Практический курс физики. Квантовая физика. Элементы физики твёрдого тела и ядерной физики (1013875), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Чем объясняется тот факт, что иногда к границам серийпримыкает непрерывный спектр?3.43. Квант света с энергией ε = 15 эВ выбивает фотоэлектрон изатома водорода, находящегося в основном состоянии. С какойскоростью движется электрон вдали от ядра?3.44. Вычислить изменение длины волны фотона, котороевозникает вследствие отдачи атома водорода при излучении. Какуюскорость приобретает атом водорода при переходе электрона изсостояния с n = 2 в состояние с n = 1?3.45. Газ, состоящий из атомов водорода, находится притемпературе Т = 3000 К.
Определить отношение числа атомов всостоянии с n = 3 к числу атомов в состоянии с n = 2.3.46. Определить квантовые числа энергетических уровнейводородоподобных ионов, переходы между которыми соответствуюттем же спектральным линиям, что и линии серии Лаймана атомарноговодорода.3.47. Однократно ионизированный атом гелия находится восновном состоянии. Может ли квант света, соответствующийпереходу между первыми двумя энергетическими уровнями вдвукратно ионизированном атоме лития, вырвать электрон из данногоиона гелия? Ответ обосновать.3.48. Квант света, возникающий при переходе между первымидвумя энергетическими уровнями в однократно ионизированноматоме гелия, вырывает фотоэлектрон из атома водорода, которыйнаходится в основном состоянии.
Найти скорость этого электронавдали от ядра атома водорода.3.49. Систему, состоящую из электрона и позитрона, движущихсявокруг общего центра инерции, называют позитронием. Вычислитьрасстояние между электроном и позитроном в состоянии снаименьшей энергией, а также ионизационный потенциалпозитрония. Позитрон имеет массу, равную массе электрона, норавный по величине и противоположный по знаку заряд.3.50. Мезоатом водорода отличается от обычного атома водородатем, что вместо электрона в нем движется мезон, имеющий тот жезаряд, но массу в 210 раз большую. Вычислить для мезоатома89водорода расстояние между мезоном и ядром для основногосостояния и длину волны, соответствующую резонансному переходу.Сравнить полученные значения с аналогичными величинами дляобычного атома водорода.3.51.
Вычислить для мезоатома водорода постоянную Ридберга,потенциал резонансного возбуждения и ионизационный потенциал,имея в виду, что масса мезона в 210 раз больше массы электрона.3.52. Определить возможные значения изменения орбитальногомомента импульса электрона в атоме водорода при испускании имспектральной линии с длиной волны λ = 1281,8 нм. Известно, чтоданная линия принадлежит серии Пашена (n = 3)3.53. Электрон в атоме находится вf - состоянии.
Найтиорбитальный момент импульсаL электрона и максимальноеLZmax на направлениезначение проекции момента импульсавнешнего магнитного поля.3.54. Вычислить полную энергию E, орбитальный моментимпульса L и орбитальный магнитный момент μ электрона,находящегося в 2p - состоянии в атоме водорода.3.55.
Атом водорода перешел из возбужденного состояния восновное, испустив квант света. Найти возможные значения полногомомента импульса электрона в исходном состоянии.3.56. Электрон в атоме находится в состоянии с n = 3. В рамкахвекторной модели атома определить наименьший возможный уголмежду орбитальным и спиновым моментами импульса электрона.3.57.
Электрон в атоме находится в p - состоянии. Используявекторную модель атома определить возможные углы междуорбитальным и спиновым моментами импульса электрона.3.58. Электрон в атоме находится в состоянии с n = 4, причеммомент импульса электрона имеет наибольшее возможное значение.Определить наименьший угол, который может составить моментимпульса с осью Z.3.59. Узкий пучок атомов водорода пропускается в опыте Штерна иГерлаха через поперечное неоднородное (dB/dz =2 кTл/м) магнитноеполе протяженностью l = 8 см. Скорость атомов водорода v = 4 км/с.Найти расстояние между компонентами расщепленного пучка навыходе его из магнитного поля.
Атомы водорода в пучке находятся восновном состоянии.3.60. Орбитальный магнитный момент электрона в атоме равенμl = 0,413·10-22Дж/Тл. Определить орбитальное квантовое число lэлектрона.903.61. Атомводорода, находясь в основном состоянии, поглотилквант света с энергией ε = 10,2эВ. Определить изменениеорбитального момента импульса электрона. Записать электроннуюконфигурацию атома в конечном состоянии.3.62. Используявекторную модель атома, определитьнаименьший угол, который может составлять орбитальный моментимпульса электрона с направлением внешнего магнитного поля.Электрон находится в d - состоянии.3.63. Электрон в атоме находится в состоянии с n = 4, причемполный момент импульса электрона максимален.
Используявекторную модель, определить угол между орбитальным и полныммоментами импульса.3.64.. Атом водорода перешел в основное состояние, испустивквант света с длиной волны λ = 97,2 нм. Определить: а) кратностьвырождения исходного энергетического уровня; б) возможныезначения момента импульса электрона в исходном состоянии.3.65. Атом водорода в основном состоянии помещен в магнитноеполе с индукцией В = 0,5 Тл. Определить потенциальную энергиюатома в магнитном поле.3.66.
