Вопросы к модулю №2.

1. Строение атома. Опыт Резерфорда.

2. Строение атома. Постулаты Бора.

3. Теория строения атома водорода (получить радиус окружности для движения электрона).

4. Теория строения атома водорода (зная радиус траектории электрона, получить сериальную формулу атома водорода).

5. Строение атома водорода. Сериальная формула. Физический смысл постоянной Ридберга.

6. Волны де Бройля. Формула де Бройля.

7. Характеристика волн де Бройля.

8. Схема опыта Дэвиссона и Джермера.

9. Квантовые свойства света (перечислить). Давление света.

10. Волновая функция, её свойства.

11. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

12. Уравнение Шредингера.

13. Схема энергетических уровней для атома водорода.

14. Вид волновой функции для различного значения главного квантового числа (в масштабе).

15. Вид волновой функции для частицы, находящейся в прямоугольной потенциальной яме.

16. Уравнение Шредингера для водорода.

17. Квантовые числа и их значения.

18. Спин электрона, его значения. Число состояний атома для данного п.

19. Принцип Паули. Принцип минимума энергии.

20. Волны де Бройля. Свойства волн де Бройля.

21. Изобразите вид волновой функции для различных состояний электрона в атоме водорода (в масштабе).

22. Состав атомного ядра. Изотопы.

23. Линейный размер атомного ядра.

24. Средняя плотность вещества в атомном ядре.

25. Свойства и природа ядерных сил.

26. Энергия связи атомного ядра.

27. Дефект массы атомного ядра.

28. Давление света.

29. Естественная радиоактивность.

30. Состав радиоактивного излучения.

31. Закон радиоактивного излучения.

32. Период полураспада радиоактивного элемента. Активность.

33. Графическое представление закона радиоактивного распада.

34. Единица активности радиоактивного излучения. Чему она равна?

35. Семейства радиоактивного распада.

36. Правила радиоактивного распада.

37. Среднее время жизни радиоактивного элемента, связь с активностью и периодом полураспада.

38. Энергия ядерной реакции.

39. Получение рентгеновского излучения.

40. Единицы длины: 1 ангстрем, 1 ферми.

41. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Счётчик Гейгера.

42. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Камера Вильсона.

43. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Пузырьковая камера, искровая камера.

44. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Метод толстослойных фотографических эмульсий.

45. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Сцинтилляционный счётчик.

46. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Счётчик Гейгера.

47. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Камера Вильсона.

48. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Пузырьковая камера. Искровая камера.

49. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Метод толстослойных фотографических эмульсий.

50. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Сцинтилляционный счётчик.

51. Какой длиной волны де Бройля должен обладать фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?

52. Какой длины волны де Бройля должен обладать фотон, чтобы его масса была равна массе покоя протона?

53. Найти энергию связи ядра дейтерия (m(¹Н₁ ) = 1,00783 а.е.м.,

m(²H₁= 2.01410 а.е.м.. m_n= 1,00867 а.е.м.).

54 Найти энергию связи атома ⁴Не₂ (m(⁴Не₂) = 4,00260 а.е.м.,

m(¹H₁) = 1.00783 а.е.м., m_n = 1.00867 а.е.м.).

55. Найти: 1) период обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода; 2) его угловую скорость.

56. Определите длину волны света, при которой возможна ионизация атома водорода, находящегося в основном состоянии.

57. Чем определяется зарядное число, массовое число?

58. Определить энергию фотона, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с четвёртого энергетического уровня на второй.

59. Определить длину волны де Бройля для 1)электрона с энергией 13,6 эВ; 2)пылинки массой 10^-19кг, летящей со скоростью 10^-2 м/с.

60. Определить начальную активность радиоактивного препарата магния ²⁷Mg₁₂ массой 0,2 мкг.( Т_1/2 = 10 мин.).

61. Сколько энергии выделится при образовании ³Не₂ из протонов и нейтрона. (m(³Не₂) = 3,01603 а.е.м., m(¹п₀) = 1,00867 а.е.м., m(¹Н₁)=1,00783 а.е.м.)?

62. Какова частота электромагнитной волны, излучаемой атомом водорода, при переходе электрона с четвёртого энергетического уровня на третий?

63. Какой изотоп образуется из ²³²Th₉₀ после четырех α-распадов и двух

β -распадов?

64. Найти количество полония ²¹⁰Ро₈₄, активность которого равна

3,7 • 10¹⁰расп./с, а период полураспада Т_1/2 - 139 дней.

65. Определить скорость и кинетическую энергию электрона, если его длина волны де Бройля равна 2,5 А.

