2. До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны 140нм?

3. Период полураспада радиоактивного изотопа составляет 24 часа. Опре­делить время, за которое распадется 1/4 начального количества ядер.

 

Билет 13

а). Как соотносятся между собой кинетическая и потенциальная энергии электрона в атоме водорода?

Полная энергия атома в случае неподвижного ядра слагается

из кинетической энергии электрона и потенциальной энергии электрона в поле ядра:

б). Что такое собственные значения и собственные функции? Какой смысл они имеют в уравнении Шредингера?

Решение уравнения Шредингера позволяет найти волновую функцию (x, y, z, t) частицы, которая описывает микросостояние частицы и ее волновые свойства. В стационарном случае уравнение Шредингера имеет вид

Функции , удовлетворяющие уравнению Шредингера при данных U,

называются собственными функциями. Значения Е, при которых

существуют решения уравнения , называются собственными значениями.

Совокупность собственных значений называется их спектром. Если эта

совокупность образует дискретную последовательность, то говорят,

что спектр энергии дискретный. Если собственные значения образуют

непрерывную последовательность, то спектр - сплошной.

в). Сформулируйте закон Мозли. Почему закон Мозли отличается от обобщенной формулы Бальмера? Какие области применения харак­теристического рентгеновского излучения вы можете назвать?

Применяется в медицине: рентген, компьютерный томограф, биологии, дефектоскопии и в других областях науки и техники.

г). Как и по какому закону изменяется со временем активность ра­диоактивного элемента?

2.Электромагнитное излучение с длиной волны 0,30 мкм падает на фотоэлемент, находящийся в режиме насыщения. Соответствующая спектральная чувствительность фотоэлемента J=4,8mA/Bt. Найти выход фотоэлектронов, т.е. число фотоэлектронов на каждый па­дающий фотон.

3. Атомарный водород возбуждается электронами, прошедшими ус­коряющую разность потенциалов 12.5в. Определите частоты фото­нов, которые будут излучаться атомами водорода. ?

Билет 14

а). Почему ювелиры предпочитают, рассматривать бриллианты при дневном, а не при искусственном освещении?

Бриллиант - ограненный алмаз. Имеет высокий показатель преломления .(у обычного стекла ) и прозрачность. За счет высокого показателя преломления при прохождении света испытывает многократное полное внутреннее отражение от грани, что дает эффект свечения, а т.к. показатель преломления зависит от длины волны (падающего света, дисперсия света), то лучи с разной длиной волны выходят из камня – камень переливается. 

б). Какой минимальной и максимальной энергией может обладать атом водорода? Что такое потенциал ионизации и чему он равен для атома водорода?

Состояние атома с наименьшей энергией (п=1) называют основным. Для атома водорода основному состоянию соответствует энергия . Эта энергия по модулю является энергией связи электрона в основном состоянии. Именно такую энергии надо сообщить электрону в основном состоянии для его отрыва. Ее называют энергией ионизации:где- потенциал ионизации. Откудапостоянная Ридберга.

в). Почему тормозное рентгеновское излучение имеет сплошной спектр, а характеристическое - линейчатый? В чем причина значи­тельного различия оптического и рентгеновского характеристиче­ского спектров атома?

Причина значи­тельного различия оптического и рентгеновского характеристиче­ского спектров атома:

атомы каждого химического элемента независимо от того, в каких химических соединениях они находятся, обладают своим определенным линейчатым спектром характеристического рентгеновского излучения. Рентгеновские линейчатые спектры являются индивидуальной характеристикой атома, не изменяющейся при вступлении его в химические соединения. Это указывает на то, что возникновение характеристического рентгеновского излучения связано с процессами, происходящими в глубинных, застроенных электронных оболочках атомов, которые не изменяются при химических реакциях атомов. В этом и заключается отличие от оптических линейчатых спектров, которые существенно различаются для атомов, находящихся в свободном состоянии и в химических соединениях. Как и оптические спектры, линейчатые рентгеновские спектры состоят из линий, составляющих несколько серий. Однако в отличие от серий оптических спектров, имеющих множество линий и обнаруживающих большое разнообразие у атомов разных химических элементов, серии рентгеновских линейчатых спектров имеют небольшое число линий. Оптические спектры определяются состоянием внешних, валентных электронов, а рентгеновские характеристические — внутренних, глубинных, электронов атомов.

г). Чем отличаются изобары и изотопы?

Атомы с одинаковым массовым числом называются изобарами, например,

Изотопы – нуклиды с одинаковым Z, но различными А и N. Например, химический элемент водород (т.е. разновидность атомов с одинаковым зарядом ядра, равным +1) в природе существует в виде (протий), (дейтерий, ), (тритий, ). Искусственно получен , отличающийся числом нейтронов и массовым числом (N и А), т. е. известны четыре изотопа водорода.

У ядер изотопов одно и то же Z (заряд ядра = числу протонов), но разные A (массовое число) и N (число нейтронов в ядре); у ядер-изобар одинаковое A(массовое число) и разные Z(заряд ядра = числу протонов) и N(число нейтронов в ядре).

2. Фототок, возникающий в цепи вакуумного фотоэлемента при ос­вещении цинкового электрода электромагнитным излучением с дли­ной волны 262нм, прекращается, если подключить внешнее задержи­вающее напряжение 1,5 В. Найти величину и полярность внешней контактной разности потенциалов фотоэлемента.

3. Волосок лампы накаливания, рассчитанный на напряжение 2В, имеет длину 10см и диаметр 0.03мм. Полагая, что волосок излучает как абсолютно черное тело, определите температуру нити и длину волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излуче­ния. Вследствие теплопроводности лампа рассеивает 8% потребляе­мой мощности, удельное сопротивление материала волоска U.

 

 

Билет 15

а). Неплохим приближением к абсолютно черному телу служит зра­чок глаза. Почему?

На принципе многократного отражения основано устройство тела, наиболее приближающегося по своим свойствам к абсолютно черному. Оно изготовляется в виде почти замкнутой полости, снабженной небольшим отверстием. Излучение, проникающее через отверстие, падает на стенки полости, частично поглощается ими, частично рассеивается или отражается и вновь попадает на стенки. Благодаря малым размерам отверстия, луч должен претерпеть много отражений, прежде чем он сможет выйти наружу. Повторные поглощения на стенках приводят к тому, что практически все излучение любой частоты поглощается такой полостью. Это устройство очень похоже на зрачок глаза.

б). Какие среды испускают линейчатый спектр: а) газы; б) жидкости; в) твердые тела? Какие испускают непрерывный спектр?

Непрерывный спектр дают тела в жидком или твердом состоянии, высокотемпературная плазма.

Линейный спектр имеют все вещества в газообразном атомарном состоянии.

Полосатый спектр дают газообразные тела в молекулярном состоянии

в). Что определяет квадрат модуля волновой функции?

В квантовой физике описание состояния имеет вероятностный характер. Вероятность W нахождения частицы в точке (x,y,z) определяется квадратом модуля волновой функции

Квадpат модуля волновой функции определяет вероятность обнаружения частицы в заданной точке пpостpанства.

г). Укажите как можно больше различий между альфа-, бета- и гам­ма-излучением.

Принципиальная разница этих видов излучений в том, что бета-излучение (как, впрочем и альфа-) это материальное излучение, - излучение частиц. А гамма-излучением называется излучение энергии. Различна физическая природа этих излучений: - излучение ядер Не, - быстрых электронов, - излучение электромагнитных волн с длинами .

частицы положительно заряжены, - отрицательно, - электромагнитные.

Различна проникающая способность: - наименьшая, - наибольшая.