Тема №6260 Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 9)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 9) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 9), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

5.2062. Вычислите радиусы тд внешних границ зон Френе­
ля для сферической волновой поверхности радиуса а для точки
В , находящейся на расстоянии а + Ь от точечного источника S
монохроматических волн длины А, учитывая, что а А, Ъ А.
Докажите, что площади зон Френеля одинаковы.
5.2072. Перед диафрагмой с круглым отверстием радиуса
г = 1,0 мм на расстоянии а = 1,0 м от нее поместили точечный
252 О П ТИ КА ГЛ. 5
источник монохроматического света (А = 500 нм). Определите
расстояние b от диафрагмы до точки наблюдения, для которой
число зон Френеля в отверстии п = 4.
5.2082. Вычислите радиусы гд зон Френеля плоской свето­
вой волны для точки П, находящейся на расстоянии b А от
фронта волны (здесь А — длина световой волны).
5.2092. Радиус четвертой зоны Френеля для плоского вол­
нового фронта г4 = 3 мм. Определите радиус двенадцатой зоны
Френеля г 12 из той же точки наблюдения.
5.2102. Плоская световая волна (А = 600 нм) падает на шир­
му с круглой диафрагмой. Па расстоянии Ъ = 2 м за диафрагмой
расположен экран. При каком диаметре D отверстия диафраг­
мы освещенность экрана в точке В, лежащей на оси светового
пучка, будет максимальна?
5.2112. Плоская монохроматическая световая волна с интен­
сивностью /о падает нормально на непрозрачный экран с круг­
лым отверстием. Определите интенсивность света I в точке, для
которой отверстие равно: а) первой зоне Френеля; б) внутренней
половине первой зоны; в) первой зоне Френеля в начале, а затем
половине отверстия (по диаметру; вторую половину закрыли).
5.2122. Найдите углы (р, определяющие положение миниму­
мов при фраунгоферовой дифракции, если плоская волна длины
А падает на щель ширины а по направлению, составляющему
угол а с нормалью к плоскости щели.
5.2132. Плоская световая волна падает нормально на узкую
щель ширины а. Определите, под какими углами р к норма­
ли к плоскости решетки наблюдаются минимумы освещенности.
Определите максимальный порядок дифракционного минимума
/Смаке, наблюдаемый в этом случае. Длина волны света равна А.
5.2142. Покажите, что если период дифракционной решетки
d соизмерим с шириной щели а, так что d = па, то в дифракци­
онном спектре исчезают все максимумы, порядки которых крат­
ны п.
5.2151. Дифракционная решетка содержит A N = 100 штри­
хов на A L = 1 мм длины. Определите длину волны А монохро­
матического света, падающего на решетку нормально, если угол
между двумя спектрами первого порядка равен а = 8°.
5.2161. Какой наибольший порядок fcMaкс спектра, соответ­
ствующий желтой линии натрия (А = 590 нм) можно наблю­
дать при помощи дифракционной решетки, имеющей A N = 500
штрихов на A L = 1 мм, если свет падает на решетку нормально?
5.2171. Определите число A N штрихов на A L = 1 мм дли­
ны решетки, если зеленая линия ртути с длиной волны А =
= 546,1 нм в спектре первого порядка наблюдается под углом
5.9 ДИ СП ЕРСИ Я СВЕТА. ПОЛЯРИ ЗАЦ И Я СВЕТА 253
а\ = 19,8°. Определите наибольший порядок спектра кмакс, ко­
торый может быть получен с помощью этой решетки. Каков
период решетки dl Свет падает на решетку нормально.
5.2182. Спектры порядков fci = 2 и ^ = 3 в видимой обла­
сти от дифракционной решетки частично перекрываются. Ка­
кой длине волны А2 в спектре третьего порядка соответствует
линия Ai = 700 нм в спектре второго порядка?
5.2191. Па дифракционную решетку падает нормально пу­
чок света. Определите постоянную d дифракционной решетки,
если известно, что в направлении, составляющем угол а = 45° к
оси пучка, максимумы двух линий с длинами волн Ai = 440 нм
и А2 = 660 нм совпали.
5.2202. Па дифракционную решетку с периодом d =
= 2 мкм падает нормально свет, пропущенный через свето­
фильтр. Фильтр пропускает волны длины от Амин = 500 нм до
А макс = 600 нм. Будут ли спектры различных порядков накла­
дываться один на другой?