Электрон в атоме находится в p - состоянии. Вычислитьвозможные значения среднего по времени магнитного моментаэлектрона (в магнетонах Бора).3.67. Определить возможные значения проекции моментаимпульса L орбитального движения электрона в атоме водорода нанаправление внешнего магнитного поля (в d - состоянии).3.68.. Вычислить момент импульса L орбитального движенияэлектрона, находящегося в атоме: 1) в S - состоянии; 2) в Pсостоянии.3.69. Используя принцип Паули, указать, какое максимальноечисло электронов в атоме могут иметь одинаковые следующиеквантовые числа: 1) n, l, m, mS 2) n, l, m 3) n, l 4) n.3.70.
Определить число возможных состояний электрона в атомеводорода при n = 4. Перечислить эти состояния.3.71. Электрон в атоме находится в р-состоянии. Используявекторную модельr атома, определить углы, которые можетсоставлять вектор L с осью Z.3.72. Указать число электронов в M- оболочке, которые имеютодинаковые квантовые числа: а) mS = +1/2; б) ml = -2; в) mS = -1/2 иml = 0; г) mS = +1/2 и l = 2.913.73.
Найти число электронов в атоме, у которого заполнены K и Lоболочки, 3s- подоболочка и наполовину 3p- подоболочка. Написатьэлектронную конфигурацию атома.3.74. Найти число электронов в атоме, у которогоL - , M - оболочки, 4s-, 4p- и 4d- подоболочки.3.75. СколькозаполненыK -,электронов в атоме натрия имеют одинаковыеквантовые числа: а) ml = 0, б) l = 1, mS = +1/2. Атом находится восновном состоянии..3.76. Какая относительная часть атомов водорода находится всостоянии с главным квантовым числом n = 2 при Т = 3000 К?3.77. Определить отношение числа атомов газообразного натрия всостоянии 3P к числу атомов в основном состоянии при температуреТ = 2400 К.
Переходу 3P→3S соответствует длина волны λ = 589 нм.3.78. Определить отношение населенности двух уровней рабочеговещества лазера при температуре t = 27ºC, если переходу междуэтими уровнями соответствует длина волны λ = 694 нм. Кратностьвырождения уровней принять равной единице.3.79. Определить отношение числа атомов газообразного лития всостоянии 2Р к числу атомов в основном состоянии при Т = 3000 К.Длина волны резонансной линии (2Р→2S) λ = 670,8 нм.3.80. Определить разность энергий связи электрона в K и Lоболочках в атоме ванадия. Поправки для K и L оболочек принятьравными а1 = 1 и а2 = 7,4 соответственно.3.81.
С каких элементов периодической системы следует ожидатьпоявления K - и L - серий характеристического рентгеновскогоспектра?3.82. Вычислить минимальное напряжение на рентгеновскойтрубке с антикатодом из вольфрама, при котором появится K серия.3.83.
При облучении криптона рентгеновским излучением с длинойволны λ = 65 пм вырывается электрон из K - оболочки. Определитькинетическую энергию вырванного электрона.3.84. Вычислить магнитный момент атома с одним валентнымэлектроном в S - состоянии (в магнетонах Бора).3.85. Вычислить множитель Ланде для атома с одним валентнымэлектроном в P - и D – состояниях.3.86. Определить возможные значения магнитного момента,обусловленного орбитальным движением электрона в возбужденноматоме водорода, если энергия возбуждения равна Е = 12,09 эВ.923.87. Найти момент инерции молекулы СН и расстояние между ееядрами, если частотные интервалы между соседними линиями чистовращательного спектра Δω = 5,50 ⋅ 1012 c −1 .3.88.
Найти для молекулы HCl вращательные квантовые числадвух соседних уровней, разность энергий которых ΔЕ = 7,86 мэВ.Расстояние между ядрами в молекуле HCl равно d = 1,275 ⋅ 10 −10 м .3.89. При переходе между двумя соседними вращательнымииспустился квант с частотоймолекулы СН−1ω = 1,64 ⋅ 10 c . Найти угловую скорость вращения молекулы наисходном вращательном уровне. Расстояние между ядрами вмолекуле СН равно d = 1,12 ⋅ 10 −10 м .уровнями133.90. Найти момент импульса молекулы кислорода, вращательнаяэнергия которой Е = 2,16 мэВ. Расстояние между ядрами в молекулеО2 равно d = 1,207 ⋅ 10 −10 м .3.91.
Расстояние между ядрами в молекуле СО равноd = 1,128 ⋅ 10 −10 м . Найти интервал частот между соседними линиямичисто вращательного спектра молекулы СО.3.92. Для молекулы N2 найти изменение вращательной энергиипри переходе с третьего вращательного уровня на второй.Расстояние между ядрами в молекуле N2 равно d = 1,10 ⋅ 10 −10 м .3.93.
Для молекулыNO найти температуруТ, при которойсредняя энергия поступательного движения молекулы равна энергии,необходимой для возбуждения ее на первый возбужденныйвращательный уровень. Расстояние между ядрами в молекуле NOравно d = 1,15 ⋅ 10 −10 м .3.94. Найти изменение момента импульса молекулы азота прииспускании спектральной линии с длиной волны λ = 1250 мкм ,принадлежащей чисто вращательному спектру. Расстояние междуядрами в молекуле N2 равно d = 1,10 ⋅ 10 −10 м .3.95. Длины волн двух соседних спектральных линий в чистовращательном спектре молекулы HCl равны λ1 = 117 мкм иλ 2 = 156 мкм . Вычислить момент инерции молекулы HCl.3.96.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
