Домашняя контрольная работа №8 по физике часть IV

«УТВЕРЖДАЮ»

зав. кафедрой ИТ-3

проф., д.ф.-м.н. Беланов А.С.

«25» ноября 2006 г.

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №8 ПО ФИЗИКЕ

ЧАСТЬ IV

(Указания к выполнению и варианты заданий)

Указания к выполнению и выбору варианта задания

1. Домашняя контрольная работа состоит из 10 задач.

2. Домашняя контрольная работа выполняется в отдельной тетради.

3. На обложке тетради укажите номер группы, факультет, номер студенческого билета и ФИО студента.

4. Вариант задания соответствует последней цифре номера студенческого билета.

5. Номера задач для каждого из вариантов приведены в следующей таблице.

1. Каждую задачу оформите следующим образом:

   1. Запишите условие задачи с переводом всех величин в СИ.

   2. Выпишите все необходимые закономерности, относящиеся к данной задаче (если необходимо, сначала в векторной, а затем в скалярной форме).

   3. Окончательный результат выделите в виде ответа.

Условия задач можно получить в электронном виде на кафедре физики.

Задачи для домашней контрольной работы по физике №8, Часть Iv

1. Пользуясь классическим законом равномерного распределения энергии по степеням свободы, вычислить удельную теплоемкость: 1) железа; 2) алюминия. Молярные массы этих веществ равны 55,85 г/моль (Fe) и 26,98 г/моль (Al).

2. Найдите максимальную кинетическую энергию свободных электронов в некотором веществе при Т=0К, если их концентрация равна 1,75*10²² см^-3.

3. Найдите максимальную кинетическую энергию свободных электронов в некотором веществе при Т=0К, если их концентрация равна 4,45*10²⁰ см^-3.

4. Вычислить энергию Ферми электронного газа в металлическом натрии при Т=0К, если концентрация свободных электронов в нем равна 2,5*10²² см^-3.

5. Вычислить дебаевскую температуру некоторого металла, если скорость распространения звука в нем равна 5850м/с.

6. Вычислить скорость распространения звука в меди, если ее дебаевская температура 330К.

7. Вычислить скорость распространения звука в серебре, если ее дебаевская температура 330К.

8. Вычислить энергию нулевых колебаний одного кубического сантиметра меди, если ее дебаевская температура 330К.

9. Вычислить дебаевскую температуру некоторого металла, если скорость распространения звука в нем равна 3230 м/с.

10. Оцените максимальное значение энергии фотона в меди, если дебаевская температура меди равна 330К.

11. Германиевый образец нагревают от 0 до 17С. Принимая ширину запрещенной зоны германия 0,72эВ, определить, во сколько раз возрастет его удельная проводимость.

12. При увеличении температуры собственного полупроводника от 17 до 47С его сопротивление уменьшилось в полтора раза. Определить ширину запрещенной зоны (в эВ) этого проводника.

13. Сопротивление германиевого образца при температуре 17С 50кОм. Каково будет сопротивление этого образца при температуре 47С? Ширина запрещенной зоны германия 0,72эВ.

14. Определить ширину запрещенной зоны (в эВ) собственного полупроводника, если при температурах Т₁ и Т₂ (Т₁ < Т₂) его сопротивления соответственно равны R₁ и R₂.

15. Сопротивление германиевого образца при температуре 17С –– 100кОм. При какой температуре сопротивление этого образца будет равно 80кОм? Ширина запрещенной зоны германия 0,72эВ.

16. При увеличении температуры кремниевого образца в 1,1 раза его проводимость увеличилась в 2 раза. Определить начальную температуру образца. Ширина запрещенной зоны кремния 1,1эВ.

17. При увеличении температуры собственного полупроводника от 17 до 47С его проводимость увеличилась в 3 раза. Определить ширину запрещенной зоны (в эВ) этого проводника.

18. Сопротивление кремниевого образца при температуре 17С –– 50кОм. При какой температуре сопротивление этого образца будет равно 40кОм? Ширина запрещенной зоны кремния 1,1эВ.

19. Определить ширину запрещенной зоны (в эВ) собственного полупроводника, если при температурах Т₁ и Т₂ (Т₁ < Т₂) его проводимости соответственно равны γ₁ и γ₂.

