Кинематика (стр. 10 )

С6-5. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой Е0=-(13.6)/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, ... . При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, лкр= 300 нм. Чему равен максимально возможный модуль импульса фотоэлектрона?

С6-6.Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой

где n = 1, 2, 3, … . При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, лкр = 300 нм. Чему равна максимальная возможная скорость фотоэлектрона?

С6-7.Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = -(13.6/n2) эВ, где n = 1, 2, 3, … При переходе из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Поток таких фотонов падает на поверхность фотокатода. Запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, Uзап = 6,1 В. Какова частота света нкр, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода?

С6-8.Покоящийся атом водорода в основном состоянии (Е1 = -13,6 эВ) поглощает в вакууме фотон с длиной волны л = 80 нм. С какой скоростью движется вдали от ядра электрон, вылетевший из атома в результате ионизации? Кинетической энергией образовавшегося иона пренебречь.

С6-9.Электрон, имеющий импульс p = 2•10–24 кг•м/с, сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией En (n = 2). В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту н этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = -(13.6/n2) эВ, где n = 1, 2, 3, ….

С6-10. В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии (Е1 = - 13,6 эВ) поглощает фотон с частотой 3,7•1015 Гц. С какой скоростью vдвижется вдали от ядра электрон, вылетевший из атома в результате ионизации? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь.

С6-11. Покоящийся атом излучает фотон с энергией 16,32•10-19 Дж в результате перехода электрона из возбуждённого состояния в основное. Атом в результате отдачи начинает двигаться поступательно в противоположном направлении с кинетической энергией 8,81•10-27 Дж. Найдите массу атома. Скорость атома считать малой по сравнению со скоростью света.

Физика атомного ядра

С1-1. На рисунке показаны два трека заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. Трек I принадлежит протону. Какой из частиц (протону, электрону или б-частице) принадлежит трек II? Известно, что частицы влетели в камеру Вильсона в плоскости рисунка с одинаковыми скоростями. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

С6-8. Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении ядерной реакции:

Массы атомных ядер

С6-11. Определите, ядро какого изотопа X освобождается при осуществлении ядерной реакции: Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции.

С6-10. При взрыве термоядерной бомбы освобождается энергия 8,3·1016 Дж. Эта энергия получается в основном за счет деления ядер урана 238. При делении одного ядра урана238 освобождается 200 МэВ, масса ядра равна примерно 238 а. е.м. Вычислите массу ядер урана, испытавших деление при взрыве, и суммарный дефект массы.

С6-11. Радиоактивный препарат помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. За 2 ч температура контейнера повысилась на 5,2 К. Известно, что данный препарат испускает б-частицы с энергией 5,3 МэВ, причем энергия всех б-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию. Найдите активность препарата А, то есть количество б-частиц, рождающихся в нем за 1 с. Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

С6-12.Препарат активностью 1,7•1011 частиц в секунду помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. На сколько повысилась температура контейнера за 1 ч, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает б-частицы энергией 5,3 МэВ? Считать, что энергия всех б-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию контейнера. Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

С6-13. В массивном образце, содержащем радий, за 1с испускается 3,7·1010 б-частиц, движущихся со скоростью 1,5·107 м/с. Найдите энергию, выделяющуюся за 1 ч. Масса б-частицы равна 6,7·10-27 кг. Энергией отдачи ядер, г-излучением и релятивистскими эффектами пренебречь.

С6-14. Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего изотоп 1124Na. Активность 1 см3 этого раствора а0 = 2000 распадов в секунду. Период полураспада изотопа 1124Naравен Т = 15,3 ч. Через t = 3 ч 50 мин активность 1 см3 крови пациента стала а = 0,28 распадов в секунду. Каков объём введённого раствора, если общий объём крови пациента V = 6 л? Переходом ядер изотопа 1124Na из крови в другие ткани организма пренебречь.

С6-15. При реакции синтеза образуется гелий и протон и выделяется 18,3 МэВ энергии. Какую кинетическую энергию уносит ядро гелия, если суммарный импульс исходных частиц равен нулю, а их кинетическая энергия пренебрежимо мала по сравнению с выделившейся?