  59. Определить возможные значения проекции момента импульса Lzорбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля. Электрон находится вd–состоянии.

  60. В атоме K,LиMоболочки заполнены полностью. Определите общее число электронов в атоме.

  61. Найти число Nэлектронов в атомах, у которых в основном состоянии заполнены: 1)K- иL-слои, 3s-оболочка и наполовину 3р-оболочка; 2)K-,L- иМ- слои и 4s-, 4р- и 4d-оболочки. Что это за атомы?

  62. Заполненной электронной оболочке соответствует главное квантовое число n= 4. Определите число электронов на этой оболочке, которые имеют одинаковое магнитное квантовое числоml= 0.

  63. Определить возможные значения проекции момента импульса Lzорбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля. Электрон находится вd–состоянии