20. При увеличении температуры кремниевого образца в 1,3 раза его проводимость увеличилась в 3 раза. Определить начальную температуру образца. Ширина запрещенной зоны кремния 1,1эВ.

21. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время, равное 2 периодам полураспада.

22. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если четверть начального количества ядер этого изотопа распалось за время 1000с.

Задачи для домашней контрольной работы по физике №8, Часть Iv

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

2. Определить постоянную радиоактивного распада изотопа, если четверть начального количества ядер этого изотопа распалось за 3000с.

3. Период полураспада радиоактивного изотопа составляет 2 суток. Определить время, за которое распадется 1/4 начального количества ядер изотопа.

4. Определить, во сколько раз начальное количество ядер уменьшится за 3 года, если за 1 год оно уменьшилось в 4 раза.

5. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа останется через время, равное 2 периодам полураспада.

6. Определить постоянную радиоактивного распада изотопа, если через время 1000с осталась половина количества ядер этого изотопа.

7. Постоянная радиоактивного изотопа составляет 10^-2 с. Определить время, через которое останется 1/3 количества ядер изотопа.

8. Постоянная радиоактивного изотопа составляет 10^-1 с. Определить время, через которое останется 1/4 количества ядер изотопа.

9. Радиоактивный изотоп технеция был получен в результате реакции: Какая частица получается в результате реакции?

10. Написать недостающее обозначение в ядерной реакции:

11. Каков состав ядра, образовавшегося в результате α-распада и β^--распада ?

12. Написать недостающее обозначение в ядерной реакции:

13. Каков состав ядра, образовавшегося в результате α-распада и β^--распада ?

14. Определить, какой элемент превращается в после двух α- и одного β^--распада.

15. Укажите второй продукт ядерной реакции:

16. Назвать пропущенную частицу в ядерной реакции: .

17. Каков состав ядра, образовавшегося в результате α-распада и двух β^—распадов ?

18. Каков состав ядра, образовавшегося в результате α-распада и β^--распада ?

19. Вычислить в а.е.м. дефект массы ядра трития (m_р=1,00728 а.е.м., m_n = 1,00866 а.е.м., m_я = 3,01605 а.е.м.).

20. Определить удельную энергию связи (энергию, отнесенную к одному нуклону) ядра гелия . Масса атома гелия 6,647*10^-27 кг, масса покоя протона 1,672*10^-27 кг, масса покоя нейтрона 1,675*10^-27 кг.

21. Определить удельную энергию связи (энергию, отнесенную к одному нуклону) ядра углерода . Масса атома углерода 19,9272*10^-27 кг, масса покоя протона 1,672*10^-27 кг, масса покоя нейтрона 1,675*10^-27 кг.

22. Какая энергия необходима, чтобы разделить ядро на 3 α-частицы? Масса атома углерода 19,9272*10^-27 кг, масса атома гелия 6,6474*10^-27 кг.

Задачи для домашней контрольной работы по физике №8, Часть Iv

1. Какая энергия выделяется в результате ядерной реакции , если масса ядра атома трития равна 5,0084*10^-27 кг, а α-частицы и протона соответственно 6,6474*10^-27 кг и 1,672*10^-27 кг.

2. Какая энергия выделяется в результате слияния двух атомов трития (5,0084*10^-27 кг), если в результате реакции образуется α-частица (6,6474*10^-27 кг) и два нейтрона.

3. Какой минимальной относительной скоростью должны две α-частицы (6,6474*10^-27 кг), чтобы между ними могла произойти ядерная реакция с образованием ядра (11,65*10^-27 кг) и протона.

4. Определите энергию, выделяющуюся при термоядерном синтезе ядра (11,65*10^-27 кг) из ядер (5,0084*10^-27 кг) и (6,6474*10^-27 кг).

5. Какая энергия может выделиться при слиянии двух ядер (11,65*10^-27 кг), если в результате реакции образуется ядро (19,9272*10^-27 кг) и 2 нейтрона.

6. Определите массу ядра атома , если в процессе ядерной реакции: выделяется 14,99МэВ энергии. Масса ядра азота 24,909*10^-27 кг, а ядра атома трития 5,0084*10^-27 кг.