Контрольна робота №4 Квантова та атомна фізика

Варіант 1

1 рівень.

Задача1. Що станеться з ізотопом U²³⁷ при β-розпаді? Як змінюється масове число нового елемента? Ліворуч чи праворуч у таблиці Менделєєва відбувається зсув? Записати реакцію.

Задача2. При бомбардуванні α-частинками Алюмінію утворюється нове ядро і нейтрон. Записати ядерну реакцію і визначити, ядро якого елемента при цьому утворюється.

2 рівень.

Задача1. Випромінювання з енергією 15Дж освітлює площадку у 2см² протягом 1хв. Визначити тиск, здійснюваний випромінюванням на поверхню у випадку, коли площадка повністю поглинає промені.

Задача2. У збудженому стані атом може існувати 10^-8с. Потім переходячи в основний стан, атом випромінює фотон. Визначити частоту та довжину хвилі цього випромінювання, різниця енергії збудженого та основного стану 4,9еВ.

3 рівень.

Задача1. На поверхню метала падає потік випромінювання з довжиною хвилі 0,36мкм, потужність якого 5мкВт. Визначити силу фотоструму, насичення, якщо 5% усіх падаючих фотонів вибивають з металу електрони.

Варіант 2

1 рівень.

Задача1. Записати реакцію безпосереднього перетворення Актинію-227 у Францій-223;

α чи β розпад має тут місце?

Задача2. Радіоактивний марганець ₂₅Mn⁵⁴ одержують двома шляхами. Перший шлях полягає в опроміненні ізотопу заліза ₂₆Fe⁵⁶ дейтронами, другий ― в опроміненні ізотоп заліза ₂₆Fe⁵⁴ нейтронами. Написати ядерні реакції.

2 рівень.

Задача1. Тиск сонячного світла на поверхню Землі становить 4,7∙10^-4Па. Визначити енергію випромінювання, яке падає щосекунди на кожний квадратний метр поверхні Землі, розміщеної перпендикулярно до променів.

Задача2. В результаті поглинання фотона електрон в атомі водню, перейшов з першої боровської орбіти на другу. Визначити частоту цього фотона.

3 рівень.

Задача1. На дзеркальну поверхню площею 10см² під кутом 45⁰ падає потік фотонів інтенсивністю 10¹⁸фотон/с з довжиною хвилі падаючого світла 400нм. Визначити тиск світла на поверхні, якщо коефіцієнт відбиття від поверхні 0,75.

Варіант 3

1 рівень.

Задача1. Ядро ізотопу ₈₃Ві²¹¹ утворилося з іншого ядра після послідовних α і β – розпадів. Що це за ядро?

Задача2. При бомбардуванні заліза ₂₆Fe⁵⁶ нейтронами утворюється β-радіоактивний ізотоп марганцю з атомною масою 56. Написати реакцію одержання штучно радіоактивного марганцю і реакцію β-розпаду, що відбувається з ним.

2 рівень.

Задача1. На кожний квадратний сантиметр чорної поверхні щосекунди падає 2,8∙10¹⁷ квантів випромінювання з довжиною хвилі 400нм. Який тиск Здійснює це випромінювання на поверхню?

Задача2. Визначити енергію, яка звільняється в водневій бомбі при синтезі 1кг Гелію.

3 рівень.

Задача1. Лазер випромінює світло з довжиною хвилі λ=0,6943мкм. За один імпульс він випромінює енергію 2Дж. Визначити: а) енергію фотона (в електрон-вольтах); б) масу фотона; в) імпульс фотона; г) кількість фотонів, випромінених в одному імпульсі.

Варіант 4

1 рівень.

Задача1. У що перетворюється Уран-238 після α-розпаду і двох β-розпадів?

Задача2. Визначити найменшу енергію необхідну для розділення ядра вуглецю ₆С¹² на три однакові частинки.

2 рівень.

Задача1. На кожний квадратний метр чорної поверхні щосекунди падає 2,5·10¹⁵ фотонів рентгенівського випромінювання з частотою 7·10¹⁹Гц. Який тиск здійснює це випромінювання?

Задача2. 1г радію-226, який знаходиться в рівновазі з продуктами розпаду, виділяє за 1с енергію 14,2·10¹¹МеВ. Скільки часу потрібно, щоб нагріти 10г води від 0⁰ до 100⁰С за рахунок енергії радіоактивного розпаду 1г радію-226 у воді.

