Микро-, макро- и мегамиры

Характерное расстояние	Числовое значение расстояния, м	Промежуток времени	Числовое значение промежутка времени, с	Объект во Вселенной	Масса объекта, кг
Расстояние от Солнца до центра нашей Галактики	1020	Возраст Земли		Вселенная	1050
От Земли до Альфа Центавра (ближайшая звезда)	4,04 ∙ 1015	Время обращения Солнца вокруг центра Галактики	1016	Галактика	1040
Один световой год		Время от начала нашей эры		Солнце
Среднее расстояние от Земли до Солнца		Жизнь человека		Земля
Радиус Солнца		Время обращения Земли вокруг Солнца (1 год)		Луна
Среднее расстояние от Земли до Луны		Время, в течение которого свет от Солнца доходит до Земли		Тело массой 1 т
Радиус Земли		Промежуток времени между двумя биениями сердца		Человек
Диапазон длин волн видимого света		Период одного колебания в наиболее слышимом звуке		Тело массой 1 кг
1 ангстрем (А)		Время, в течение которого свет проходит 1 м		Тело массой 1 г
Радиус атома водорода		Время обращения электрона вокруг ядра в атоме водорода		Протон, нейтрон
Радиус протона		Время, в течение которого свет проходит диаметр атома		Электрон

48. Решите задачи:

1. Тело массой 2 кг, двигаясь со скоростью 10 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой 3 кг. Считая удар центральным и неупругим, найти теплоту, выделившуюся при ударе.

2. Фотон с длиной волны 0,2 мкм вырывает с поверхности натрия фотоэлектрон, кинетическая энергия которого 2 эВ. Определить работу выхода и красную границу фотоэффекта.

3. Во сколько раз увеличится объем 1 моля водорода при изотермическом расширении при температуре 27 °С, если при этом была затрачена теплота, равная 4 кДж?

4. Сплошной шар скатывается по наклонной плоскости, длина которой 10 м и угол наклона 30°. Определить скорость шара в конце наклонной плоскости.

5. Определить теплоту, сообщенную 20 г азота, если он был нагрет от 27 до 177 °С. Какую работу при этом совершит газ и как изменится его внутренняя энергия?

6. В результате комптоновского эффекта электрон приобрел энергию 0,5 МэВ. Определить энергию падающего фотона, если длина рассеянного фотона равна 0,025 нм.

7. Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 300 м/с, попадает в неподвижную мишень с песком массой 100 кг и застревает в ней. С какой скоростью и в каком направлении будет двигаться мишень после попадания снаряда?

8. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из вольфрамового электрода, освещаемого ультрафиолетовым светом с длиной волны 0,2 мкм.

9. Световое давление, испытываемое зеркальной поверхностью площадью 1 см², равно 10~^б Па. Найти длину волны монохроматического света, если ежесекундно падают 5 • 10¹² фотонов.

10. Найти работу и изменение внутренней энергии при изобарном расширении 32 граммов кислорода, если его объем увеличился в 2 раза. Начальная температура кислорода 27 °С.

49. Какие виды энергии Вы знаете? Приведите примеры следующих энергетических превращений:

1. Ядерная → тепловая

2. Потенциальная → кинетическая

3. Кинетическая → электрическая

4. Внутренняя → механическая

5. Химическая → тепловая.

6. Электромагнитная → кинетическая

7. Тепловая → электромагнитная

8. Потенциальная → тепловая

9. Химическая → электромагнитная

10. Химическая → механическая

50. Решите задачи:

1. Кинетическая энергия электрона равна его энергии покоя. Вычислить длину волны де Бройля для такого электрона.

2. На фотографии, полученной с помощью камеры Вильсона, ширина следа электрона составляет 0,8 • 10^-3 м. Найти неопределенность в нахождении его скорости.

3. Протон движется со скоростью 1 • 10⁷м/с. Определить длину волны де Бройля для протона.

4. Электрон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 1,4 • 10^-9м. Определить энергию, излучаемую при переходе электрона с третьего энергетического уровня на второй.

5. Кинетическая энергия протона равна его энергии покоя. Вычислить длину волны де Бройля для такого протона.

6. Протон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 0,01 пм. Вычислить длину волны излучения при переходе протона с третьего на первый энергетический уровень.

