Материал: Сборник контрольных заданий для студентов специалистов

, соответствующего первой линии серии Лаймана в спектре атомов водорода.

5. Вычислить энергию связи электрона в атоме водорода, который находится в возбуждённом состоянии с главным квантовым числом 2.

6. Найти дебройлевскую длину волны молекул водорода (т_в=3,4·10^-27кг), соответствующую их наиболее вероятной скорости при температуре 327 К.

7. Неточность в определении местоположения частицы, движущейся вдоль оси х, равна длине волны де Бройля для этой частицы. Определить относительную неточность в определении ее скорости.

8. Определить порядковый номер и массовое число изотопа, который получается из тория ₉₀To²³² после трех - и двух -превращений.

9. Какая энергия выделяется при слиянии двух ядер дейтерия, если в результате образуется ядро изотопа гелия ₂Не³ и нейтрон.

10. Определить активность радиоактивного натрия ₁₁Na²⁴, масса которого 10^-6 кг.

11. В процессе термоядерного синтеза 50 тонн водорода превращаются в 49644 кг гелия. Определить, сколько энергии выделится при этом.
Вариант 10

1. В центре Солнца максимум спектральной плотности энергетической светимости приходится на длину волны =0,47мкм. Приняв, что Солнце излучает как абсолютно черное тело, найти интенсивность солнечной радиации (т.е. плотность потока излучения) вблизи Земли за пределами её атмосферы.

2. Определить поглощательную способность серого тела, имеющего температуру 2000 К, если его поверхность площадью 2 м² излучает за 20 секунд энергию 20 кДж.

3. Определить постоянную Планка, если известно, что фотоэлектроны, вызываемые светом с поверхности некоторого металла, полностью задерживаются запирающим напряжением 0,5 В, если частота колебаний в световой волне 0,39∙10¹⁵ Гц, а когда частота колебаний 0,75∙10¹⁵ Гц, то запирающее напряжение становится равным 2 В.

4. Зная максимальную длину волны спектральной линии серии Бальмера 656 нм, определить длины волн граничных линий в сериях Лаймана и Пашена.

5. Используя теорию Бора для атома водорода, определите радиус ближайший к ядру орбиты (первый боровский радиус и скорость движения электрона по этой орбите.

6. Найти кинетическую энергию электрона, для которого длина волны де Бройля равна 7,1 нм.

7. Типичное время существования возбужденного состояния ядер имеет порядок 10^-12 с. Какова неопределенность энергии -квантов, испускаемых ядрами?

8. Какой изотоп образуется из -активного в результате пяти -распадов и четырех -распадов?

9. Вычислить дефект массы ядра изотопа гелия ₂Не⁴, если известно, что масса атома гелия равна 4,0026 а.е.м.

10. Определить, какая доля радиоактивного препарата ₃₈Х⁹⁰ распадется в течение 10 лет.

11. За какое время произойдет распад 5·10^-6 грамм радия, если в начальный момент его масса составляет 0,1 грамм.

Приложение

1. 
   Некоторые математические формулы:
   

;

;

;

;

;

.
2. Десятичные приставки к названиям единиц:

Т – тера (10¹²); д – деци (10^-1); н – нано (10^-9);

Г – гига (10⁹); с – санти (10^-2); п – пико (10^-12);

М – мега (10⁶); м – милли (10^-3); ф – фемто (10^-15);

к – кило (10³); мк – микро (10^-6); а – атто (10^-18).

3. Некоторые внесистемные величины:

1 сут = 86400 с; 10 = 1,7510-2 рад = /180 рад; 1 = 2,9110-4 рад = /18010-2 рад; 1 = 4,8510-6 рад = /(64810-3) рад; 1 рад = 57018;

1 об/с = 1 с-1; 1 об/мин = 1/60 с-1; 1 мм.рт.ст. = 133,3 Па; 1 л = 10-3 м3; 1 кал = 4,19 Дж; 1 атм = 1,01105 Па.

