Физика-11кл-Мякишев-Буховцев-2003-ГДЗ (991549), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На большом расстоянии отm = 6,7 ⋅ 10-27 кгядра олова α – частица обладает толькоqα = 2 екинетической энергией:e = 1,6 ⋅10-19 КлqSn = 50 emυ2W=kН ⋅ м22k = 9⋅ 109Клrmin – ?На минимальном расстоянии сближения скорость α – частицыравна 0, и частица обладает только потенциальной энергией Кулоновского взаимодействия с ядром:q qW p = qα ϕSn = k α Sn .rminСогласно закону сохранения энергии:mυ 2 kqα qSn=;rmin2rmin =rmin =2kqα qSn200ke 2=,2mυmυ 2200 ⋅ 9 ⋅109 ⋅ (1, 6 ⋅10−19 )6, 7 ⋅10−27⋅(Ответ: rmin ≈ 6,9 ⋅10-14 м.№ 3.Дано:Е4 = – 0,85 эВЕ2 = – 3,4 эВh = 6,63 ⋅10-34 Дж⋅с1эВ = 1,6⋅ 10–19 Джλ–?46Решение:)21072м ≈ 6,9 ⋅10-14 м.Согласно второму постулату Бора энергия излученного фотонаравна разности энергий стационарных состояний атома:hchc= E4 – E2, λ =,hv =E4 - E2λ6,63 ⋅10−34 ⋅ 3 ⋅1081⋅м ≈ 4,9 ⋅10-7 м.−191,6 ⋅103,4 − 0,85Ответ: λ ≈ 4,9 ⋅10-7 м.λ=№ 4.Решение:Дано:Электрон в атоме водорода находится на саE1 = –13,55 эВмом нижнем энергетическом уровне.Ui – ?Для того, чтобы ионизировать атом водорода, необходимо передать ему энергию U, достаточную для отрыва электрона.
Излишекmυ 2энергии идет на сообщение электрону кинетической энергии.2По закону сохранения энергии:mυ 2= Е1 + U2видно, что если υ = 0, то энергия U – минимальная. Минимальнаяэнергия, достаточная для ионизации называется энергией ионизацииUi:Е1 + Ui = 0, Ui = – E1 = 13,55 эВ.Ответ: Ui = 13,55 эВ.47ГЛАВА 13. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРАУпражнение 14.№ 1.Дано:23820692 U → 82 PbРешение:Запишем распад урана в символическомвиде:2382064092 U→ 82 Pb + Nα⋅ 2 He + Nβ⋅ −1 e.Nα – ?Nβ – ?Эта символическая запись выражает правило смещения Содди:при каждом α – распаде ядро теряет заряд 2e, а его масса убывает на4.
При β – распаде заряд увеличивается на 1e, масса практически неменяется. Запишем условия сохранения массы и заряда:238 = 206 + 4Nα, 92 = 82 – 2Nα + Nβ⋅Из первого уравнения получим Nα = 8, а из второго Nβ = 6.Уран испытывает 8 α − превращений и 6 β − превращений.Ответ: Nα = 8, Nβ = 6.№ 2.Дано:Т = 1600 летк=4t–?Решение:Согласно основному закону радиоактивногораспада: N = N0⋅ 2t−tT−N 11tt= N= 2 T ,log2 = − , log2 k = ,kTTN0 kt = T log2k = T log24 = 2 1600 лет = 3200 лет.Ответ: t = 3200 лет.48№ 3.Дано:Решение:Т = 3,82 сут.; t = 1,91 сут.
