Тема контрольной работы № 2

Квантово-механическое описание состояний атомов

на основе векторной модели Рассела - Саундерса

Вариант 1

1.  Вычислить постоянную Ридберга, если известно, что разность длин волн между головной линией серии Бальмера и резонансной линией для He+ равна 1336,8 Å.

2.  Какова кинетическая энергия электронов, выбиваемых из цинка излучением с длиной волны 253,7 нм? Энергия ионизации атома цинка составляет 9,39 эВ

3.  Какую энергию приобретает электрон отдачи при рассеянии кванта с длиной волны 0,1 нм на угол 90º ?

4.  Определить длины волн компонент тонкой структуры спектральной линии, соответствующей переходу n = 4 ® n = 2 в атоме Li2+.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1f2.

6.  Вычислите магнитный момент атома водорода в основном состоянии.

Вариант 2

1.  Вычислить квантовое число n, соответствующее возбуждённому состоянию иона He+, если известно, что при переходе в основное состояние этот ион испустил два фотона с длинами волн 1085 Å и 304 Å.

2.  Длина волны излучения, вызывающего фотоэффект из натрия, составляет 200 нм. Чему равен при этом запирающий потенциал?

3.  Рассеяние рентгеновского излучения с длиной волны 0,24 нм на электронах наблюдается под углом 60º. Найти длину волны рассеянного излучения и угол отдачи электронов.

4.  Вычислить постоянную тонкой структуры a, если известно, что разность длин волн между крайними компонентами тонкой структуры головной линии серии Бальмера в спектре атома водорода равна Dl.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1p2.

6.  Определите возможные значения магнитного момента атома в состоянии .

Вариант 3

1.  Определить наименьшую энергию, которую надо сообщить в основном состоянии дважды ионизированному атому лития, чтобы возбудить полный спектр излучения этого иона.

2.  Фотон с длиной волны l вырывает с поверхности катода фотоэлектрон, импульс которого равен p. Из какого материала изготовлен катод?

3.  Фотон, длина волны которого равна 7,08 нм, сталкивается с покоящимся электроном и рассеивается на угол 30º. Чему равны энергия электрона отдачи и угол отдачи?

4.  Определить, какой из компонент тонкой структуры головной линии серии Бальмера He+ соответствует максимальная длина волны и рассчитать её.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1d8.

6.  Изобразите схему возможных переходов в слабом магнитном поле между термами и . Вычислите в с-1 смещения зеемановских компонент этой линии в магнитном поле индукцией 4,5 кГс.

Вариант 4

1.  С какой минимальной кинетической энергией должен двигаться атом водорода, чтобы в результате неупругого лобового столкновения с другим покоящимся атомом водорода один из них оказался способным испустить фотон? До соударения оба атома находились в основном состоянии.

2.  Фотоэффект из некоторого материала наблюдается при l1 = 250 нм. При изменении длины волны до l2 запирающий потенциал увеличился на 2 В. определить l2.

3.  Фотон с энергией 2 эВ испытывает лобовое соударение с электроном движущимся на встречу фотону с кинетической энергией 20 ГэВ. Какова энергия фотона после столкновения?

4.  Потенциал ионизации атома натрия равен Ui. Определить квантовый дефект DS.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид p2.

6.  Известно, что спектральная линия = 612 нм атома обусловлена переходом между синглетными термами. Вычислите интервал между крайними компонентами этой линии в магнитном поле, индукция которого = 10,0 кГс.

Вариант 5

1.  Покоящийся ион He+ испустил фотон, соответствующий головной линии серии Лаймана. Этот фотон вырвал фотоэлектрон из основного состояния покоящегося атома водорода. Определить скорость фотоэлектрона.

2.  Запирающий потенциал для фотоэлектронов равен V1. При увеличении частоты излучения от первоначальной в m раз запирающий потенциал увеличился в k раз. Определить работу выхода электрона.

3.  Фотон с энергией 0,46 МэВ рассеялся под углом 120º на покоящемся свободном электроне. Найти: а) энергию рассеянного кванта; б) энергию переданную электрону.

4.  Длины волн двух первых (с максимальными l) спектральных линий диффузной серии натрия равны l1 и l2. Определить границу диффузной серии натрия.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1p5.