3 рівень.

Задача1. На поверхню вольфраму падають ультрафіолетові промені, довжина хвиль яких 0,04мкм. Знайти: а) червону межу фотоефекту для вольфраму; б) максимальну кінетичну енергію фотоелектронів; в) максимальну швидкість фотоелектронів.

Варіант 5

1 рівень.

Задача1. У що перетворюється ізотоп Торію ₉₀Th²³⁴, ядра якого зазнають трьох послідовних α-розпадів?

Задача2. Знайти питому енергію зв’язку нуклонів у ядрі дейтерію, Н², ядрі кисню ₈О¹⁶ і ядрі Полонію ₈₄Ро²¹⁰ .

2 рівень.

Задача1. Який тиск здійснює світлове випромінювання на 1мм² чорної поверхні, яка одержує з випромінювання 500Дж енергії щосекунди?

Задача2. Період піврозпаду ₈₈Ra²²⁶ складає Т=1620 років. Знайти постійну розпаду.

3 рівень.

Задача1. Фотон (довжина хвилі λ=0,002нм) вириває з поверхні платини електрон. Визначити: а) швидкість фотоелектрона; б) його імпульс; в) затримуючу напругу.

Варіант 6

1 рівень

Задача 1. Ядра ізотопу ₉₀Th²³² зазнають одного -розпаду, двох -розпадів і ще одного -розпаду. Які ядра після цього утворюються?

Задача 2. Обчислити енергію, необхідну для розділення ядра літію ₃Li⁷ на нейтрони і протони.

2 рівень

Задача 1. Пучок світла з довжиною хвилі 0,49мкм, падаючи перпендикулярно до поверхні, чинить на неї тиск 5мкПа. Скільки фотонів падає щосекунди на 1м² цієї поверхні? Коефіцієнт відбивання світла від даної поверхні 0,25.

Задача 2. При діленні ядра урану в результаті захвату повільного нейтрона одержуються осколки: ксенон – 139 і стронцій – 94. Одночасно виділяється три нейтрони. Знайти енергію, яка звільнюється при одному такому діленні.

3 рівень

Задача 1. Цинкову кульку опромінюють монохроматичним світлом з довжиною хвилі =4нм. До якого потенціалу зарядиться кулька? Робота виходу електрона з цинку 4еВ.

Варіант 7

1 рівень

Задача 1. Радіоактивний атом ₉₀Th²³² перетворився в атом ₈₃Ві²¹². Скільки при цьому відбулося  і -розпадів?

Задача 2. Обчисліть енергію зв’язку і питому енергію зв’язку для ядер ₃Li⁷ і ₁₃Al²⁷.

2 рівень

Задача 1. Визначити найбільшу довжину хвилі світла, при якій може відбуватися фотоефект для платини.

Задача 2. Ізотоп ітрій – 91, який одержують при діленні урану, випускає - частинки з енергією 1,53МеВ. Знайти масу ітрію – 91 при розпаді якого виділяється 80Дж тепла, якщо вся енергія - частинок перетвориться в теплоту.

3 рівень

Задача 1. Нейтрони легко проходять через блок свинцю, але затримуються в такому самому об’ємі парафіну, води чи іншої сполуки, в яку входять атоми водню. Чим це пояснюється?

Варіант 8

1 рівень

Задача 1. У яку речовину перетворюється ₈₁Tl²¹⁰ після трьох послідовних -розпадів і одного - розпаду?

Задача 2. Визначити дефект маси, енергію зв’язку ядра атома азоту ₇N¹⁴. Яка енергія зв’язку припадає на один нуклон?

2 рівень

Задача 1. Визначити найбільшу швидкість електрона, який вилетів із цезію, при опроміненні його світлом з довжиною хвилі 400нм.

Задача 2. Який імпульс має електрон, рухаючись зі швидкістю 0,8с?

3 рівень

Задача 1. У досліді Резерфорда по розсіюванню - частинок речовиною визначити мінімальну відстань, на яку - частинки наблизяться до ядра при лобовому зіткненні, коли вважати, що заряд ядра z=10е, маса - частинки m=6,6^.10^-27кг, а її швидкість v=10⁷м/с. Вважати, що ядро після співударяння залишається нерухомим.

