irodov_i.e._zadachi_po_obshchey_fizike_(3-_e_izdanie_2001_447str) (852010), страница 51
Текст из файла (страница 51)
5.202. Найти с помощью правил Хунда магнитный момент основного состояния атома, незамкнутая подоболочка которого заполнена ровно наполовину пятью электронами. 5.203. Валентный электрон атома натрия находится в состоянии с главным квантовым числом в = 3, имея при этом максимально возможный полный механическии момент. Каков его магнитный момент в этом состоянии? 5204. Возбужденный атом имеет электронную конфигурацию 1з 2з~2РЗЫ и находится при этом в состоянии с максимально г возможным полным механическим моментом. Найти магнитный момент атома в этом состоянии. 276 5205.
Найти полный механический момент атома в состоянии с Я 3/2 и Ь 2, если известно, что магнитный момент его равен нулю. 5206. Некоторый атом находится в состоянии, для которого Я 2, полный механический момент М=В~Г2, а магнитный момент равен нулю. Написать спектральный символ соответствующего терма. 5.207. Атом в состоянии гР находится в слабом магнитном поле с индукцией В = 1,0 кГс. Найти с точки зрения векторной модели угловую скорость прецессии полного механического момента этого атома.
5208. Атом в состоянии зР,„находится на оси витка радиуса г=5,0 см с током 1= 10 А. Расстояние между атомом и центром витка равно радиусу последнего. Найти силу, действующую на атом. 5.209. Атом водорода в нормальном состоянии находится на расстоянии г =2,5 см от длинного прямого проводника с током 1= 10 А.
Найти силу, действующую на атом. 5.210. Узкий пучок атомов ванадия в основном состоянии ~г пропускают по методу Штерна и Герлаха через поперечное резко неоднородное магнитное поле протяженностью 1, 5,0 см. Расщепление пучка наблюдают на экране, отстоящем от магнита на расстояние ~ 15 см. Кинетическая энергия атомов К-22 мэВ. При каком значении градиента индукции В магнитного поля расстояние между крайними компонентами расщепленного пучка на экране будет составлять х=2,0 мм? 5.211. На сколько подуровней расщепится в слабом магнитном поле терм: а) 'Ро, б) Рзд' в) 'Ц„1 5212, Атом находится в слабом магнитном поле с индукцией В ~2,50 кГс.
Найти полную величину расщепления в электронвольтах следующих термов: а) 'П; б) зР'. 5213. Какой эффект Зеемана (простой, сложный) обнаруживают в слабом магнитном поле спектральные линии, обусловленные следующими переходами: а) Р В б) 3йз Рзд в) 11ь Ро г) уз Н4 ! 5.214. Определить спектральный символ синглетного герма атома, если полная ширина расщепления этого герма в слабом магнитном поле с индукцией В 3,0 кГс составляет Ь Е 104 мкэВ.
27в 5215. Известно, что спектральная линия А = 612 нм обусловлена переходом между синглетными термами атома. Вычислить интервал ЬА между крайними компонентами этой линии в магнитном поле с индукцией В = 10,0 кГс. 5216. Найти минимальное значение индукции В магнитного поля, при котором спектральным прибором с разрешающей способностью 1181 = 1,0 10~ можно разрешить компоненты спектральной линии А = 536 нм, обусловленной переходом между синглетными термами. Наблюдение ведут перпендикулярно магнитному полю. 5217.
Спектральная линия, которая обусловлена переходом ~17, - Р„, испытывает расщепление в слабом магнитном поле. При наблюдении перпендикулярно направлению магнитного поля интервал между соседними компонентами зеемановской структуры линии составляет Ь и = 1,32 10'~ с'. Найти индукцию В магнитного поля в месте нахождения источника. 5.218. При наблюдении некоторой спектральной линии в слабом магнитном поле с индукцией В =1,90 кГс обнаружили, что она представляет собой триплет, интервал между крайними компонентами которого Ьи =5,0 10'~ с'. Одно из состояний, между которыми происходит переход, соответствующий данной линии, есть 11 .
Найти его мультиплетность, 5219. Некоторая спектральная линия„которая обусловлена переходом в ~Янз-состояние, расщепилась в слабом магнитном поле на шесть компонент. Написать спектральный символ исходного терма. 5220. Длины волн дублета желтой линии натрия ( *Р - ~Я) равны 589,59 и 589,00 нм. Найти: а) отношение интервалов между соседними подуровнями зеемановского расщепления термов Р,, и Роа в слабом магнитном поле; б) индукцию В магнитного поля, при которой интервал между соседними подуровнями зеемановского расщепления терма 'Р, будет в л =50 раз меньше естественного расщепления терма ~Р.
5,221, Изобразить схему возможных переходов в слабом магнитном поле между термами Рп, и ~Я, . Вычислить для пз' магнитного поля В =4,5 кГс смещения (Ьм,с ') зеемановских компонент этой линии. 5222. Одну и ту же спектральную линию, испытывающую сложный эффект Зеемана, наблюдают в направлении 1, а также 277 в направлении 2 — после отражения от зеркала 3 (рис.