5.2212. На каком расстоянии Ъ одна от другой будут на­
ходиться на экране две линии спектра ртути с длинами волн
Ai = 577 нм и А2 = 579,1 нм в спектре первого порядка, полу­
ченном при помощи дифракционной решетки с периодом d =
= 4 мкм? Фокусное расстояние линзы, проецирующей спектр на
экран, F = 60 см. Лучи падают на решетку нормально.
5.2222. Период дифракционной решетки d = 4 мкм. Ди­
фракционная картина наблюдается с помощью линзы с фокус­
ным расстоянием F = 40 см. Определите длину волны А падаю­
щего нормально на решетку света, если первый максимум на
экране находится на расстоянии х = 5 см от центрального.
5.9. Дисперсия света. Поляризация света
Закон Малюса: интенсивность света, прошедшего через
идеальные поляризатор и анализатор, пропорциональна квад­
рату косинуса угла (р между их главными плоскостями:
I = I q C O S 2 (р ,
где Iq — интенсивность поляризованного света, падающего на
анализатор.
5.2231. Пучок света с длиной волны в вакууме Aq = 600 нм
падает перпендикулярно на стеклянную пластинку толщины
d — 0,2 мм с показателем преломления п — 1,5. Определите
длину А, частоту и и скорость v этих волн в пластинке. Какое
число N длин волн укладывается на толщине пластинки?
5.2242. Волны красного света в воде имеют показатель пре­
ломления п\ = 1,329, а фиолетового — П2 = 1,344. На какое
254 О П ТИ КА ГЛ. 5
время At и на какое расстояние A L фронт красного света опе­
режает фронт фиолетового, если расстояние от источника до
приемника L = 300 км?
5.2251. Луч белого света падает на поверхность воды под уг­
лом а = 60°. Определите угол Д/3 между направлениями край­
них красных (щ = 1,329) и крайних фиолетовых (ri2 = 1,344)
лучей в воде.
5.2262. Пучок белого света от источника (щели) S падает
перпендикулярно на одну из граней призмы с преломляющим
углом а = 30°. Параллельно второй грани призмы на расстоя­
нии L = 5 м от нее располо­
жен экран Э (см. рисунок). Оцени­
те ширину A L изображения щели
на экране, если призма изготовлена
из оптического стекла, показатель
преломления которого для световых
волн оптического диапазона колеб­
лется в пределах от пмин = 1,628
до пмакс = 1,661 (флинтовое стек­
ло марки ТФ1). Ширина щели L$ =
= 1,0 мм.
5.2272. Точечный источник белого света находится на глав­
ной оптической оси двояковыпуклой линзы на расстоянии d =
= 1, 5 м от нее. Линза ограничена сферическими поверхностями,
радиусы кривизны которых одинаковы и равны R = 1,0 м. Оце­
ните размер Ах изображения источника, если линза изготовле­
на из оптического стекла, показатель преломления которого для
световых волн оптического диапазона колеблется в пределах от
Пмин = 1,609 до пмакс = 1,630 (кроновое стекло марки ТК20).
5.2282. Анализатор в к = 2 раза ослабляет интенсивность
падающего на него поляризованного света. Определите угол а
между главными плоскостями поляризатора и анализатора. По­
терями света на отражение пренебречь.
5.22Э2. Луч естественного света последовательно проходит
через поляризатор и анализатор, угол между главными плос­
костями которых а = 60°. Какая доля г/ начального светового
потока выйдет из анализатора?
5.2302. Определите долю rj начального естественного свето­
вого потока, прошедшего через два поляризатора, главные плос­
кости которых составляют между собой угол а = 45°, если в
каждом из них теряется щ = 10 % падающего света.
5.2312. Естественный свет интенсивности 1о падает на
вход устройства, состоящего из двух скрещенных поляризаторов
(главные плоскости составлят собой угол «о = 90°). Определите
К задаче 5.226
5.9 ДИ СП ЕРСИ Я СВЕТА. ПОЛЯРИ ЗАЦ И Я СВЕТА 255
интенсивность I света, прошедшего через систему, если: а) меж­
ду поляризаторами поместить третий поляризатор, ось которого
составляет с осью первого угол а; б) на вход системы из трех
поляризаторов падает линейно поляризованный свет интенсив­
ностью Iq с направлением поляризации, составляющим угол а
с осью первого поляризатора; в) на вход системы, описанной в
п. а), падает свет, поляризованный по кругу.
