Тема 6. Физика атома и атомного ядра

Задачи

1.Атом имеет валентный электрон в 4S-оболочке в основном состоянии. Какой это элемент? Запишите электронную конфигурацию атома.

2. Определите и запишите электронную конфигурацию атома кислорода. Чему равен орбитальный момент атома?

3. Определить электронную конфигурацию основного состояния ионизированного гелия.

4. Электрон в возбужденном состоянии находится в состоянии 3р. Определить изменение орбитального момента импульса при переходе электрона в состояние 3s.

5. Определить возможные значения проекции орбитального момента импульса электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля, если электрон находится в состоянии 3d.

6. Определить электронную конфигурацию основного и первого возбужденного состояния атома Li.

7. Атом водорода перешел из основного состояния с энергией –13,6 эВ в возбужденное состояние с энергией –3,4 эВ. Определить энергию, частоту и длину волны поглощенного фотона.

8. Атом водорода перешел из возбужденного состояния с энергией –3,4 эВ в основное состояние с энергией –13,6 эВ. Определить энергию, частоту и длину волны испущенного фотона.

9. Определить момент импульса электрона в атоме, если электрон находится: 1) в s -состоянии; 2) в p -состоянии; 3) в d -состоянии.

10. Сколько в атоме урана электронов, для которых орбитальное квантовое число l равно 2? Какие еще значения квантового числа l имеют электроны, входящие в состав этого атома?

11. Электрон в атоме находится в f - состоянии. Определить орбитальный момент импульса электрона и максимальное значение его проекции на направление внешнего магнитного поля.

12. Запишите электронную конфигурацию атома фтора в основном состоянии.

13. Атом в основном состоянии имеет три электрона в 3p-оболочке. Какой это элемент? Запишите электронную конфигурацию атома.

14. В опыте Франка и Герца атом ртути излучил фотон с длиной волны 255 нм. Как изменилась энергия атома?

15. Электрон в возбужденном состоянии находится в состоянии 2р. Определить изменение орбитального момента импульса при переходе электрона в состояние 2s.

16. Электрон в возбужденном состоянии находится в состоянии 2р. Определить изменение проекции орбитального момента импульса при переходе электрона в состояние 2s.

17. Запишите электронную конфигурацию атома натрия в основном состоянии. Определите квантовые числа валентного электрона.

18. Атом имеет валентный электрон в 3S-оболочке в основном состоянии. Какой это элемент? Запишите электронную конфигурацию атома.

19. Атом перешел из состояния с энергией –1,7 эВ в состояние с энергией –3,4 эВ. Определить энергию, частоту и длину волны испущенного фотона.

20. Запишите электронную конфигурацию атома лития в основном состоянии. Определите квантовые числа валентного электрона.

21. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра углерода – 14.

22. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра азота – 14.

23. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра неона – 20.

24. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра азота – 16.

25. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра дейтерия.

26. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра лития – 6.

27. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра бериллия – 7.

28. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра кислорода – 15.

29. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра гелия – 4.

30. Определить состав, дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра углерода – 10.

31. Записать схему α – распада ядра фермия – 250.

32. Записать схему α – распада ядра радона – 212.

33. Записать схему α – распада ядра полония – 210.

34. Записать схему α – распада ядра урана – 235.

35. Записать схему β^- – распада ядра таллия – 206.

36. Записать схему β^- – распада ядра радона – 221.

37. Записать схему β^- – распада ядра радия – 225.

38. Записать схему β⁺ – распада ядра калия – 37.

39. Записать схему β⁺ – распада ядра алюминия – 26.

40. Записать схему β⁺ – распада ядра германия – 67.

41. В начальный момент времени масса образца радиоактивного магния–27 составляла 1 нг. Какова будет масса образца через 1 час?

42. В начальный момент времени масса образца радиоактивного радона–222 составляла 10 нг. Какова будет масса образца через 19 суток?

43. В начальный момент времени масса образца радиоактивного трития составляла 20 нг. Какова будет масса образца через 20 лет?

44. Через какое время распадется 75 % первоначального количества ядер радиоактивного никеля – 63?

45. Через какое время распадется 20 % первоначального количества ядер радиоактивного кислорода – 15?

46. Через какое время распадется 60 % первоначального количества ядер радиоактивного бора – 12?

47. Найти период полураспада радиоактивного изотопа, если его активность за 10 суток уменьшилась по сравнению с первоначальной на 24 %.

48. Счетчик α – частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал 1400 частиц в минуту, а через 4 часа только 400 частиц в минуту. Определить период полураспада изотопа.

49. Определить число ядер, распадающихся в радиоактивном образце фосфора – 32 массой 1 мг за 5 суток.

50. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада этого изотопа.

51. Дописать схему ядерной реакции и вычислить энергию, которая поглощается или выделяется в ней:

52. Дописать схему ядерной реакции и вычислить энергию, которая поглощается или выделяется в ней:

53. Определить, какое ядро образуется при делении ядра урана под действием нейтрона

Какая энергия выделяется в этой реакции?

54. Найти полную энергию и скорость частиц, получающихся при аннигиляции покоящихся электрона и позитрона в 2 фотона.

55. Найти полную энергию и скорость частиц, получающихся при рождении пары электрон-позитрон из фотона с энергией 2,62 МэВ. Известно, что энергии электрона и позитрона одинаковы.

56. При соударении α – частицы с ядром бора –10 в результате ядерной реакции образовались два новых ядра, одним из которых оказалось ядро атома водорода –1. Записать ядерную реакцию и определить ее энергетический эффект.

57. Дописать схему ядерной реакции и вычислить энергию, которая поглощается или выделяется в ней: