Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
18.4.4. Длина волны рентгеновских лучей после комптонов-ского рассеяния увеличилась с A1 = 2 нм до A2 = 2,4 пм. Найдите энергию электронов отдачи.
18.4.5. Рентгеновские лучи с длиной волны A = 5 пм рассеиваются под углом 01 = 30°, а электроны отдачи движутся под углом 02 = 60° к направлению падающих лучей. Найдите: а) импульс электронов отдачи; б) импульс фотонов рассеянных лучей.
• 18.4.6. Фотон с энергией E = 0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом 0 = 60°. Принимая, что до соударения с фотоном скорость электрона была мала, определите: а) энергию рассеянного фотона; б) кинетическую энергию электрона после соударения с фотоном; в) направление движения электрона.
Ч А С Т Ь 5 АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Глава 19. АТОМНАЯ ФИЗИКА
19.1. Строение атома
19.1.1. Сколько электронов входит в состав атома: кислорода, калия, свинца, актиния?
19.1.2. Радиус первой орбиты электрона в атоме водорода T1 = 0,5 • 10-8 см, а радиус ядра r2 = 5^ 10 14 см. Во сколько раз радиус атома больше радиуса ядра? Если ядро увеличить до размеров вишни (Гз = 1 см), то каким станет радиус ядра?
19.1.3. Какой процент от массы нейтрального атома радия составляет масса его электронной оболочки?
19.1.4. На какое наименьшее расстояние а-частица, скорость которой v = 1,6 • 106 м/с, может приблизиться к неподвижному ядру цезия, двигаясь по прямой, проходящей через центр ядра?
19.1.5. Вычислите согласно модели Томсона радиус атома водорода, если энергия ионизации атома E = 13,6 эВ.
• 19.1.6. Рассчитайте постоянную Ридберга, пользуясь теорией Бора.
19.2. Строение атома водорода согласно теории Бора
• 19.2.1. Найдите радиусы гп трех первых боровских электронных орбит в атоме водорода и скорости vn электрона на них.
19.2.2. На какое расстояние смещается в радиальном направлении электрон, переходя со второй на пятую боровскую орбиту атома водорода?
19.2.3. С какой силой притягивается к ядру атома водорода электрон, находящийся на га-й боровской орбите? Во сколько раз эта сила больше при нахождении электрона на первой орбите, чем на второй?
19.2.4. Найдите напряженность электрического поля ядра атома водорода на га-й боровской орбите. Во сколько раз отличаются напряженности на первой и третьей боровских орбитах атома водорода?
19.2.5. Определите импульс электрона на га-й орбите атома водорода. Во сколько раз и как изменится импульс электрона, если он перейдет со второй орбиты на третью?
389
19.2.6. Определите частоту обращения электрона в атоме водорода на n-й боровской орбите. Во сколько раз изменится частота обращения электрона при его переходе с первой орбиты на третью?
19.2.7. Рассчитайте согласно теории Бора для любого состояния атома водорода центростремительное ускорение электрона в атоме. Найдите это ускорение электрона на второй боровской орбите.
19.2.8. Определите силу тока, обусловленного движением электрона по второй боровской орбите.
19.2.9. Рассчитайте согласно теории Бора для любого состояния атома водорода потенциальную энергию электрона в атоме. На какой орбите потенциальная энергия электрона в атоме будет минимальной? Чему она равна?
19.2.10. Рассчитайте согласно теории Бора для любого состояния атома водорода кинетическую энергию электрона в атоме. Найдите кинетическую энергию электрона на второй боровской орбите.
19.2.11. Сравните кинетическую энергию электрона в атоме на n-й орбите с модулем потенциальной энергии электрона на той же орбите.
19.2.12. Рассчитайте согласно теории Бора для любого состояния атома водорода полную энергию электрона в атоме. На какой орбите полная энергия электрона в атоме минимальна? Чему она равна?
19.2.13. Сравните кинетическую энергию электрона в атоме водорода на n-й орбите с полной энергией электрона на этой же орбите.
19.2.14. Насколько изменится потенциальная энергия электрона, переходящего в атоме водорода с первой на четвертую боровскую орбиту? Во сколько раз изменится его кинетическая энергия при обратном переходе на первую орбиту?
19.3. Водородоподобные атомы
19.3.1. Найдите радиус n-й боровской орбиты электрона и его скорость на ней для двукратно ионизированного атома лития Li2+.
19.3.2. Определите круговую частоту обращения электрона на n-й орбите водородоподобного иона. Вычислите данную величину для иона лития Li2+ при n = 2.
19.3.3. Электрон вращается вокруг ядра с зарядом +Ze по круговой орбите. Используя второй закон Ньютона и правило квантования Бора, найдите потенциальную энергию электрона как функцию квантового числа n.
19.3.4. Определите кинетическую энергию электрона на n-й орбите водородоподобного иона. Вычислите данную величину для иона гелия при n = 2.
390
19.3.5. Электрон движется по круговой орбите вокруг ядра с зарядом +Ze. Используя второй закон Ньютона и правило квантования Бора, найдите энергию электрона как функцию квантового числа n. Вычислите ее для иона гелия при n = 3.
• 19.3.6. Если в атоме водорода заменить электрон отрицательным р-мезоном, то образуется система, которую называют мезоатомом. Пользуясь теорией Бора, определите скорость и радиус орбиты р-мезона в мезоатоме, находящемся в основном состоянии. Масса р-мезона m = 1,88 ¦ 10-28 кг, а его заряд равен заряду электрона.