5.2322. Поляризатор освещен параллельным пучком есте­
ственного света, падающим перпендикулярно к его поверхности.
Освещенность поляризатора Eq = 84 лк. Определите освещен­
ность Е экрана, расположенного за анализатором, если плоско­
сти поляризации поляризатора и анализатора будут сдвинуты
на а = 60° и каждый из элементов поглотит rj = 4% проходя­
щего через него светового потока. Плоскость экрана перпенди­
кулярна к направлению распространения света.

6.22. Скорость движения Земли вокруг Солнца v = 30 км/с.
Определите сокращение A D диаметра Земли в направлении
движения в системе координат, связанной с Солнцем; средний
диаметр Земли Dо = 12800 км.
6.32. Реактивный самолет летит со скоростью v = 1000 м/с.
Найдите отставание Ат часов, находящихся в самолете, от часов
на Земле, если время полета т = 10 часов.
6.42. Определите относительное приращение длины стерж­
ня , если ему сообщили скорость v в направлении, образую­
сь о
щем с осью покоившегося стержня угол а.
6.52. Найдите собственную длину стержня Lq, если в систе­
ме отсчета, по отношению к которой он движется со скоростью
г, его длина равна Л, а угол между ним и направлением движе­
ния составляет а.
6.62. Длина стороны равностороннего треугольника равна
L®. Определите периметр р этого треугольника в системе отсче­
та, движущейся относительно него с постоянной скоростью v
вдоль одной из его медиан.
6.72. Каков возраст космонавта Т по часам Земли, если он
в возрасте Т\ = 30 лет отправился в полет на расстояние L = 20
световых лет и прибыл в точку назначения в возрасте = 35
лет по своим часам?
6.82. За промежуток времени At = 1 с, отсчитанный по ча­
сам системы Ж", частица, двигаясь равномерно и прямолинейно,
переместилась из начала координат системы К в точку с ко­
ординатами х = у = z = 1, 5 • 108 м. Определите промежуток
собственного времени частицы А^о, в течение которого произо­
шло это перемещение.
6.92. Собственное время жизни нестабильной элементарной
частицы равно Atg- Считая движение частицы равномерным и
прямолинейным, определите путь L, который она пройдет до
распада в системе отсчета, в которой время жизни частицы рав­
но At.
6 Л О2. Собственное время жизни нестабильной элементар­
ной частицы, называемой мюоном, равно At® = 2,2 мкс. Опре­
делите время жизни At мюона в системе отсчета, в которой он
проходит до распада путь L = 30 км. Найдите скорость v мюона,
считая его движение прямолинейным и равномерным.
9 О.Н. Белолипецкий и др.
258 СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГЛ. 6
6.112. Стержень пролетает с постоянной скоростью мимо
метки, неподвижной в системе отсчета Ж, в течение времени At.
В системе отсчета, связанной со стержнем (Ж'), метка движет™
ся вдоль него в течение времени A t'. Определите собственную
длину стержня L$.
6.122. Два стержня одинаковой собственной длины Lq дви­
жутся навстречу один другому параллельно общей горизонталь­
ной оси. В системе отсчета, связанной с одним из стержней, про­
межуток времени между моментами совпадения левых и правых
концов стержней оказался равным At. Определите скорость v
относительного движения стержней.
6.132. Пользуясь преобразованиями Лоренца, выведите ре­
лятивистский закон сложения скоростей.
6.142. Используя результат предыдущей задачи, покажите,
что релятивистский закон сложения скоростей никогда не при­
водит к значениям скоростей, превышающим скорость света.
6.152. Две ракеты удаляются от Земли в противополож­
ных направлениях со скоростями v = 0, 8 с относительно Земли.
Определите скорость и относительного движения ракет.
6.162. Ракета, удаляющаяся от Земли со скоростью г, испу­
стила пучок фотонов в направлении Земли со скоростью с отно­
сительно ракеты. Определите скорость и фотонов относительно
Земли.
6.172. Две ракеты удаляются от Земли во взаимно перпен­
дикулярных направлениях со скоростями v = 0, 8 с относитель­
но Земли. Определите скорость и относительного движения ра­
кет.
6.182. Ракета движется относительно неподвижного наблю­
дателя со скоростью v = 0, 99 с. Какое время At пройдет по
часам неподвижного наблюдателя, если по часам, движущимся
вместе с ракетой, прошло время Ato = 1 год? Во сколько раз
изменятся линейные размеры тел L в ракете (в направлении ее
движения) для неподвижного наблюдателя по сравнению с соб­
ственными линейными размерами L q? В о ск о л ь к о раз изменится
для этого наблюдателя плотность вещества р в ракете по срав­
нению с собственной плотностью ро?
6.192. Масса тела, движущегося с некоторой постоянной
скоростью, возросла на т) = 20 % по сравнению с массой покоя.
Во сколько раз при этом изменилась его длина L по сравнению
с собственной длиной Lo?
6.202. Определите скорость v релятивистского электрона,
импульс которого равен р = 1, 59 • 10“ 22 кг-м/с.
6.212. Покажите, что для релятивистской частицы величи­
на Е 2 — р2с2 есть инвариант, т.е. имеет одно и то же значение
6.2 КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА 259
во всех инерциальных системах отсчета. Каково значение этого
инварианта?
6.222. Электрон обладает кинетической энергией Т =
= 2 МэВ. Определите его импульс р, считая энергию покоя элек­
трона равной Eq = 0, 51 МэВ.
6.232. При какой скорости v погрешность Ар при вычисле­
нии импульса по ньютоновской формуле р = m v не превышает
7 1 = 1 % ?
6.242. Энергия покоя частицы равна E q. Определите пол­
ную энергию частицы Е в системе отсчета, импульс частицы в
которой равен р.
6.252. Импульс тела с массой покоя mо равен р = rriQC.
Определите кинетическую энергию Т тела.
6.262. При какой скорости частицы v ее кинетическая энер­
гия равна энергии покоя?
6.272. Определите скорость v электрона, разогнанного из
состояния покоя электрическим полем с разностью потенциалов
и = ю 6 В.
6.282. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов
и приобрел кинетическую энергию Т = 0, 76 МэВ. Определите
скорость v электрона.
6.292. Определите отношение массы m движущегося элек­
трона к его массе покоя т о , если электрон, пройдя ускоряющую
разность потенциалов, приобрел кинетическую энергию Т =
= 0,76 МэВ.
6.303. Релятивистская частица с кинетической энергией Т\
и массой покоя т о налетает на такую же покоящуюся частицу.
Определите кинетическую энергию Т и массу покоя М состав­
ной частицы, образовавшейся в результате взаимодействия.
6.313. Неподвижная частица массы M q распадается на две
одинаковые частицы, масса покоя которых т о = 0, 4Mq. Найди­
те скорость г, с которой движутся эти частицы.
6.323. Релятивистская частица распадается на два одинако­
вых «осколка», каждый из которых имеет массу покоя то- Один
из осколков неподвижен, а другой движется со скоростью v =
= 0,8 с. Какую скорость и и массу покоя Mq имела частица до
распада.

6.331. Определите энергию Е, импульс р и массу т фотона
рентгеновского излучения с длиной волны Л = 100 пм. Сравните
массу этого фотона с массой покоя электрона.
6.341. При какой температуре Т средняя кинетическая энер™
гия теплового движения молекул одноатомного газа равна энер™
гии фотонов рентгеновского излучения с длиной волны А = 0,1
нм?
6.351. Во сколько раз энергия Е\ фотона, соответствующего
д-излучению частоты v — 3 • 1021 Гц превышает энергию 1Д фо­
тона рентгеновского излучения с длиной волны А = 2 х Ю“ 10 м?
6.361. Найдите абсолютный показатель преломления п сре­
ды, в которой свет с энергией фотона Е = 4, 4 • 10“ 19 Дж имеет
длину волны А = 3 • 1(Г 7 м.
6.371. Определите предельный угол полного внутреннего
отражения од для среды, в которой свет с энергией фотона Е =
= 4,4* 10“ 19 Дж имеет длину волны А = 3 • 10“ 7 м.
6.2 КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА 261
6.381. Определите длину волны Л излучения, кванты кото­
рого имеют ту же энергию, что и электрон, пролетевший уско­
ряющую разность потенциалов U = 106 В.
6.391. С какой скоростью v должен двигаться электрон, что­
бы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с дли­
ной волны Л = 520 нм?
6.403. Точечный изотропный источник испускает свет с дли­
ной волны Л. Световая мощность источника Р. Определите рас­
стояние г от источника до точки, где средняя концентрация фо­
тонов равна п.
6.413. Мощность точечного источника монохроматического
света с длиной волны Л = 500 нм составляет Pq = 10 Вт. Па
каком максимальном расстоянии R этот источник будет замечен
человеком, если глаз реагирует на световой поток, соответст­
вующий п = 60 фотонам в секунду? Диаметр зрачка do = 0, 5 см.
6.423. Лазер излучил короткий световой импульс продол­
жительностью т = 0,13 мкс с энергией Е = 10 Дж. Опреде­
лите среднее давление р, созданное таким импульсом, если его
сфокусировать в пятно диаметром d — 10 мкм на поверхность,
перпендикулярную пучку, с коэффициентом отражения р — 0,5.
6.433. Короткий импульс света с энергией Е = 7,5 Дж в
виде узкого почти параллельного пучка падает на зеркальную
пластинку с коэффициентом отражения р = 0, 60. Угол падения
0 = 30°. Определите переданный пластинке импульс р.
6.443. Плоская световая волна интенсивностью I =
= 0, 20 Вт/см2 падает на плоскую зеркальную поверхность с ко­
эффициентом отражения р = 0, 8. Угол падения в = 45°. Опре­
делите значение светового давления р, оказываемого светом на
эту поверхность.
6.453. Солнечный свет падает на плоское зеркало площа­
дью S = 1 м2 под углом а = 60°. Определите силу F светового
давления на зеркало, считая, что зеркало полностью отража­
ет весь падающий на него свет (р = 1). Известно, что средняя
мощность солнечного излучения, приходящаяся на 1 м2 земной
поверхности, равна Р = 1,4- Ю3 Вт/ м2.
Фотоэффект
6.461. Красной границе фотоэффекта для некоторого ме­
талла соответствует длина волны А = 0, 275 мкм. Определите
работу выхода А электрона из этого металла.
6.471. Какова наименьшая частота света щ при которой еще
возможен фотоэффект, если работа выхода электронов из метал­
ла равна А = 3, 3 • 10“ 19 Дж?
262 СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГЛ. 6
6.481. Какой кинетической энергией К обладают электро™
ны, вырываемые с поверхности цезия при облучении ее светом
частоты и = 1015 Гц? Красная граница фотоэффекта для цезия
равна щ = 5 • 1014 Гц.
6.4Э1. Па сколько изменится длина волны А красной грани™
цы фотоэффекта, если цинковый катод фотоэлемента заменить
на литиевый? Работа выхода электрона из цинка равна А\ =
= 3, 74 эВ, а из лития — Ач = 2,4 эВ.
6.501. Какой частоты и свет следует направить на поверх™
ность платины, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов
была равна v = 3000 км/с? Работа выхода электронов из плати™
ны А = 10-18 Дж.
6.511. Какова должна быть длина волны А ультрафиолето­
вого излучения, падающего на поверхность цинка, чтобы макси­
мальная скорость вылетающих фотоэлектронов составляла v =
= 1000 км/с? Работа выхода электронов из цинка А = 6,4 х
х 1СГ19 Дж.
6.521. Найдите скорость v фотоэлектронов, вылетающих из
цинка, при его освещении ультрафиолетовым излучением с дли™
ной волны А = 300 нм, если работа выхода электрона из цинка
равна А = 6, 4 • 10-19 Дж.
6.531. Изолированная металлическая пластинка освещается
светом с длиной волны А = 450 нм. Работа выхода электронов из
металла А = 2 эВ. До какого потенциала ср зарядится пластинка
при непрерывном действии излучения?
6.541. Плоский алюминиевый электрод освещен ультрафио­
летовым излучением с длиной волны А = 83 нм. Па какое макси­
мальное расстояние L от поверхности электрода может удалить­
ся фотоэлектрон, если вне электрода имеется задерживающее
электрическое поле с напряженностью Е = 7,5 В/м? Красная
граница фотоэффекта для алюминия соответствует длине вол­
ны Aq = 332 нм.
