Контрольная работа № 4

Вариант 0

6.09..Фотон с длиной волны 0,08 мкм выбил электрон из невозбуждённого атома водорода. С какой скоростью электрон вылетит из атома, если энергия ионизации равна 13,5 эВ?

Дано:

СИ

Решение:

Энергия фотона расходуется на ионизацию атома водорода и на предоставление электрону кинетической энергии:

Где энергия ионизации атома водорода, масса электрона, скорость электрона. Энергия фотона:

Где постоянная Планка, скорость света в вакууме, длина волны фотона. Следовательно:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.19. На поверхность тела перпендикулярно падает свет. Плотность потока энергии падающего света равна , отражённого света – ,. Определить давление, оказываемое светом на поверхность тела.

Дано:

СИ

Решение:

Давление света:

Где – плотность потока энергии света, скорость света в вакууме, коэффициент отражения. Коэффициент отражения:

Где плотности потока энергии падающего и отраженного света, соответственно. Следовательно:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.29. Определить угол между рассеянным фотоном и направлением движения электрона отдачи при условии, что комптоновское смещение равно 0,012 А, а длина волны налетающего кванта равна 0,05 А.

Дано:

СИ

Решение:

Угол между рассеянным фотоном и направлением движения электрона отдачи (рис.):

Согласно закону сохранения импульса в проекциях на выбранные оси:

Где импульс налетающего кванта, импульс рассеянного фотона, импульс электрона отдачи.

Запишем формулу эффекта Комптона для изменения длины волны:

Где постоянная Планка, масса электрона, скорость света в вакууме.

Импульс падающего фотона:

Где длина волны падающего фотона. Импульс рассеянного фотона:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.39. Электрон, пройдя разность потенциалов 4,9 В, сталкивается с атомом ртути и переводит его в первое возбуждённое состояние. Какую длину волны имеет фотон, соответствующий переходу атома ртути в нормальное состояние?

Дано:

СИ

Решение:

Работа электрического поля по перемещению элетрона равна изменению его кинетической энергии:

Где заряд электрона, ускоряющая разность потенциалов. Кинетическая энергия электрона расходуется на перевод атома ртути в возбужденное состояние. При переходе электрона с высшей орбиты на низшую согласно постулатам Бора излучается фотон, энергия которого равна разности энергий электрона на высшем и низшем уровнях, тогда энергия фотона:

Где постоянная Планка, скорость света в вакууме, длина волны фотона. Следовательно:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.49. Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов 200 В, имеет длину волны де Бройля, равную 0,0202 А. Найти массу этой частицы, если известно, что её заряд численно равен заряду электрона.

Дано:

СИ

Решение:

Длина волны де Бройля:

где постоянная Планка, импульс частицы. Импульс частицы:

Масса частицы:

Кинетическая энергия частицы:

Работа электрического поля по перемещению частицы равна изменению её кинетической энергии:

Где заряд електрона (численно равен заряду частицы), ускоряющая разность потенциалов. Следовательно:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.59. Средняя продолжительность пребывания атома водорода в первом возбуждённом энергетическом состоянии состоянии составляет . Найти энергетическую ширину уровня.

Дано:

СИ

Решение:

Соотношение неопределенностей для энергии частицы и времени:

Где неопределенность энергии, время изменения энергии. Положим, что неопределенность энергии равна ширине энергетического уровня, а время изменения энергии равно времени пребывания частицы на данном энергетическом уровне. Тогда:

Выполним числовую подстановку:

Ответ.

Найти:

6.69. Какое количество воды можно нагреть от 0 градусов до кипения, если использовать всё тепло, выделяющееся при реакции при полном разложении одного грамма лития?