Задачи на тему Атомная физика
из задачника Степанова 9, 10, 11 класс по предмету Физика

Название темы: Модель атома резерфорда - бора
№1718. Имеется ли какая-нибудь связь между частотой движения электрона вокруг ядра атома водорода и частотой его излучения? Определите частоту и период обращения электрона для первой и второй орбит.
№1719. Как по теории Бора объясняется совпадение спектров испускания и спектров поглощения паров и газов?
№1720. Зависит ли спектр испускания атомов от степени их ионизации?
№1721. Может ли атом водорода поглотить фотон, энергия которого превосходит энергию связи атома?
№1722, Рассчитайте, на какое наименьшее расстояние α-части-ца, имеющая скорость 1,9 • 107 м/с, может приблизиться к ядру атома золота, двигаясь по прямой, проходящей через центр ядра. Масса α-частицы 6,6 • 10-27 кг, заряд α-частицы 3,2 ⋅ 10-19 Кл, заряд ядра золота 1,3 ⋅ 10-17 Кл.
№1723. Сколько квантов с различной энергией могут испускать атомы водорода, если их электроны находятся на третьем возбужденном уровне? Схема энергетических уровней атома водорода приведена на рисунке 244.
№1724. Определите частоту излучения атомов водорода при переходе электронов со второй орбиты на первую.
№1725. Чему равен потенциал ионизации атома водорода, находящегося в основном состоянии?
№1726. Под действием бомбардирующих электронов с кинетической энергией 1,892 эВ водород светится. Какого цвета линия получена в спектре?
№1727. Определите длину волны излучения атомов водорода при переходе с четвертой орбиты на вторую. Какому цвету соответствует это излучение?
№1728. При электрическом разряде в трубке, наполненной криптоиом-86, излучаются световые кванты, соответствующие разности энергий двух состояний атома E2—Е1 = 3,278 • 10-19 Дж. Найдите цвет и длину волны этого излучения, принятую сейчас во всем мире в качестве естественного эталона единицы длины.
№1729. При облучении паров ртути электронами энергия атома ртути увеличивается на 4,9 эВ. Какова длина волны излучения, которое испускают пары ртути при переходе атомов в основное состояние?
№1730. Для ионизации атома кислорода необходима энергия около 14 эВ. Найдите частоту излучения, которое может вызвать ионизацию.
№1731. Для однократной ионизации атома неона требуется энергии 21,6 эВ, для двухкратной ионизации—41 эВ, для трехкратной —64 эВ. Какую степень ионизации можно получить, облучая неон рентгеновскими лучами, наименьшая длина волны которых равна 25 нм?
№1732. При освещении гелия рентгеновскими лучами с длиной волны 10-10 м происходит ионизация гелия. Зная, что энергия ионизации гелия равна 24,5 эВ, определите скорость электрона, покидающего атом гелия. Начальной кинетической энергией электрона можно пренебречь.
Название темы: Радиоактивность
№1733. Почему радиоактивные препараты хранят в толстостенных свинцовых контейнерах?
№1734. Каковы преимущества кобальтовой пушки перед рентгеновской установкой при обнаружении дефектов внутри изделий?
№1735. Изменяется ли химическая природа элемента при испускании γ-лучей его ядрами?
№1736. Чем обусловлена потеря энергии α-частицами при их движении в воздухе?
№1737. При изучении излучения радиоактивного препарата были обнаружены α-частицы с двумя различными длинами пробега. Какое заключение можно сделать из этого факта?
№1738. Найдите число протонов и нейтронов, входящих в состав трех изотопов магния:
№1739. Какой изотоп образуется из 83Li после одного β-распада и одного α-распада?
№1740. Какой изотоп образуется из 23992U после двух β-рас-падов и одного α-распада?
№1741. Во что превращается изотоп тория 23490Th, ядра которого претерпевают три последовательных α-распада?
№1742. В какой элемент превращается 21081Tl после трех последовательных β-распадов и одного α-распада?
№1743. Какой изотоп образуется из 23892U после трех α-распадов и двух β-распадов?