5.12). Сколько компонент будет наблюдаться в обоих направлениях, если спектральная линия обусловлена переходом: а) 2Р 2с б) 2Р 25 2 Ц2 Ц2' 2 1 5223. Вычислить полное расигепление 1Щ~~','.ФЛ 4,А~ЯМ Ьи спектральной линии 211 2Р2 в слабом магнитном поле, индуй1ия которого В =3,4 кГс. 5 ~с~ .. 2 5.224. Определить угловую скорость ~~;;Т;.;;.,;л вращения молекулы Я на первом возбуж- ~ 5,,",~,~ денном вращательном уровне. 5.225.
Найти для молекулы НС1 вращательные квантовые числа двух соседних уровней, разность энергий которых равна 7,86 мэВ. 5226. Найти механический момент молекулы кислорода, вращательная энергия которой Е-2,16 мэВ. 5227. Для двухатомной молекулы известны интервалы между тремя последовательными вращательными уровнями ЬЕ, 0,20 мэВ и ЬЕ2 =0,30 мэВ.
Найти вращательное квантовое число среднего уровня и соответствующий момент инерции молекулы. 5228. Двухатомная молекула с моментом инерции, равным 1 1,16 10 и г см', находится в состоянии с вращательной энергией Е = 1,8 мэВ. Найти частоту и фотона 1принадлежащего чисто вращательному спектру), который может испустить данная молекула при переходе из этого состояния. 5229. Показать, что интервалы часгот между соседними спектральными линиями чисто вращательного спектра двухатомной молекулы имеют одинаковую величину. Найти момент инерции и расстояние между ядрами молекулы СН, если интервалы между соседними линиями чисто вращательного спектра этих молекул Ьь2 5,47 10'2 с '. 5230.
Найти для молекулы НГ число вращательных уровней, расположенных между нулевым и первым возбужденныл2 колебательными уровнями, считая вращательные состояния не зависящими от колебательных. 5231. Оценить, сколько линий содержит чисто вращательный спектр молекул СО, момент инерции которых равен 1=1,44'10 22 г ° см 2. 5323.
Найти для двухатомной молекулы число чисто вращательных уровней на единичный интервал энергии вФ/ИЕ в зависимости от вращательного квантового числа г и 27В вращательной энергии Е. Вычислить эту величину для молекулы Иода при г 10. 5,233. Найти отношение энергий, которые необходимо затратить для возбуждения двухатомной молекулы на первый колебательный и первый вращательный уровни. Вычислить это отношение для следующих молекул: а) Нз~ б) Н1; в) 1з. $234. В середине колебательно-вращательной полосы спектра испускания молекул НС1, где отсутствует "нулевая" линия, запрещенная правилом отбора, интервал между соседними линиями бы = 0,79 10'з с'.
Вычислить расстояние между ядрами молекулы НС1. 323$. Вычислить длины волн красного и фиолетового спутников, ближайших к несмещенной линии, в колебательном спектре комбинационного рассеяния молекул Ря, если длина волны падающего света Ав =404,7 пм. 5236. Найти собственную частоту колебаний и коэффициент квазиупругой силы молекулы Зз, если в колебательном спектре комбинационного рассеяния света длины волн красного и фиолетового спутников, ближайших к несмещенной линии, равны 34б,б и 330,0 нм. Б.б.
Ядро атома. Радиоактивность а Нуклид — атом с определенным ядром (например, нуклиды С и Мй). Нуклиды с одинаковым порядковым немеем 2 и разными массовыми числами Л называкгт изотопами (например, Со и Со). ° радиус ядра с массовым числом Л: й- 1,5',Гл, фм. (5.5 а) в Энергия связи ядра: Е„= 2ан (Л - У)а„- М, (5.5 б) где и„, а„н М вЂ” массы нуклида водорода 'Н, нейтрона и нуклида, соответствугопзего данному ядру.
Для расчетов удобнее пользоваться формулой зз И ( )~» (5.5 в) где Ьн, а„и Ь вЂ” избытки массы соответствукядего нуклида (Ь =М-Л, где М вЂ” масса нуклида в а.е.м.). ° Основной закон радиоактивного распада: й(=й( еяр (-Аг). (55 г) 279 ° Связь между постоянной распада ц средним временем жизни т и периодом полураспада Т: (5.5 д) 2 Цт, т Т/)н2. ° Активность: л !ЫХ/ое! кХ. и удельная активность — зто активность единицы массы вещества. (55 е) 2во 5237. Оценить с помощью формулы (5.5а) плотность ядра, а также число нуклонов в единице объема ядра.
5238. Найти энергию связи ядра, которое имеет одинаковое число протонов и нейтронов, а радиус, в полтора раза меньший радиуса ядра "А1. 5,239. Найти с помощью табличных значений масс нукпидов: а) среднюю энергию связи на один нуклон в ядре "О; б) энергию связи нейтрона и а-частицы в ядое иВ; в) энергию, необходимую для разделения ядра 'О на четыре одинаковые частицы. 5240. Определить разность энергий связи нейтрона и протона в ядре пВ.
Объяснить причину их различия. 5.241. Вычислить энергию, необходимую для разделения ядра "Хе на две а-частицы и вдето пС, если энергии связи на один нуклон в ядрах "Хе, 4Не и 'С равны 8,03, 7,07 и 7,68 МэВ. 5.242. Вычислить массу в а.е.мд а) нуклида кЫ, энергия связи ядра которого 41,3 МэВ; б) ядра пС с энергией связи на один нуклон 6,04 МэВ. 5.243. Зная постоянную распада 1 ядра, определить: а) вероятность, что оно распадается за время от 0 до г; б) его среднее время жизни т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