Согласно основному закону радиоактивttN0−NN–?= 2 T , 0 = 2Tного распада:NNN01,911N0= 2 3,82 = 2 2 =NОтвет:2 ≈ 1,41.N0≈ 1,41.N№ 4.Дано:199 F4018 Ar8035 Br13355 CS19779 AuОтвет:ЭлементFArBrCSAu№ 5.Дано:mmp = 1,00728 ⋅ c12mcmn = 1,00866 ⋅12mmD = 2,01355 ⋅ c12c = 3 ⋅108 м/сmc = 1,995 ⋅10-26 кгРешение:Символическое обозначение элемента втаблице Менделеева: mn Z,где m – массовое число,n – зарядовое число.Заряд ядра определяется числом протонов: n – число протонов, m – сумма протонов и нейтронов, m – n – количествонейтронов в ядре.протоны918355579нейтроны10224578118Решение:Энергией связи ядра называют энергию,которую необходимо передать ядру дляего полного расщепления.
Найдем энергию связи с помощью соотношенияЭйнштейна:Е = mc2,mD < mn + mp∆М = mn + mp – mD .49Есв = ∆М c2 = (mp + mn – mD )с2;Есв = (1,00728 – 1,0086 – 2,01355) ⋅ 1,995 ⋅ 10-26≈ 3,57 ⋅10-13 Дж ≈ 2,2 МэВ.Ответ: Есв ≈ 3,57 ⋅10-13 Дж ≈ 2,2 МэВ.( 3 ⋅108 )⋅122Дж ≈№ 6.Запишем ядерную реакцию в символическом виде:115 В18m+ 1 р → 4 Вe + n Z.Воспользуемся законом сохранения заряда и массы:11 + 1 = 8 + m,m = 4;5 + 1 = 4 + n,n = 2;442 Z – ядро атома гелия 2 He.Ответ: ядро атома гелия№ 7.Дано:23592 U142156 Ba9136 KrЕсвВа = 8,38МэвнуклонЕсвKr = 8,55МэвнуклонЕсвU = 7,59МэвнуклонЕ–?5042He.Решение:235114291192 U + 0 n → 156 Ba + 36 Kr + 3 0 n.Массовые числа равны U, Ba, Kr: равны:АU = 235,АВа = 142,АКr = 91.Запишем закон сохранения энергии для данной реакции:ЕПОЛ = АU ⋅ЕсвU = АВа ⋅ЕсвВа + АКr ⋅ЕсвKr + Е,где Е – выделившаяся в результате реакции энергия.Е = АU ⋅ЕсвU – АВа ⋅ЕсвВа – АКr ⋅ЕсвKr ,Е = (235 ⋅7,59 – 142 ⋅8,38 – 91 ⋅8,55) МэВ ≈ 200 МэВ.Ответ: Е ≈ 200 МэВ.51ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫЭта часть книги поможет вам при подготовке к лабораторным работам курса физики и при их выполнении.
Она содержит некоторыерекомендации и комментарии к выполнению работ курса, а также образцы лабораторных работ, выполненных в соответствии с заданиямиучебника. Следует, конечно, помнить, что учитель по своему усмотрению и возможностям кабинета может вносить изменения и дополнения в ход работ, описанных в учебнике, а также в обеспечение работы материалами и инструментами. Но в общих чертах цель работыи способ ее выполнения остается неизменным. Поэтому знакомство сприведенными образцами работ поможет подробнее познакомиться спредстоящими вам измерениями и вычислениями. Однако, полученные в выполненных нами работах результаты могут сильно отличаться от тех, которые вы будете получать на уроках. Происходит это потому, что использованные оборудование и материалы, возможно,отличаются от предложенных вам учителем, кроме того, даже прииспользовании одинакового оборудования результаты могут существенно различаться по всевозможным причинам.Лабораторная работа № 1.Наблюдение действия магнитного поля на токТеоретическая часть:В работе № 4 мы рассмотрим взаимодействие соленоида с магнитом.
Как известно, в соленоиде под током возникает магнитноеполе, которое будет взаимодействовать с постоянным магнитом.Мы проведем серию из четырех опытов с различным расположением катушки и магнита. Следует ожидать, что их взаимодействиетакже будет различным (притягивание или отталкивание).Примерный ход выполнения работы:Мы наблюдаем следующие явления, которые удобно представить в виде рисунков:а)б)Sпритягиваются52Sпритягиваютсяв)г)NпритягиваютсяSотталкиваютсяЛабораторная работа № 2.Изучение явления электромагнитной индукцииЦель работы:экспериментальное изучение явления магнитной индукции и проверка правила Ленца.Теоретическая часть:Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном по времени магнитном поле, либо движется впостоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.