6.553. Излучение аргонового лазера с длиной волны А =
= 500 нм сфокусировано на плоском фотокатоде в пятно диа­
метром d = ОД мм. Работа выхода фотокатода А = 2 эВ. На
плоский анод, расположенный на расстоянии L = 30 мм от ка­
тода, подано ускоряющее напряжение U = 4 кВ. Определите
диаметр D пятна фотоэлектронов на аноде. Анод расположен
параллельно поверхности катода.
6.561. Катод фотоэлемента освещен монохроматическим
светом с длиной волны А. При отрицательном потенциале на
аноде U\ = —1,0 В ток в цепи прекращается. При изменении
длины волны в п = 1,5 раза для прекращения тока потребо­
6.3 МОДЕЛЬ АТОМА РЕЗЕРФОРДА-БОРА 263
валось подать на анод отрицательный потенциал U2 = —3, 5 В.
Определите работу выхода А материала катода.
Комптоновское рассеяние
6.571. Гамма-излучение с длиной волны Aq = 2,7 пм испы­
тывает комптоновское рассеяние. Во сколько раз длина волны А
излучения, рассеянного под углом а = 180° к первоначальному
направлению, больше длины волны падающего излучения?
6.581. Рентгеновское излучение с длиной волны Aq =
= 56,3 пм рассеивается плиткой графита. Определите длину
волны А лучей, рассеянных под углом а = 120° к первоначаль­
ному направлению пучка.
6.5Э1. Фотон рентгеновских лучей с длиной волны Aq =
= 24 пм при соударении со свободным электроном передал ему
г} — 9 % своей энергии. Определите длину волны А рассеянного
рентгеновского излучения. Под каким углом а рассеялся фотон?
6.603. Изменение длины волны рентгеновского излучения
при комптоновском рассеянии АА = 2,4 пм. Определите угол
рассеяния а и энергию АЕ, переданную при этом электронам
отдачи, если длина волны рентгеновского излучения до взаимо­
действия Ао = 10 пм.
6.613. Фотон с энергией Е® = 0,75 МэВ рассеялся на сво­
бодном электроне под углом <р = 60°. Определите энергию Е
рассеянного фотона, кинетическую энергию К и импульс р элек­
трона отдачи. Кинетической энергией электрона до соударения
пренебречь.

6.621. Пользуясь представлениями модели Резерфорда^
Бора, выведите формулу для скорости движения электрона по
орбите в атоме водорода. Вычислите эту скорость для двух пер­
вых электронных орбит.
6.631. Пользуясь представлениями модели Резерфорда-
Бора, выведите формулу для радиусов допустимых электрон­
ных орбит в атоме водорода. Вычислите эти радиусы для двух
первых электронных орбит
6.641. Атом водорода переведен из основного состояния в
возбужденное, характеризуемое главным квантовым числом п =
= 2. Определите энергию W возбуждения атома.
6.651. Какую работу А необходимо совершить, чтобы уда­
лить электрон с орбиты атома водорода с главным квантовым
числом п — 2 за пределы притяжения его ядром?
6.661. При переходе электрона в атоме водорода с одной
орбиты на другую излучаются фотоны, соответствующие длине
волны А = 0,652 мкм (красная линия водородного спектра).
Какую энергию W теряет при этом атом водорода?
6.671. Радиус первой орбиты в атоме водорода г\ = 5,3 х
х 10” 11 м. Определите напряженность Е электрического поля
ядра на этом расстоянии и кинетическую энергию К электрона
на этой орбите.
6.681. Определите, возможна ли ионизация невозбужденно­
го атома водорода внешним электрическим полем с напряжен­
ностью Е = 108 В/м.
6.631. Какие спектральные линии появятся при возбужде­
нии атомарного водорода электронами с энергией W = 12,1 эВ?
6.703. Определите число N спектральных линий, присут­
ствующих в спектре атомарного водорода, атомы которого при
возбуждении перешли из основного состояния на n-й энергети­
ческий уровень.
6.711. Во сколько раз увеличится радиус орбиты г элек­
трона у атома водорода, находящегося в основном состоянии с
радиусом орбиты гд, при возбуждении его квантом с энергией
А Е = 12,09 эВ?
