Домашние задания по физике. 2 курс, 4 семестр

Домашнее задание по физике II курс, весенний семестр

Вариант 1.

1. Характеристическое рентгеновское излучение.

Л1§39; Л2§14.11

2. Электрон движется по окружности радиуса 0,5 см в однородном магнитном поле, напряженность которого 46 Э. Какова дебройлевская длина волны электрона?

3. Оценить из соотношения неопределенностей линейные размеры атомов и ядер, полагая величину энергии, связанной с неопределенностью импульса электронов в атомах и нуклонах в ядрах соответственно равной 10 эВ и 1 МэВ.

4. Может ли квадрат модуля волновой функции быть больше единицы и почему?

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 2.

1. Тормозное рентгеновское излучение.

Л1§8, 38

2. Определить частоту излучения линии H_ водорода.

3.Оценить значение средней плотности ядерного вещества атома урана-235.

4.Электрон находится внутри сферической частицы металла, объем которой 10 ^-6 см³, и имеет кинетическую энергию порядка 10 эВ. Найти, исходя из соотношения неопределенностей, относительную неточность скорости электрона.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Милковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 3.

1. Волны де Бройля.

Л1§18, 19; Л2§12.1,12.2,12.3; Л3§25.4

2. Определить момент импульса электрона и энергию атома в третьем возбужденном состоянии атома водорода.

3. Показать, что ядерная плотность примерно одинакова для всех веществ.

4. Написать уравнение Шредингера для атома гелия.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Милковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 4

1. Соотношение неопределенности Гайзенберга

Л1§18,20; Л3§25.4

2. В спектре атома водорода, получаемом с помощью дифракционной решетки с постоянной d, дифракционный максимум k-го порядка наблюдается под углом  и соответствует некоторой линии серии Лаймана. Определить номер уровня, с которого произошел упомянутый переход.

3. Определить массу ядра лития, если масса нейтрального лития равна 7,01601 а.е.м.

4. Электрон бомбардирует антикатод рентгеновской трубки. Граница сплошного рентгеновского спектра при этом равна 4нм. Найти длину волны де Бройля электрона.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 5.

1. Уравнение Шрёдингера.

Л1§23, Л2§12.7, Л3§26.3

2. Найти энергию первого уровня атома мюония (атом водорода, в котором электрон замещен мюоном – нестабильной частицей с зарядом, равным заряду электрона и массой 207 электронных масс).

3. Ядро азота ₇N¹⁴ захватило -частицу и испустило протон. Определить, какому элементу образовавшееся ядро соответствует.

4. Длина волны электрона составляет 39 пм. Какую ускоряющую разность потенциалов он прошел? Электрон релятивистский.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 6.

1.Квантовые числа.

Л1§24, 37; Л3§26.5, 26.6

2. Атом лития (энергия ионизации I = 5,4эВ) поглотил фотон с длиной волны =10^-7м, в результате чего внешний электрон покинул атом. Найти скорость электрона на большом расстоянии от иона лития.

3.Ядро бериллия захватило электрон из К - оболочки атома. Ядро какого элемента при этом образовалось?

4. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его длина волны была равна длине волны фотона с энергией 13,6 эВ?

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 7.

1. Принцип Паули.

Л2§14.3, 14.4; Л3§26.6

2. Найти скорость мюона на первом уровне атома мюония (атом водорода, в котором электрон замещен мюоном – нестабильной частицей с зарядом, равным заряду электрона и массой 207 электронных масс).

3. Покоящееся ядро радона ₈₆Ra²²⁰ испустило  - частицу. В какое ядро превратилось ядро радона?

4. Каков импульс электрона, если его длина волны совпадает с длиной волны фотона с импульсом 510^-19 кгм/с.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 8.

1. Туннельный эффект.

Л1§26; Л2§12.8

2. Оценить линейный размер позитрония, т.е. системы, состоящей из электрона и позитрона, вращающихся вокруг их общего центра масс.

3. Покоящееся ядро радона ₈₆Ra²²⁰ испустило  - частицу со скоростью 10 Мм/с. Какую скорость оно получило после этого?

4. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света. После этого радиус его орбиты стал равен 212 пм. Определить длину волны фотона.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 9.

1. Атом водорода по Бору.

Л1§28; Л2§14.1, 14.2; Л3§27.1

2. Найти число атомов радиоактивного элемента, распавшихся за первые сутки, если его начальная масса составляла 1кг, атомный вес равен 226, а период полураспада – 1590 лет.

3. Найти наименьшую и наибольшую частоты в серии Пашена атома водорода.

4. Электрон движется по окружности радиусом 0,3 см в однородном магнитном поле 10 мТл. Найти длину волны де Бройля электрона.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 10.

1. Постулаты Бора.

Л1§28; Л2§14.1, 14.2; Л3§27.1

2. Почему волновые свойства не наблюдаются для макрообъектов? Объяснить на основе проведенных Вами оценок.

3. Вычислить частоту и длину волны фотона, испускаемого ионом Ne⁺⁹ , при переходе его электрона с третьего возбужденного состояния в основное.

4. Какой изотоп образуется из ₉₂U²³⁸ после двух бета распадов и одного альфа распада?

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 11.

1. Атом водорода (согласно решению уравнению Шрёдингера).

Л1§28; Л2§14.1, 14.2; Л3§27.1

2. Сколько тепла (ккал) выделится в результате полного «сгорания» 1 кг ядерного горючего при протекании реакции термоядерного синтеза Li ⁶ + d = 2α

3. Вычислить частоту и длину волны фотона, испускаемого ионом Li⁺⁺ , при переходе его электрона с третьего возбужденного состояния во второе.

4. Длина волны микрочастицы меньше неопределенности ее координаты в 150 раз. Найти отношение неопределенности ее импульса к ее импульсу.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 12.

1. Эффект Штарка.

Д.В.Сивухин, Общий курс физики. Оптика. Т IV, 1985, §93.

2. Может ли дифракционная решетка с постоянной D = 10^-5 м и шириной w = 1 см

разрешить линии H_ и H_ атома водорода?

3. Определить энергию ионизации иона He⁺

4. Могут ли в ядре атома оказаться электроны? Ответ дать на основании оценки. Линейные размеры ядра Вам должны быть известны.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 13.

1. Эффект Зеемана.

Л1§34; Л2§14.9; Л3§27.1

2. При какой скорости микрочастицы ее дебройлевская длина волны равна ее комптоновской длине волны?

3. Определить энергию ионизации иона Ar⁺¹⁷

4. Какой изотоп образуется из ₅₁Sb¹³³ после одного бета распада?

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 14.

1. Спектральные серии атома водорода.

Л1§28.

2. Найти первый потенциал возбуждения однократно ионизованного атома гелия.

3. Определить активность фосфора P³² массой 12 мг.

4. Оценить относительную ширину спектральной линии, если известны ее длина волны и время жизни соответствующего верхнего возбужденного состояния.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 15.

1. Электронный парамагнитный резонанс.

Л1§35; Л2§14.10; Л3§27.3

2. Найти первый потенциал возбуждения двукратно ионизованного атома лития.

3. Найти энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре ₈О¹⁶.

4. Определить, с какой точностью может быть определена координата электрона, энергия движения которого равна 0,5 кэВ.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.

Л3. Астахова А.В., Широков Ю.М., "Курс физики", т.2, М: "Наука", 1980

Вариант 16.

1. Строение молекул.

Л1§39; Л2§15.1 – 15.6.

2. Определить, сколько уровней энергии атома водорода содержится в интервале энергий между основным состоянием и E = 8 эВ.

3. Альфа-частица налетает на покоящееся ядро массой М со скоростью v₀ <<c и рассеивается под углом  к направлению своего первоначального движения. Определить кинетическую энергию отдачи ядра.

4. Микрочастица движется со скоростью v, ee масса покоя равна m. Найти ее длину волны . Рассмотреть релятивистский и нерелятивистский случаи.

Литература

Л1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3, М.: "Наука", 1979

Л2. Детлаф А.А., Яворский В.М., Малковская Л.Б. "Курс общей физики", т.3, "Высшая школа",1979.