№1744. Ядра изотопа 23290Th претерпевают α-распад, два β-распада и еще один α-распад. Какие ядра получаются после этого?
№1745. Ядро изотопа 21183Bi получилось из другого ядра после последовательных α- и β-распадов. Что это за ядро?
№1746. Ядро 21684Po образовалось после двух последовательных α-распадов. Из какого ядра получилось ядро полония?
№1747. Какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента распадается за время, равное половине периода полураспада?
№1748. Сколько процентов радиоактивных ядер кобальта останется через месяц, если период полураспада равен 71 дню?
№1749. Активность радиоактивного элемента уменьшилась в 4 раза за 8 дней. Найдите период полураспада.
№1750. Какая часть атомов радиоактивного кобальта 5827Сo распадается за 20 суток, если период полураспада равен 72 суткам. Сколько времени понадобится, чтобы распалась такая же часть ядер изотопа 6027Со, период полураспада которого составляет 5,3 года?
№1751. Сколько атомов радона распадается за 1 сутки из 106 атомов?
№1752. При длительной работе атомного реактора в тепловыделяющих элементах накапливается значительное количество радиоактивных изотопов различных химических элементов. Среди них изотопы йода 13153I, 13353I, 13553I. Периоды полураспада этих изотопов равны соответственно 8 сут, 20 ч и 7 ч. При аварии на Чернобыльской АЭС выброс этих изотопов составил значительную долю от общего количества. Определите, какая доля ядер каждого из изотопов иода распалась к концу первого месяца после аварии на Чернобыльской АЭС.
№1753. Среди радиоактивных загрязнений, вызванных аварией на Чернобыльской АЭС, наиболее опасными являются долгоживущие продукты деления, такие, как стронций-90 и цезий-137. Вычислите, сколько времени должно пройти к моменту, когда активность этих загрязнений уменьшится в 10 раз. Периоды полураспада 9038Sr — 28 лет, 13755Cs — 30 лет.
Название темы: Методы регистрации ионизующих излучений
№1754. Где больше длина пробега α-частицы: у поверхности Земли или в верхних слоях атмосферы?
№1755. Какого вида излучение регистрирует счетчик Гейгера, если радиоактивный препарат установлен на расстоянии 10 см от счетчика?
№1756. Сколько пар ионов образовалось в счетчике Гейгера (рис. 245), если емкость счетчика 24 пФ и если присоединенный к счетчику вольтметр показал уменьшение напряжения на 20 В?
№1757. Какие изменения могут произойти в работе счетчика Гейгера (см. рис. 245), если резистор сопротивлением R1, заменить другим резистором сопротивлением R2
№1758. Как должна быть направлена индукция магнитного поля, чтобы наблюдалось указанное на рисунке 246 отклонение частиц?
№1759. На рисунке 247 изображен трек электрона в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле. В каком направлении двигался электрон, если линии магнитной индукции поля идут от нас?
№1760. На рисунке 248 показаны треки двух частиц в камере Вильсона. Каков знак заряда частиц, если линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости чертежа и идут от читателя? Одинаковы ли массы частиц?
№1761. При естественном радиоактивном распаде энергия α-частиц и β-частиц почти одинакова. Почему же в камере Вильсона треки α-частиц короткие, а треки β-частиц настолько длинные, что полностью не вмещаются в камере? Почему концы треков α-частиц не прямолинейны?
№1762. Для какой цели камеру Вильсона иногда перегораживают слоем свинца?
№1763. На рисунке 249 показан трек положительно заряженной частицы в камере Вильсона. Частица прошла через слой свинца АВ. Как двигалась частица: сверху вниз или наоборот? Почему треки частиц, наблюдаемые в камере Вильсона, быстро исчезают?
Название темы: Энергия связи ядер. Ядерные реакции
№1764. Нейтрон сталкивается с неподвижным ядром атома водорода, атома углерода, атома свинца. Какую часть своей скорости потеряет нейтрон при ударе в каждом случае?
№1765. Для замедления быстрых нейтронов можно использовать, например, тяжелую воду или углерод. В каком из этих замедлителей нейтрон испытывает большее число столкновений, пока его скорость не снизится до тепловой?