66. Вычислить кинетическую энергию электрона, находящегося на второй орбите атома водорода.

67. Определить число атомов, распадающихся в 1 г радия ²²⁶Ra₈₈ за 1 с, если его период полураспада - 1600 лет.

68. Определить длину волны де Бройля для протона, движущегося со скоростью υ=0,6 м/с.

69. Найти массу радона ²²Rn₈₆ , активность которого равна 2 Кu. Период полураспада радона Т_1/2 = 3,8 дня.

70. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома лития ⁷Li₃ (m(⁷Li₃) = 7,01601 а.е.м., m_n = 1,00867 а.е.м., m(¹Н₁)= 1,00783 а.е.м.,).

71. На сколько процентов должна уменьшиться в 2006 году активность стронция ⁹⁰Sr₃₈ (T_1/2 = 28 лет), выпавшего в 1986 году во время Чернобыльской аварии?

72. Для биологического исследования кролику с пищей введён радиоактивный натрий ⁴²Na₁₁ , активность которого А = 0,1 мкКи. Определить массу введённого радиоактивного элемента. Период полураспада ⁴²Na₁₁ равен 16,96 часа.

73. Некоторый радиоактивный препарат имеет постоянную распада λ = 1,44 • 10^-3 r^-1. Через сколько времени распадётся 75% первоначального количества атомов?

74. Какой изотоп образуется из ²³⁸U₉₂ после двух β — распадов и одного

α - распада? Написать реакцию.

75. Радиоактивный висмут ²¹³Bi₈₂ распадается, излучая β - частицы. Период полураспада Т_1/2= 46минут. Определить число атомов, распавшихся в 0,1 г висмута за 1 час.

76. Для сиробиологических исследований в питательную смесь введён 1 мг радиоактивного изотопа ³²Р₁₅, период полураспада которого 14.28 суток. Определить постоянную распада и активность фосфора.

77. Найти длину волны де Бройля для электрона, движущегося со скоростью υ = 2 • 10³ м/с.

78. Счётчик Гейгера вблизи радиоактивного вещества отсчитал в 1 минуту 480 распадов, а спустя 2 часа - 150 распадов в минуту. Определить период полураспада.

79. Определить энергию связи ядра атома азота ¹⁴N₇ (m (¹⁴N₇) = 14,00307 а.е.м., m(¹H₁)=l,00783 а.е.м., m„=1,00867 а.е.м.).

80. Определить энергию ядерной реакции ⁴Не₂ + ¹⁰В₅ → ¹Н₁ + ^l3C₆ (m(4Не2) = 4,00260 а.е.м., m(^l3C₆) = 13,00335 а.е.м., m(¹⁰В₅) = 10,01294 а.е.м. m(¹Н₁) = 1.00783 а.е.м.).

81. При радиоактивном распаде из ядра ²³⁸U₉₂ испускается три

α-частицы. В ядро какого элемента превращается в процессе распада ядро атома урана?

82. Определить дефект массы и энергию связи ядра трития ³Н₁ (m(³H₁) = 3,01605 а.е.м., m(¹n₀) = 1.00867 а.е.м., m(¹Н₁) = 1,00783 а.е.м).

83. Вычислить энергию ядерной реакции ²Li₃ + ²H₁ → 2 ⁴Не₂ + ¹n₀ (²Li₃) = 7.01601 а.е.м., m(²Н₁) = 2,01410 а.е.м., m(⁴Не₂) = 4.00260 а.е.м., m(¹n₀)= 1.00867 а.е.м.).

84. Чему равна длина волны де Бройля теплового нейтрона, обладающего энергией, равной средней энергии теплового движения при температуре 300 К?

85. Найти энергию связи атома бора ¹¹В₅ (m(¹¹B₅) = 11,00930 а.е.м., m(¹Н₁) = 1.00783 а.е.м., m_n = 1,00867 а.е.м.).

86. Найти среднюю продолжительность жизни атома радиоактивного изотопа ⁶⁰Со₂₇(Т_1/2 = 5,26 лет).

87. Вычислить энергию ядерной реакции ⁹Ве₄ + ⁴Не₂ → ¹²С₆ + ¹n₀ (m_n = 1.00867 а.е.м., m(⁹Ве₄) = 9,01219 а.е.м., m(⁴Не₂) = 4,00260 а.е.м., m(¹²С₆) =12.00000 а.е.м.).