6.721. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант
света с длиной волны А = 121, 5 нм. Определите радиус орбиты
возбужденного атома водорода. Радиус орбиты атома водорода,
находящегося в основном состоянии, г\ = 0,53* Ю-10 м.
6.733. Минимальная энергия электрона, необходимая для
ионизации атома водорода, равна Wq. Определите минимальные
начальные энергии W\ и W2 ионов водорода и гелия, необходи­
мые для ионизации атома водорода. Считайте, что ионизация
6.4 СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. РАДИОАКТИВНОСТЬ 265
происходит в результате абсолютно неупругого удара; шц2) —
массы ионов; т — масса атома водорода; те — масса электрона.

6.741. Определите число N нейтронов в ядре урана 2|fU.
6.751. Вычислите дефект массы Ат ядра кислорода х|0.
Масса ядра кислорода т = 16,99913 а.е.м.
6.761. Вычислите энергию связи А Е между нуклонами в
ядре гелия |Не. Масса ядра гелия т = 4, 00260 а.е.м.
6.771. Вычислите энергию связи А Е между нуклонами в
ядре лития |Li. Масса ядра лития т = б, 01513 а.е.м.
6.781. Вычислите энергию связи гг, приходящуюся на один
нуклон в ядре: а) дейтерия; б) алюминия 2|А1; в) урана 2||U.
Массы ядра дейтерия mi = 2, 01410 а.е.м., ядра алюминия т,2 =
= 26,98146 а.е.м., ядра урана шз = 238,03 а.е.м.
6.7Э1. Активности радиоактивного элемента уменьшилась в
п = 4 раза за At = 8 дней. Определите период полураспада Т
этого элемента.
6.801. Образец содержит N q = 106 радиоактивных атомов с
периодом полураспада Т. Определите число N радиоактивных
атомов в образце спустя время At = Т/2.
6.811. Образец радиоактивного радона 2||Rn содержит
Nq = Ю10 радиоактивных атомов с периодом полураспада Т =
= 3, 825 сут. Какое число атомов A N распадается за At = 1 сут?
6.821. За какое время At произойдет распад полония ^ Р о
массы Ат = 2 мг, если в начальный момент его масса равна
то = 0, 2 г? Период полураспада полония Т = 138 сут.
6.833. Радиоактивный препарат, имеющий активность а =
= 3,7 • 109 с” 1, помещен в калориметр теплоемкостью С =
= 4,19 Дж/К. Определите повышение температуры АТ в кало­
риметре за At = 1 час, если известно, что данное радиоактивное
вещество испускает а-частицы с энергией Wa = 5,3 МэВ.
6.843. В калориметр с теплоемкостью С помещен образец
радиоактивного кобальта с молярной массой ц. Масса образца
т. При распаде одного ядра кобальта выделяется энергия W.
Спустя время т температура калориметра повысилась на At.
Определите период Т полураспада кобальта, считая, что тепло­
емкость образца кобальта пренебрежимо мала по сравнению с
теплоемкостью калориметра.
6.853. В микрокалориметр с теплоемкостью С = 100 Дж/К
помещен образец изотопа кремния массы шо = 1 мг (молярная
масса /г = 31 • 10~3 кг/моль). При распаде одного ядра выделя­
ется энергия W = 4,4 • 10-19 Дж. Период полураспада кремния
Т = 2 ч 36 мин. Определите повышение температуры At кало­
риметра спустя т = 52 мин после начала опыта.
6.861. В какое ядро превращается ядро тория 290Th в ре-
зультате /3“ -распада? Напишите уравнение реакции.
6.4 СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. РАДИОАКТИВНОСТЬ 267
6.871. Ядро радиоактивного изотопа 2||Ra испытывает «-
распад. Запишите уравнение ядерной реакции.
6.881. Ядро радиоактивного изотопа 2^ Р о испытывает «-
распад. Запишите уравнение ядерной реакции.
6.8Э1. Ядро радиоактивного изотопа испытывает /3+-
распад. Запишите уравнение ядерной реакции.
6.901. Ядро тория 2ддТЪ превратилось в ядро 2||Ra. Какую
частицу выбросило ядро тория? Запишите уравнение реакции.