4. Основные физические постоянные:

Скорость света в вакууме	с=3108 м/c
Постоянная Авогадро	NА=6,021023 моль
Молярная газовая постоянная	R=8,31 Дж/К моль
Постоянная Больцмана	k=1,3810-23 Дж/К
Молярный объем идеального газа при нормальных условиях (Р=1,013105 Па, Т=273 К)	VМ=22,4110-3 м3/моль

5. Плотность газов  (кг/м³) при нормальных условиях:

Азот	1,25	Воздух	1,29
Аргон	1,78	Гелий	0,18
Водород	0,09	Кислород	1,43

6. Эффективный диаметр молекул (нм):

Азот	0,38	Воздух	0,27
Аргон	0,35	Гелий	0,22
Водород	0,28	Кислород	0,36

7. Молярные массы (М 10^-3 кг/моль) газов:

Гелий	Не	4	Аргон	Ar	40
Азот	N2	28	Окись азота	NO	30
Кислород	О2	32	Неон	Ne	20
Воздух		29	Сернистый газ	SO2	64
Метан	СН4	16	Углекислый газ	CO2	44
Водород	Н2	2	Аммиак	NH3	14

8. Основные физические величины

Скорость света в вакууме	с=3108 м/c
Элементарный заряд	qе=1,6010-19 Кл
Масса покоя электрона	mе=9,1110-31 кг
Масса покоя протона	mр=1,67210-27 кг
Масса покоя нейтрона	mn=1,67510-27 кг
Масса покоя -частицы	m=6,6410-27 кг
Удельный заряд электрона	= 1,761011 Кл/кг
Электрическая постоянная	0=8,8510-12 Ф/м =9109 Ф/м
Атомная единица массы	а.е.м. = 1,6610-27 кг
Постоянная Стефана-Больцмана	σ=5,67·10-8 Вт/м·К
Постоянная Вина	b=2,9·10-3 м·К
Постоянная Планка	h=6,63·10-34 Дж·с
Постоянная Ридберга	R=3,29·1015 c-1 R′=1,10·107 м-1

Работа выхода электронов из металлов (в эВ)

Платина	5,3	Серебро	4,74
Цезий	1,9	Натрий	2,3
Цинк	3,74	Калий	2,0
Вольфрам	4,5	Стронций	1,9

Период полураспада некоторых радиоактивных элементов

Актиний	10 сут	Радон	1590 лет
Радий	10-3 с	Торий	7·103 лет
Радий	1,62·103 лет	Уран	4,5·109 лет
Стронций	28 лет	Натрий	14,8 часа

Массы некоторых изотопов (в а.е.м.)

Изотоп	Масса	Изотоп	Масса	Изотоп	Масса
1Н1 1Н2 1Н3 2Не3 2Не4 3Li6 3Li7 4Be7 4Be8	1,00814 2,011474 3,01700 3,01699 4,00388 6,01703 7,01823 7,01916 8,00785	4Ве9 5Ве10 6С12 7N13 7N14 8O17 12Mg23 12Mg24 13Al27	9,01505 10,01612 12,00380 13,00987 14,00752 17,00453 23,00145 23,99267 26,99010	14Si30 20Ca40 27Co56 29Cu63 48Cd113 80Hg200 92U235 92U238	29,98325 39,97542 55,95769 62,94962 112,94206 200,02800 235,11750 238,12376

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   Фриш, С.Э. Курс общей физики : учебник. В 3-х т. / С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. – СПб.: Лань, 2007. Т. 1, 2,3.
   
2. 
   Савельев И.В. Курс общей физики : учебник. В 3-х т./ И. В.Савельев. – СПб. Лань, 2007. Т. 1, 2,3.
   
3. 
   Трофимова, Т.И. Курс физики : учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – 18-е изд., – М.: Академия, 2010.
   
4. 
   Бурученко, А.Е. Физика: Учеб. пособие. Ч.1, 2, 3 / А.Е. Бурученко. – Красноярск: КрасГАСА, 1998.
   

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………….	3
Часть 1. «Механика. Молекулярная физика и термодинамика»………………	4
Контрольное задание №1………………………………………………………...	13
Контрольное задание №2……………………………………………………….	31
Часть 2. «Электростатика и постоянный ток. Электромагнетизм»…………...	38
Контрольное задание №3 ……………………………………………………….	45
Контрольное задание№4 №4…………………………………………………….	63
Часть 3. «Оптика. Атомная и ядерная физика»………………………………...	74
Контрольное задание№5…………………………………………………………	79
Контрольные задания №6……………………………………………………….	92
Приложение……………………………………………………………………….	100
Библиографический список……………………………………………………..	102