Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика 3 вариант.doc
Скачиваний:
48
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
1.97 Mб
Скачать

Контрольная работа № 4. Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика.

1. Мощность потока энергии, излучаемой из смотрового окна мартеновской печи, . Площадь смотрового окошка . Определите температуру печи.

Дано: Решение:

Рассмотрим мартеновскую печь как абсолютное чёрное тело. По закону

Стефана-Больцмана, энергия, излучаемая с единицы поверхности в единицу

времени равна: , где - постоянная Стефана-

Больцмана; ; . Поток энергии, излучаемый смотровым

окошком равен: ; ;

. Ответ: .

2. На фотоэлемент с катодом из рубидия () падают лучи с длиной волны 100 . Найдите наименьшее значение задерживающей разности потенциалов, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить эмиссию электронов.

Дано: Решение:

Применим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: ;

; . Кинетическая энергия равна:

. По закону сохранения энергии: .

Потенциальная энергия равна: ; ;

, где - постоянная Планка;

- заряд электрона;

. Следовательно:

. Ответ: .

3. Пользуясь теорией Бора, определите для однократно ионизированного атома гелия длину волны в спектре, соответствующую переходу со 2-ой орбиты на 1-ю.

Дано: Решение:

Используем формулу Ридберга: , где -

постоянная Ридберга, - порядковый номер элемента (однократно

ионизированный атом гелия). Однократно ионизированный атом гелия напоминает

 водородный атом и отличается только удвоенным зарядом ядра и несколько

большей приведенной массой. Следовательно: ;

. Ответ: .

4. Электрон движется со скоростью . Определить длину волны де Бройля, учитывая изменение импульса электрона в зависимости от скорости.

Дано: Решение:

Длина воны де Бройля определяется по формуле: , где

- постоянная Планка, - релятивистский

импульс электрона, - масса электрона, - скорость

света в вакууме. Следовательно:

.

Ответ: .

5. Некоторый радиоактивный изотоп имеет постоянную распада . Через сколько времени распадается 75% от первоначальной массы атомов.

Дано: Решение:

Используем закон радиоактивного распада: ; ;

; ; ; ;

;

. Ответ: .

6. Допишите ядерную реакцию: .

Решение:

7. Найдите энергию, выделяющуюся при следующей реакции:

Решение:

Энергия, выделяющаяся при реакции, равна разности энергии до реакции и после реакции

, где - дефект масс; ; ; ; .

.

. Ответ: .

26