Глава 25. Элементы квантовой механики

Контрольные вопросы

1. В чем состоит корпускулярно – волновой дуализм вещества?

2. Запишите формулу де Бройля и поясните эксперимент по ее подтверждению.

3. Запишите соотношения неопределенностей Гейзенберга и поясните их смысл.

4. рассмотрите примеры, поясняющие границы применимости классической механики на основе соотношения неопределенностей.

5. Запишите стационарное уравнение Шредингера, поясните физический смысл y – функции. Каким требованиям она должна удовлетворять?

Глава 26. Основы атомной физики

Контрольные вопросы

1. Какие величины называются квантованными? Что значит квантование физических величин?

2. Запишите формулу квантования энергии электрона по теории Бора.

3. Запишите формулы квантования орбитального механического момента электрона по величине и направлению.

4. Как связаны между собой орбитальные механический и магнитный моменты электрона? Запишите формулу квантования орбитального магнитного момента электрона.

5. Что такое магнетон Бора? В каких единицах он измеряется в СИ?

6. Что такое спин электрона? Чему равна его величина?

7. Как спин квантуется по направлению?

8. Запишите формулу квантования собственного магнитного момента электрона.

9. Сформулируйте принцип Паули. Научитесь расписывать электроны в оболочках по состояниям.

10. Проанализируйте таблицу Д.И.Менделеева на основе принципа Паули.

11. Какова природа рентгеновского излучения? Какими свойствами оно обладает?

12. Как возникает тормозное рентгеновское излучение? Как найти его коротковолновую границу?

13. Как возникает характеристическое рентгеновское излучение? Почему оно так названо? Каков его спектр?

14. Запишите и поясните формулу Мозли.

15. Что такое лазер? Каковы физические основы его работы?

16. Что Вы знаете о применении лазеров в науке и технике, в производстве и жизни?

Глава 27. Элементы физики твердого тела

Контрольные вопросы

 

1. Какие тела называются кристаллическими? Чем они отличаются от аморфных?

2. Какие виды кристаллов различают по виду частиц в узлах кристаллической решетки?

3. Как возникают энергетические зоны? Сколько в них энергетических уровней?

4. Какой, в среднем, порядок имеет ширина энергетического зазора между уровнями в зоне?

5. Как в зонной теории можно представить проводник, полупроводник и диэлектрик?

6. Какие полупроводники называются собственными? Чем обусловлена их электропроводность?

7. Какие типы примесных полупроводников Вы знаете? Объясните механизм их электропроводности.

Глава 28-А. Дефект массы. Энергия связи

Контрольные вопросы

1. Из каких частиц состоит ядро атома? Назовите основные характеристики нуклонов.

2. Сколько в ядре протонов и нейтронов?

3. Что такое изотопы? Приведите примеры изотопов.

4. Что такое ядерный магнетон? Что в нем измеряется? Как он связан с магнетоном Бора?

5. Как найти дефект массы ядра?

6. Чему равна энергия связи ядра? Как найти удельную энергию связи?

7. Какими свойствами обладают ядерные силы? Какова их природа?

8. Как найти энергетический выход ядерной реакции?

Основные формулы

Дефект массы ядра

,

где Z - порядковый номер элемента в таблице Менделеева, A - массовое число изотопа, - масса изотопа водорода (протия), m_n - масса нейтрона, m_a - масса атома изотопа.

 

Энергия связи W = D mc ²,

 

где c - скорость света в вакууме.

 

Удельная энергия связи W _уд = W/A.

 

Энергетический выход реакции

Q=(Sm_i - Sm_k)×c²

где S m_i - сумма масс частиц до реакции, Sm_k - сумма масс частиц после реакции.

 

Символическая запись ядерной реакции

 

или .

ЗАДАЧИ

506. Вычислить в МэВ энергию связи и удельную энергию связи для следующих ядер: ₁H², ₁H³, ₂He³, ₂He⁴, ₉₂U²³⁵, ₂₉Cu⁶³. Данные свести в таблицу.

507. Рассчитать в МэВ энергию при делении 1 грамма U-235. Найти эквивалентную массу условного топлива, теплотворная способность которого равна 30 МДж/кг.

[5,12×10²³ МэВ; 2,7 т]

508. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции

₃Li⁷ + ₁H¹ ® ₂He⁴ + ₂He⁴

[17,3 МэВ]

509. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции

₇N¹⁴ + ₂He⁴ ® ₁H¹ + ₈O¹⁷

[1,18 МэВ]

510. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакциях:

a) ₁H² + ₁H² ® ₁H¹ + ₁H³

б) ₁H² + ₁H² ® ₂He³ + ₀n¹

[а) 4,04 МэВ; б) 3,26 МэВ]

511. 6. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакциях:

а) ₁H² + ₂He³ ® ₁H¹ + ₂He⁴

б) ₃ Li⁶ + ₁H² ® ₂He⁴ + ₂He⁴

в) ₃Li⁶ + ₁H¹ ® ₂He³ + ₂He⁴

[а) 18,3 МэВ; б) 22,4 МэВ; в) 4,02 МэВ]]