7. Чему равна минимальная неопределенность координаты фотона, соответствующего видимому излучению с длиной волны 0,55 мкм.

8. Масса движущегося электрона в 3 раза больше его массы покоя. Вычислить длину волны де Бройля для электрона.

9. Средняя кинетическая энергия электрона в невозбужденном атоме водорода 13,6 эВ. Используя соотношения неопределенностей, найти наименьшую погрешность, с которой можно вычислить координату электрона в атоме.

10. Альфа-частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме. Чему равна ширина ямы, если минимальная энергия частицы составляет 6 МэВ.

51. В каких агрегатных состояниях может находиться вещество? От каких факторов зависит состояние вещества? В каком состоянии вещества находятся звезды? Что является источником энергии Солнца и звезд?

52. Какие виды радиоактивного (ионизирующего) излучения Вы знаете? Дайте понятие естественного радиоактивного фона. Какое воздействие оказывает радиоактивное излучение на живые организмы?

53. Перечислите виды симметрии, которыми обладают следующие объекты:

1. Молекула Н₂, равносторонний треугольник, рак.

2. Молекула Н₂О, квадрат, яблоко.

3. Молекула О₂, круг, белый гриб (боровик).

4. Молекула N₂, сфера, жук.

5. Молекула NaС1, прямоугольник, человек

6. Молекула СО₂, цилиндр, бабочка

7. Молекула С₂Н₄, куб, лист растения.

8. Молекула О₂, квадрат, рак.

9. Молекула СО₂, параллелограмм, бабочка.

10. Молекула Н₂, равнобедренный треугольник, человек.

54. Какие типы химических связей Вы знаете? Объясните на примере молекул воды механизм образования ковалентной и водородной связей.

Изобразите: а) структуру молекулы воды; б) образование водородных связей в воде.

Чем определяются уникальные свойства воды? Перечислите эти свойства и охарактеризуйте их биологическую роль.

55. Какие вещества называют органическими? Исходя из положения углерода в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, укажите:

1) сколько протонов и сколько нейтронов в ядре атома;

2) сколько электронов в атоме;

3) сколько электронных уровней;

4) сколько электронов на внешнем электронном уровне;

5) почему атом углерода имеет переменную валентность, какую валентность проявляет углерод в органических соединениях;

6) напишите электронную формулу и распределите электроны по энергетическим ячейкам атома углерода, находящегося: а) в нормальном состоянии; б) в возбужденном состоянии.

7) какими связями способны соединяться атомы углерода.

56. Какие химические элементы являются самыми главными для жизни и почему? Поясните. Напишите о значении для организмов каждого химического элемента.

1. Углерод; кислород; водород; фосфор; железо; молибден.

2. Азот; калий; магний; углерод; кислород; марганец.

3. Кислород; кобальт; фосфор; азот; железо; калий.

4. Водород; магний; углерод; кислород; фосфор; сера.

5. Углерод; азот; кислород; калий; цинк; фтор.

6. Калий; фтор; фосфор; водород; железо; углерод.

7. Углерод; йод; кислород; кобальт; сера; азот.

8. Водород; молибден; железо; фтор; азот; углерод.

9. Фосфор; азот; калий; сера; углерод; кислород.

10. Водород; цинк; углерод; фтор; азот; кобальт.

57. Какие органические вещества входят в состав клетки? Какие органические вещества являются самыми распространенными на Земле? Охарактеризуйте, какие функции в клетках выполняют органические вещества.

1. Белки; углеводы.

2. Углеводы; жиры.

3. АТФ; белки.

4. Нуклеиновые кислоты, жиры;

5. АТФ; нуклеиновые кислоты

6. Нуклеиновые кислоты; белки.

7. АТФ; углеводы.

8. Жиры; белки.

9. Нуклеиновые кислоты; углеводы.

10. Жиры; АТФ.

58. Нарисуйте схему строения клетки.

59. Составьте схемы строения систем человека: пищеварительной, дыхательной, кровеносной, мочеполовой, нервной.

60. Нарисуйте схему двойной спирали ДНК.

61. Составьте таблицу генетического кода

62. Дайте сравнительные характеристики ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты) по следующим признакам:

Таблица 10