- •Модуль 20.Магнитное поле
- •20.1. Основные формулы
- •20.2. Примеры решения задач
- •20.3. Контрольные задания
- •22.1. Основные законы
- •22.2. Примеры решения задач
- •22.3. Контрольные задания
- •23.3. Примеры решения задач
- •23.3. Контрольные задания
- •Модуль 23. Электромагнитные колебания
- •23.1. Основные формулы
- •25.1. Основные формулы
- •25.2. Примеры решения задач
- •25.3. Контрольные задания
- •26.1. Основные формулы
- •26.2. Примеры решения задач
- •26.3. Контрольные задания
- •27.1. Основные формулы
- •27.2. Примеры решения задач
- •27.3. Контрольные задания
- •28.1. Основные формулы
- •28.2. Примеры решения задач
- •28.3. Контрольные задания
- •29.1. Основные формулы
- •29.2. Примеры решения задач
- •29.3. Контрольные задания
- •30.1 Основные законы
- •30.2 Примеры решения задач.
- •30.3 Контрольные задания
- •31.1 Основные формулы
- •Для стационарных состояний
- •31.2. Примеры решения задач.
- •31.3 Контрольные задания.
- •32.1. Основные формулы
- •32.3. Контрольные задания.
- •34.1. Основные формулы
- •34.2.Примеры решения задач
- •34.3 Контрольные задания
- •35.1 Основные формулы
- •35.2 Примеры решения задач
- •35.3 Контрольные задания
- •Модуль 36. Атомное ядро
- •36.1 Основные формулы
- •36.2 Примеры решения задач
- •Решение. Дефект массы определяется по формуле
- •36.3 Контрольные задания
- •Основные физические постоянные (округленные значения)
- •Некоторые астрономические величины
35.3 Контрольные задания
35.1 Написать уравнение Шредингера для электрона, находящегося в водородном атоме.
Волновая функция, описывающая движение электрона в основном состоянии атома водорода, имеет вид

где
—
некоторая
постоянная,
—
первый боровский радиус. Найти для
основного состояния атома водорода
наиболее вероятное расстояние электрона
от ядра.
35.3 Частица находится в основном состоянии в прямоугольной яме
шириной
с абсолютно непроницаемыми стенками.
Во сколько раз отличаются вероятности
местонахождения частицы:
— в крайней
трети и
— в крайней
четверти ящика?
35.4 Волновая функция, описывающая движение электрона в основном
состоянии атома водорода, имеет вид

где
— некоторая
постоянная;
— первый
боровский радиус. Найти для основного
состояния атома водорода среднее
значение
кулоновской силы.
35.5
Электрон находится в бесконечно глубоком,
одномерном, прямоугольном потенциальном
ящике шириной
.
В каких точках в интервале
плотности вероятности нахождения
электрона на втором и третьем энергетических
уровнях одинаковы? Вычислить плотность
вероятности для этих точек. Решение
пояснить графиком.
35.6 Волновая функция, описывающая движение электрона в основном состоянии атома водорода, имеет вид

где
— некоторая
постоянная;
— первый
боровский радиус. Найти для основного
состояния атома водорода среднее
значение
потенциальной энергии.
35.7
Определить с помощью уравнения Шредингера
энергию электрона, находящегося в атоме
водорода в состоянии
,
где A,
а
и
- некоторые постоянные.
35.8
Собственная функция, описывающая
основное состояние электрона в атоме
водорода, имеет вид
где
(боровский радиус). Определить расстояние
на котором вероятность нахождения
электрона максимальна.
35.9
Электрон в атоме водорода описывается
в основном состоянии волновой функцией
Определить отношение вероятностей
пребывания электрона в сферических
слоях толщиной
и радиусами
и
.
35.10
Зная, что нормированная собственная
волновая функция, описывающая основное
состояние электрона в атоме водорода,
имеет вид
найти
среднее расстояние
электрона от ядра.
Модуль 36. Атомное ядро
Строение атомных ядер. Ядерные силы. Обменный характер ядерных сил. Модели ядра. Закономерности и происхождение альфа-, бета- и гамма-излучения и взаимодействие их с веществом. Ядерные реакции. Радиоактивные превращения атомных ядер. Реакции ядерного деления. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Реакция синтеза. Проблема управляемой термоядерной реакции.
36.1 Основные формулы
Ядро
обозначается тем же символом, что и
нейтральный атом:

где
символ химического элемента;
атомной номер (число протонов в ядре);
массовое число (число нуклонов в ядре).
Число
нейтронов в ядре равно разности
.
Закон
радиоактивного распада
или

где
число
ядер, распадающихся за интервал времени
;
число
ядер, распадающихся к моменту времени
;
число ядер в начальный момент
;
постояная
радиоактивного распада.
Период полураспада
промежуток
времени, за который число
не распавшихся атомов уменьшается в два раза. Период полураспада связан с постоянной распада соотношением:

Число атомов, распавшихся за время
,

Среднее время жизни
радиоактивного ядра – промежуток
времени, за который число не распавшихся
ядер уменьшается в е раз:

Число атомов, содержащихся в радиоактивном изотопе,

где
масса
изотопа,
его молярная масса;
постоянная
Авогадро.
Активность
радиоактивного изотопа
или

где
число
ядер, распадающихся за интервал времени
;
активность изотопа в начальный момент
времени.
Если имеется смесь ряда радиоактивных изотопов, образующихся один из другого, и если постоянная распада
первого члена ряда много меньше
постоянных всех остальных членов ряда,
то в смеси устанавливается состояние
радиоактивного равновесия, при котором
активности всех членов ряда равны между
собой:

Дефект массы ядра

где
зарядовое
число (число протонов в ядре);
массовое
число (число нуклонов в ядре);
число нейтронов в ядре;
масса
нейтрона;
масса
протона;
масса
ядра.
Энергия связи ядра

где
дефект
массы ядра;
скорость
света в вакууме.
Во
внесистемных единицах энергия связи
ядра равна
где дефект массы
в а.е.м.; (1 а.е.м.
931
МэВ).
