 |
Г). Что общего у различных изотопов одного и того же химического элемента? Чем они различаются?
|
|
|
|
Изотопы – это разновидности данного химического элемента, различающиеся массовым числом своих ядер.
Общее: одинаковый атомный номер Z, заряд ядра содержит одинаковое число протонов, одинаковое строение электронных оболочек, количество электронов в электрнейтральном атоме, изотопы обладают практически одинаковыми химическими свойствами.
Различаются количеством нейтронов в ядре, массовым числом своих ядер, различается стабильность атомов, у нестабильных ядер различается время полураспада, физические свойства изотопов могут различаться весьма резко
2. Точечный изотропный источник испускает свет с длиной волны 589 нм. Световая мощность источника Р=10Вт. Найти: а)среднюю плотность потока фотонов на расстоянии r=2,0 м от источника; б)расстояние от источника до точки, где средняя концентрация фотонов п=100 1/см3.
2. Муфельная печь потребляет мощность Р=1кВт. Температура Т ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью S=25 см2 равна 1200К. Считая, что отверстие печи излучает как черное тело, определить, какая часть мощности рассеивается стенками
Билет 5
а). Запишите формулу Рэлея-Джинса для теплового излучения. Что известный физик Эренфест имел – в виду, когда говорил об "ультрафиолетовой катастрофе"?
Формула Рэлея-Джинса для теплового излучения:
(1)
Формула Рэлея-Джинса для испускательной способности
абсолютно черного тела:
(2)
Интегрирование выражения (2) по всему частотному диапазону дает бесконечно большое значение, т.е. энергетическая светимость абсолютно черного тела должна равняться бесконечности при любой температуре.Практически вся энергия нагретого тела должна быть немедленно испущена в виде излучения с очень большой частотой и малой длиной волны. Этот результат назвали «ультрафиолетовой катастрофой Рэлея-Джинса»
|
|
|
б). Почему в спектре водорода так много линий, если у атома водорода всего лишь один электрон?
Энергия электрона в атоме слагается из кинетической энергии движения по орбите и потенциальной энергии в электрическом поле ядра. Энергия электрона на круговой орбите, а следовательно, и энергия атома в целом зависят от радиуса орбиты: меньшему радиусу орбиты соответствует меньшая энергия атома. Из квантовой механики следует, что энергии электронов в атомах могут принимать только определенные дискретные значения. Состояния, отвечающие этим значениям энергии, называются энергетическими уровнями. Т.к. энергия определяется радиусом орбиты, то каждому энергетическому уровню атома отвечает орбита определенного избранного радиуса. Основному энергетическому уровню атома соответствует орбита наименьшего радиуса. Нормально электрон находится на этой орбите. При сообщении достаточно большой энергии(при столкновении друг с другом) электрон переходит на другой энергетический уровень, т.е. перескакивает на одну из внешних орбит. В таком возбужденном состоянии атом неустойчив. Через некоторое время электрон переходит на более низкий уровень, т.е. перескакивает на орбиту меньшего радиуса. При переходе электронов на более низкие уровни излучаются спектральные линии. Совокупность линий, отвечающих переходам на один и тот же нижний уровень, образует спектральную серию. Переход электрона с дальней орбиты на ближнюю сопровождается испусканием светового кванта. При переходе электрона с уровней 
на основной уровень 
излучаются спектральные линии Сирии Лаймана (они лежат в невидимой ультрафиолетовой области спектра). При переходе электрона на уровень 
с уровней 
излучаются спектральные линии серии Бальмера (они лежат в видимой оптической области). При переходе электрона на уровень 
с высоких уровней 
излучаются линии серии Пашена (они лежат в невидимой инфракрасной области спектра). Имеются и другие серии линий в спектре атома водорода, соответствующие переходам на уровни 
с более высоких уровней.
|
|
|
в). Каков физический смысл коэффициентов Эйнштейна для спонтанного излучения, резонансного поглощения, вынужденного излучения?
Коэффициенты Эйнштейна определяют вероятности переходов атомов с уровня 
на уровень 
при спонтанном излучении 
. Вероятность вынужденного перехода пропорциональна спектральной объемной плотности энергии 
вынужденного излучения с частотой 
. Коэффициенты 
- называются коэффициентами Эйнштейна. Они зависят от направления процесса, и определяются только начальным и конечным состояниями атома: 
.
г). Как изменится положение химического элемента в таблице Менделеева после испускания его ядром гамма-кванта?
2. Короткий импульс света с энергией Е=7,5 Дж в виде узкого почти параллельного пучка падает на зеркальную пластинку с коэффициентом отражения р=0,60. Угол падения пучка равен 30°. Определить с помощью корпускулярных представлений импульс, переданный
пластинке.
2. Определить, какая часть (в процентах) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного трем средним временам жизни радиоактивного ядра.
Билет 6
|
|
|