В нашем случае разумнее было бы менять во времени магнитное поле, так каконо создается движущимися (свободно) магнитом. Согласно правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный токсвоим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. В данном случае наблюдать этомы можем по отклонению стрелки миллиамперметра.Пример выполнения работы:1. Вводя магнит в катушку одним полюсом (северным) и выводяее, мы наблюдаем, что стрелка амперметра отклоняется в разныестороны. В первом случае число линий магнитной индукции, пронизывающих катушку (магнитный поток) растет, а во втором случаенаоборот. Причем в первом случае линии индукции, созданные магнитным полем индукционного тока, выходят из верхнего конца катушки, так как катушка отталкивает магнит, а во втором случае, наоборот, входят в этот конец.
Так как стрелка амперметраотклоняется, то направление индукционного тока меняется. Именноэто показывает нам правило Ленца.53Вводя магнит в катушку южным полюсом, мы наблюдаем картину, противоположную первой.2. (Случай с двумя катушками)В случае с двумя катушками при размыкании ключа стрелка амперметра смещается в одну сторону, а при замыкании в другую.Это объясняется тем, что при замыкании ключа, ток в первой катушке создает магнитное поле.
Это поле увеличивается, и число линий индукции, пронизывающих вторую катушку, растет. При размыкании число линий, пронизывающих катушку, уменьшается.Следовательно, по правилу Ленца в первом случае и во втором индукционный ток противодействует тому изменению, которым онвызван. Изменение направления индукционного тока нам показывает тот же амперметр, и это подтверждает правило Ленца.Рис. 1.Рис.
2.54Лабораторная работа № 3.Определение ускорения свободного паденияТеоретическая часть:Существуют разные способы определения ускорения свободногопадения. Мы воспользуемся для этого маятником – шариком на нити. Период колебания такого маятника:lT = 2π(1)gилиtl= 2π(2)ngЗная длину маятника l, время и количество колебаний – t и n, соответственно, мы можем рассчитать ускорение свободного падения g:4π2 l ⋅ N 2g=t2Пример выполнения работы:l, м№t, сtСР, с∆t, с∆tСР, с159126006010,563600461155826622εtВычисления:t + t + ... + tn 59с + 60с + 60с + 61с + 58с + 62с== 60с .tСР = 1 26nt − t + t2 − tСР + ...
+ tn − tСР∆tСР = 1 СР=n59с − 60с + 61с − 60с + 58с − 60с + 62c-60c== 1с6l⋅N0 ,56м ⋅ 402gCР = 4π 2 2 = 4π 2≈ 9 ,83м/с 2 .tСР602 с 2Относительная погрешность измерения времени:∆t 1c==≈ 0, 017.t60c55Относительная погрешность измерения длины нити:∆l = ∆l Л + ∆lОТС ⇒ εlεl = ∆l ,l∆l + ∆lОТС 0,05м + 0,05м= Л=≈ 0 ,180,56мlОтносительная погрешность измерения g: εg = εl + 2επ + 2εt ==εl + 2εt = 0,18 + 2 0,017 ≈ 0,2.∆g = g СР ⋅ εg ≈ 1,97м/с 2 .Таким образом: 9,83м/с 2 – 1,97м/с 2 ≤ g ≤ 9,83м/с 2 + 1,97м/с 2 .Лабораторная работа № 4.Измерение показателя преломления стеклаЦель работы: измерение показателя преломления стекляннойпластины, имеющей форму трапеции.Теоретическая часть:Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле:sinαn=,sinβгде sinα – угол падения на грань пластины из воздуха в стекло,β – угол преломления светового пучка в стекле.56Т.к.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