Варіант 9

1 рівень

Задача 1. Який склад ядер водню ₁Н³і урану ₉₂U²³⁸. Що можна сказати про кількість нейтронів у ядрах із зростанням їхнього порядкового номера?

Задача 2. Знайти енергію зв’язку - частинки в ядрі бору ₅В¹⁰.

2 рівень

Задача 1. Найбільша довжина хвилі світла, при якій відбувається фотоефект для калію 6,2∙10 ^-5см. Знайти роботу виходу електронів з калію.

Задача 2. В атомі водню електрон перейшов на рівень з головним квантовим числом n, причому радіус орбіти змінився в q раз. Знайти частоту випроміненого кванта.

3 рівень

Задача 1. До якої мінімальної довжини хвилі в спектрі водню сходиться серія для n=1 (Серія Лаймана)? Яка максимальна довжина хвилі в спектрі випромінювання водню для серії Бальмера (n=2) при m=7?

Варіант 10

1 рівень

Задача 1. Який склад ізотопу неону ₁₀Ne²⁰ ; ₁₀Ne²¹ ; ₁₀Ne²² ? Що характерно для ізотонів одного елемента?

Задача 2. Знайти енергію зв’язку і питому енергію зв’язку для ізотопу ядра вуглецю ₆С¹².

2 рівень

Задача 1. Скільки фотонів попадає за 1с в очі людині, якщо очі сприймають світло з довжиною хвилі 0,5мкм при потужності світлового потоку 2∙10^-17Вт?

Задача 2. При переході електрона в атомі водню з одного енергетичного рівня на інший енергія атома зменшилася на Е=1,89ев. При цьому атом випромінює квант світла. Визначити довжину хвилі  цього випромінювання.

3 рівень

Задача 1. При випромінюванні період піврозпаду радіоактивної речовини використали лічильник імпульсів. Протягом першої хвилини було нараховано 250 імпульсів, а через годину було зафіксовано 92 імпульси за хвилину. Визначити сталу радіоактивного розпаду і період піврозпаду.

Варіант 11

1 рівень

Задача 1. Визначити склад ядер атомів літію, ізотопів водню з масовими числами 1 і 2.

Задача 2. Обчисліть енергію зв’язку ядра урану ₉₂U²³⁸.

2 рівень

Задача 1. Червона межа фотоефекту для калію відповідає довжині хвилі 0,577мкм. При якій різниці потенціалів між електронами зупиняється емісія електронів з поверхні калію, якщо катод опромінюється світлом з довжиною хвилі 0,4мкм?

Задача 2. При якій температурі атом гелію буде мати кінетичну енергію, достатню для того, щоб ударом збуджувати атом іншого хімічного елемента, випромінюючого фотони з довжиною хвилі 0,63мкм? Яка середня квадратична швидкість атома гелію при цій температурі?

3 рівень

Задача 1. Протон починає рухатися в електричному полі із стану спокою і набуває швидкості 2,8^.10⁸м/с. Визначити прискорюючу різницю потенціалів, враховуючи залежність маси від швидкості.

Варіант 12

1 рівень

Задача 1. Який склад ядер натрію ₁₁Na²³, фтору ₉F¹⁹ і менделєєвію ₁₀₁Md²⁵⁷.

Задача 2. Обчисліть енергію зв’язку ядра алюмінію ₁₃Al²⁷.

2 рівень

Задача 1. Визначити червону межу фотоефекту для цезію, якщо при опроміненні його світлом з довжиною хвилі 0,35мкм затримуючий потенціал рівний 1,47В.

Задача 2. Око людини найбільш чутливе до зеленого світла (=0,555мкм), для якого межа відчуття ока відповідає n₀=80 фотонів, падаючим на сітківку за 1с. Яка потужність світла відповідає цій межі?

3 рівень

Задача 1. Іонізаційна камера з електричною ємністю 6^.10^-11Ф була заряджена до різниці потенціалів ₁=600В. Після опромінювання камери  - променями різниця потенціалів на ній знизилася до =200В. Знайти дозу випромінювання, яка пройшла через камеру ( в рентгенах), якщо об’єм камери V=60см³. Один рентген утворює в сухому повітрі n=2,08^.10⁹ пар іонів у одному кубічному сантиметрі. Заряд іона q=1,6^.10^-19Кл.

Варіант 13