№1766. Почему нейтроны легче проникают в ядра атомов, чем другие частицы?
№1767. Найдите энергию связи ядер 42He, 73Li, 2713Al.
№1768. Найдите энергию связи ядер 31Н и 32He. Какое из этих ядер более устойчиво?
№1769. Найдите удельную энергию связи ядра дейтерия.
№1770. Найдите удельную энергию связи ядер атомов следующих элементов и по полученным данным постройте диаграмму зависимости удельной энергии связи от массового числа:
№1771. Напишите ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора 115B α-частицами и сопровождаемую выделением нейтронов.
№1772. При бомбардировке изотопа алюминия 2713Al α-ча-стицами получается радиоактивный изотоп фосфора 3015P, который затем распадается с выделением позитрона. Напишите уравнения обеих реакций.
№1773. При бомбардировке ядер железа 5626Fe нейтронами образуется β-радиоактивный изотоп марганца с массовым числом 56. Напишите реакцию получения искусственного радиоактивного марганца и реакцию происходящего с ним β-распада.
№1774. При бомбардировке изотопа бора 105B α-частицами образуется изотоп азота-13. Какая при этом выбрасывается частица? Изотоп азота-13 являемся радиоактивным, дающим позитронный распад. Напишите уравнения реакций.
№1775. Ядро атома бора при бомбардировке быстрыми протонами распадается на три частицы, треки которых в камере Вильсона показаны на рисунке 250. Какие это частицы? Напишите уравнение ядерной реакции.
№1776. Ядерные реакции классифицируют по виду бомбардирующих ядро частиц. Какая бомбардирующая частица применялась в следующих реакциях:
№1777. Часто ядерные реакции записывают в виде X (а.b) V, где X — материнское ядро, V — дочернее ядро, а — частица, вызвавшая реакцию, b — частица, образовавшаяся в результате реакции. Запишите недостающие обозначения в следующих реакциях:
№1778. Найдите энергию, поглощенную или выделившуюся в результате реакций:
№1779. При облучении ядер бора-11 протонами получается бериллий-8. Какие еще ядра получаются в этой реакции и сколько энергии выделяется в этой реакции?
№1780. При облучении лития-7 протонами получается гелий-4. Напишите эту реакцию. Сколько энергии выделяется при такой реакции? Считая, что эта энергия распределяется поровну между двумя α-частицами, найдите их скорость. Начальную кинетическую энергию протона и ядра лития принять равными нулю.
№1781. Для того чтобы ядерные силы преодолели электростатическое отталкивание, два нейтрона должны сблизиться на расстояние 10-12 см. Рассчитайте значение кулонов-ского барьера.
№1782. До какой температуры должен быть нагрет дейтерий, чтобы средняя кинетическая энергия, приходящаяся на дейтон, составила 0,14 МэВ?
№1783. Рассчитайте энергию, выделяющуюся в следующих термоядерных реакциях:
№1784. При бомбардировке изотопа лития-7 протонами образуются две α-частицы. Энергия каждой α-частицы в момент их образования равна 9,15 МэВ. Какова энергия бомбардирующих протонов?
№1785. Найдите наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления ядерной реакции 2412Mg (γ, n).
№1786. Найдите наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления реакции разложения дейтона γ-лучами:
№1787. Какую массу воды можно нагреть от 0 °С до кипения, если использовать все тепло, выделяющееся при реакции 73Li (р, 42Не) при полном разложении 1 г лития?
№1788. Какая энергия выделится, если в результате реакции подвергаются превращению все ядра, находящиеся в 1 г алюминия? Какую энергию надо затратить, чтобы осуществить это превращение, если известно, что при бомбардировке ядра алюминия α-частицами с энергией 8 МэВ только одна α-частица из 2 • 106 частиц вызывает это превращение?
№1789. Какова электрическая мощность атомной электростанции, расходующей в сутки 220 г изотопа урана-235 и имеющей КПД, равный 25%?

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
Видео онлайн