Физика атома и атомного ядра

Вариант 1

1. При облучении атома водорода монохроматическим светом электрон перешел с первой орбиты на третью, а при возвращении в исходное состояние он перешел сначала с третьей орбиты на вторую, а затем со второй на первую. а) Изобразите эти переходы на диаграмме энергетических состояний атома водорода. б) Чему равна длина волны излучения при облучении атома водорода, если его энергия увеличилась на 3 ⋅ 10−19 Дж? в) Во сколько раз отличается частота излучения при переходе электрона с третьей орбиты на вторую от частоты излучения при переходе со второй орбиты на первую?

2. Радиоактивный изотоп 20 9F испытывает β-распад. а) Напишите ядерную реакцию для этого случая. Как изменятся масса ядра и номер элемента? б) Какая доля радиоактивных ядер распадется за 36 с, если периодполураспада изотопа 20 9F равен 12 с? в) Постройте график зависимости доли распавшихся радиоактивных ядер от времени в промежутке времени от 0 до 36 с.

 3. При бомбардировке 13 27Al нейтронами испускается α-частица. а) Напишите ядерную реакцию. Укажите состав получившегося ядра. б) Определите дефект массы получившегося ядра. (Массу получившегося изотопа принять равной 23,99857 а. е. м.) в) Определите удельную энергию связи получившегося ядра.

Вариант 2

1. Электрон в атоме водорода перешел с четвертой орбиты на вторую. а) Возможные пути перехода изобразите на диаграмме энергетических состояний атома водорода. б) При непосредственном переходе электронов с четвертой орбиты на вторую излучается фотон с энергией 2,525 эВ. Чему равна частота этого излучения? в) Во сколько раз отличается длина волны излучения при переходе электрона с четвертой орбиты на третью от длины волны излучения при переходе с третьей орбиты на вторую?

2. Радиоактивный изотоп 86 222Rn испытывает α-распад. а) Напишите ядерную реакцию для этого случая. Как изменятся масса ядра и номер элемента? б) Через какое время число радиоактивных ядер уменьшится в 8 раз? Период полураспада изотопа 86 222Rn 3,825 сут. в) Постройте график зависимости числа распавшихся ядер ΔN = (N0 − N) от времени примерно за время, полученное в задании б).

3. При бомбардировке 14 7N α-частицами испускается протон. а) Напишите ядерную реакцию. Укажите состав получившегося ядра. б) Какая энергия выделяется при такой ядерной реакции?

в) Какой кинетической энергией обладало ядро 14 7Nдо вступления в реакцию? (Кинетическими энергиями ядер, образовавшихся в результате реакции, пренебречь.)