88. Найти энергию связи, приходящуюся на один нуклон, ядра урана ²³⁸U₉₂ (m(²³⁸U₉₂)=238,05077 а.е.м., m(¹Н₁) = 1,00783 а.е.м., m_n = 1.00867 а.е.м.).

89. Вычислить энергию ядерной реакции ³H₁ + ¹H₁ → ³He₂ + ¹n₀(m_n 1.00867 а.е.м., m(¹H₁) = 1,00783 а.е.м., m(³H₁) = 3,01605 а.е.м., m(³He₂) = =3.01603 а.е.м.).

90. Определить энергию, массу и импульс фотона с энергией 1МэВ.

91. На какой уровень переходит с четвёртого уровня электрон, если энергия излученного атомом водорода фотона равна 2,55 эВ.

92. Найти энергию ядерной реакции ^l4N₇ + ⁴Не₂ → ¹Н₁ + ¹⁷O₈

(m(^l4N₇)=l4.00307 а.е.м., m(¹H₁) - 1,00783 а.е.м., m(⁴Не₂) = 4,00260 а.е.м., m(¹⁷O₈) = 16,99913 а.е.м.).

93. Определить длину волны де Бройля λ, характеризующую волновые свойа электрона, если его скорость и равна 1000 км/с.

94. Сколько атомов распадается за 30 суток из миллиарда атомов радия, если его период полураспада Т_1/2 = 1600 лет?

95. Вычислить энергию ядерной реакции ¹⁶O₈ + ²Н₁ → ¹⁴N₇ +⁴Не₂ (m(⁴He₂) = 4,00260 а.е.м., m (²Н₁)= 2,01410 а.е.м., m(^l4N₇) = 14.00307 а.е.м., m(¹⁶O₈)= 15,99492 а.е.м.).

96. Какой изотоп образуется из радиоактивного изотопа ⁸Li₃ после одного β - распада и одного α - распада?

97. Вычислить энергию, которую поглощает атом водорода при переходе электрона со второго энергетического уровня на пятый.

98. Найти наибольшую длину волны в ультрафиолетовой серии Лаймана спектра водорода.

99. Какой изотоп образуется из 234U92 после двух β - распадов и одного

α -распада?

100. Какой изотоп образуется из урана ²³⁸U₉₂ после трёх α - распадов и двух β - распадов? Написать реакцию.

Примерный билет к модулю №2 по теме:

«Строение атома. Радиоактивность»

1. Строение атома. Опыт Резерфорда.

2. Уравнение Шредингера.

3. Линейный размер атомного ядра.

4. Единица активности радиоактивного излучения. Чему она равна?

5. Методы наблюдения и регистрации микрочастиц (перечислить). Сцинтилляционный счетчик.

6. Определить длину волны света, при которой возможна ионизация атома водорода, находящегося в основном состоянии.

7. Определить число атомов , распадающихся в 1 г радия ²²⁶Ra₈₈ за 1 с, если его перод полураспада Т_1/2 = 1600 лет.

8. Счетчик Гейгера вблизи радиоактивного вещества отсчитал в 1 минуту 480 распадов , а спустя 2 часа – 150 распадов в минуту. Определить период полураспада.

9. Вычислить энергию ядерной реакции ³Н₁ + ¹Н₁ → ³Нег + ¹n₀ (m_n = 1.00867 а.е.м., m(¹H₁) = 1,00783 а.е.м., m(³Н₁) = 3,01605 а.е.м., m(³He₂) = 3.01603 а.е.м.).

10. какой изотоп образуется из ²³⁹U₉₂ после трех α – распадов и двух β - распадов? Написать реакцию.

Задания

для расчетно-графических работ.

Задача 1

В опыте Юнга две щели S₁ и S₂ находятся на расстоянии d и освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ. Интерференционная картина наблюдается на экране, отстоящем от щелей на расстоянии L (рис 1). В точке О наблюдается нулевой максимум. На расстоянии y от его середины наблюдается максимум с номером К, а на расстоянии Z наблюдается минимум с номером m. Ширина интерференционной полосы равна X. Числовые данные приведены в таблице. Определить величины, обозначенные в таблице вопросительным знаком.

вариант	d, мм	λ, кмм	L, м	y, см	К	Z, см	m	X, мм
1	?	0,6	1	1	8			?
2	1	?	2	1,12	8			?
3	1	0,5	1	?	10			?
4	2	0,7	4	?	5			?
5	2	0,6	4	1,2	?			?
6	2	0,7	4			?	10	?
7	1	0,7	2			1,33	?	?
8	?	0,6	1,5	?	3			1
9	1	?	2			?	10	1,4
0	1	0,7	?	10	?			1