6.  Атом находится в состоянии . Найдите число возможных проекций магнитного момента на направление внешнего поля и вычислите (в магнетонах Бора) максимальное значение проекции .

Вариант 6

1.  Найти с учетом движения ядра атома водорода выражение для энергии связи электрона в основном состоянии. На сколько % отличается энергия связи, полученная без учета движения ядра от ее уточненного значения?

2.  На сколько вольт нужно изменить потенциал, при котором фототок прекращается, если увеличение частоты, вызывающей фотоэффект, произошло на величину Dn?

3.  Фотон с импульсом Pф, испытав комптоновское рассеяние под углом q на покоящемся свободном электроне, вырвал затем из атома молибдена электрон, энергия связи которого Е. Найти кинетическую энергию фотоэлектрона.

4.  Определить для ионов He+ число компонент тонкой структуры головной линии серии а) Пашена; б) Лаймана. Рассчитать их длины волн.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид p3.

6.  Изобразите схему возможных переходов в слабом магнитном поле и вычислите смещения (в единицах ) зеемановских компонент спектральной линии, возникающей при переходах .

Вариант 7

1  Найти длины волн коротковолновых границ серий Лаймана и Пашена в спектре излучения атомарного водорода.

2  Определить величину и знак изменения запирающего потенциала для фотоэлектронов при замене цинкового электрода на никелевый.

3  При облучении вещества жестким монохроматическим рентгеновским излучением обнаружено, что максимальная кинетическая энергия комптоновских электроновTm =0,44 МэВ. Определить длину волны падающего излучения.

4  Вычислить квантовый дефект основного состояния атома калия, если известно, что длина волны головной линии резкой серии для калия равна l1 , а граница его диффузной серии равна l2.

5  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1d9.

6  Изобразите схему возможных переходов в слабом магнитном поле и вычислите смещения (в единицах ) зеемановских компонент спектральной линии, возникающей при переходах.

Вариант 8

1  Определить частоту света, излучаемого водородоподобным ионом при переходе электрона на уровень с главным квантовым числом n, если радиус орбиты при этом изменился в k раз.

2  Определить красную границу фотоэффекта, вызванного излучением с l=250 нм, если фототок прекращается при потенциале 3 В.

3  На какой угол рассеялся фотон с энергией 0,8 МэВ в результате столкновения с покоившимся свободным электроном, если скорость электрона отдачи оказалась равной 0,6 с?

4  Сколько спектральных линий, разрешенных правилами отбора, возникает при переходе атомов Li в основное состояние из состояния 4P? Определить их длины волн.

5  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1d2.

6  Найдите магнитный момент и возможные значения проекции μZ атома в состоянии .

Вариант 9

1  Какую наименьшую энергию должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр излучения водорода имел три спектральные линии? Найти длины волн этих линий.

2  Найти длину волны излучения, вырывающего с поверхности цезия электроны, полностью задерживающиеся обратным потенциалом U.

3  Фотон с энергией eф = 2m0c2 (m0 - масса покоя электрона).при рассеянии на покоящемся электроне теряет половину своей энергии. Найти угол разлета между рассеянным фотоном и электроном отдачи.

4  Определить коротковолновую границу главной серии в спектре калия, если известно, что энергия связи валентного электрона в состоянии 5Р атома калия равна ЕСВ, а длина волны головной линии в резкой серии равна l.

5  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид f2 .

6  Найдите магнитный момент и возможные значения проекции μZ атома в состоянии .

Вариант 10

1.  На сколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны l=486 нм?

2.  Определить постоянную Планка h, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой n1, полностью задерживаются обратным потенциалом U1, а вырываемые светом с частотой n2, - потенциалом U2 ..

3.  В результате комптоновского рассеяния длина волны l фотона с энергией eф = 0,5 МэВ увеличилась на Dl=a×l, где a=0,25. Определить кинетическую энергию электрона отдачи.

4.  Учитывая принцип Паули, определите максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых главным квантовым числом = 2; = 3; = 4.

5.  Определить спектроскопическое обозначение состояния атома с минимальной энергией, если его электронная конфигурация имеет вид s1f1.

6.  Определите возможные значения квантового числа mJ и изобразите на схеме расщепление энергетических уровней атома в магнитном поле для состояний .