6.911. Радиоактивный изотоп кремния 2|Si распадается,
превращаясь в изотоп алюминия 2|Д1. Какие частицы при этом
образуются? Запишите уравнение реакции.
6.921. В какой элемент превращается уран 2|fU после трех
«- и двух /3-распадов?
6.931. В какой элемент превращается радий 2||Ra после пя­
ти «- и четырех /3-распадов?
6.941. Изотоп тория 2|gTh в результате серии радиоактив­
ных распадов превращается в стабильный изотоп свинца 2gfPb.
Сколько о- и /3-распадов при этом происходит?
6.951. Радиоактивный изотоп нептуния 2ggNp (родоначаль­
ник искусственно полученного радиоактивного семейства непту­
ния) в результате серии радиоактивных распадов превращается
в стабильный изотоп висмута 2g|Bi. Сколько «- и /3-распадов при
этом происходит?
6.961. Ядро радиоактивного элемента, подвергнувшись ря­
ду превращений, испустило одну «- и две /3-частицы и превра­
тилось в ядро урана 2||U. Определите исходный радиоактивный
элемент.
6.971. В Периодической системе элементов последовательно
расположены три элемента. Условно назовем их а, b и с. Радио­
активный изотоп элемента а превращается в элемент 6, а тот,
в свою очередь, — в элемент с. Последний превращается в изо­
топ исходного элемента а. Какими процессами обусловлены эти
переходы? Запишите уравнения соответствующих реакций.
6.981. Радон 2||Rn — это «-радиоактивный газ. Какую долю
Г} полной энергии, освобождаемой при распаде радона, уносит «-
частица? Считайте, что до распада ядро радона покоится.
6.991. При бомбардировке нейтронами ядер азота X|N ис­
пускается протон. В ядро какого элемента превращается ядро
азота? Запишите уравнение реакции.
6.1001. При бомбардировке «-частицами ядер азота X|N ис­
пускается протон. В ядро какого элемента превращается ядро
азота? Запишите уравнение реакции.
268 СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГЛ. 6
6.1011. При бомбардировке нейтронами ядер алюминия ^|Д1
испускается а-частица. В ядро какого элемента превращается
ядро алюминия? Запишите уравнение реакции.
6.1021. При взаимодействии атома дейтерия с ядром берил­
лия I Be испускается нейтрон. Запишите уравнение реакции.
6.ЮЗ1. Допишите уравнения реакций: a) ^B + gii -А • • • + |Li;
б) ... + 4Н е^ 1 4 С + 1Н; в) 41K + ...^44C a + lR
6.1043. В ядерной реакции gLi + }Н -А |Ве + \п протоны
налетают на покоящиеся ядра лития. Если энергия налетающих
протонов равна Е = 1,9 МэВ, то нейтроны, образующиеся в ре­
акции, неподвижны. На какую величину А Е можно уменьшить
энергию налетающих протонов, чтобы реакция вообще могла ид­
ти?
6.1051. Известны энергии связи Е\, 1Д, £\з и Е± ядер в реак­
ции А\ + А2 -л A3 + А4. Определите энергию Q, выделяющуюся
в этой реакции.
6.1061. Термоядерная реакция + |Не -А |Пе + }Н идет с
выделением энергии Q\ = 18,4 МэВ. Какая энергия Q2 выделя­
ется в реакции |Не + |Не -А |Пе + 2}Н, если дефект масс ядра
|Не на Ат = 0, 006 а.е.м. больше, чем у ядра \П?
6.1071. Определите энергию Q, выделяющуюся при ядер­
ной реакции |Li + -а |Пе + |Пе. Масса ядра лития ти =
= 7,01823 а.е.м., масса ядра гелия шне = 4,00260 а.е.м.
6.1081. Какое количество теплоты Q выделяется при обра­
зовании т = 1,0 г |Пе из дейтерия? Какая масса М каменного
угля с теплотворной способностью q = 30 кДж/кг при сжига­
нии обеспечивает то же количество теплоты? Масса ядра гелия
шне = 4, 00260 а.е.м., масса ядра дейтерия т в = 2, 01410 а.е.м.

Ответы к задачам по физике Белолипецкий from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (08.05.2016)
Просмотров: | Теги: Белолипецкий | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar