Коефіцієнт лінійного розширення твердих речовин 27 страница
На рисунку показана вольт-амперна характеристика
вакуумного фотоелемента, катод якого освітлюється світлом,
довжина хвилі якого 0,48 мкм. Визначте потужність
випромінювання, яке діє на катод, вважаючи, що кожний
сотий з падаючих фотонів вириває з катода електрон.
U, В
За вольт-амперною характеристикою вакуумного
фото елемента, катод якого освітлюється світлом з довжиною
хвилі 0,4 мкм, визначте червону межу фотоефекту.
U, В
141. Чутливість сітківки ока людини до зеленого світла (λ= 600 нм) дорівнює 1,7∙10─18 Вт. Яка мінімальна кількість фотонів повинна попадати на сітківку щосекунди, щоб світло було сприйнято?
142. Для визначення мінімальної довжини хвилі в рентгенівському спектрі використовують формулу: , де λ ─ мінімальна довжина хвилі, виражена у нанометрах, U ─ напруга на рентгенівській трубці, виражена в кіловольтах. Під якою напругою працює трубка, якщо частота рентгенівських променів дорівнює 1019 Гц?
143. Рентгенівська трубка працює при напрузі 50 кВ і споживає струм 2 мА, випромінюючи щосекунди 5∙1013 фотонів. Обчисліть ККД трубки, вважаючи, що середня довжина хвилі дорівнює 10─11 м.
144. Чому дорівнює значення комптонівської довжини хвилі?
145. За якою формулою можна знайти різницю між довжинами розсіяної і падаючої рентгенівських хвиль у ефекті Комптона?
146. На скільки змінюється довжина хвилі рентгенівського випромінювання при комптонівському розсіюванні на кут 60°?
147. Визначте довжину хвилі рентгенівського випромінювання, що падає на графіт, якщо після розсіювання на кут 90° довжина хвилі зросла на 30%.
148. Визначте кут розсіювання та кінетичну енергію електронів віддачі, якщо довжина хвилі рентгенівського випромінювання при комптонефекті збільшилася з 3,1 пм до 3,8 пм.
Завдання 149—152 передбачають встановлення відповідності понять першого та другого стовпчиків. Відповідь дайте у вигляді комбінацій цифр та букв.
149. Встановіть відповідність вченого та його наукового доробку у хвильовій і корпускулярній оптиці:
1) Ісаак Ньютон; а) створив теорію фотоефекту;
2) Олександр Столетов; б) відкрив явище фотоефекту;
3) Генріх Герц; в) відкрив дипресію світла;
4) Макс Планк; г) дослідив закони фотоефекту;
5) Альберт Ейнштейн; д) заснував квантову теорію світла.
150. Встановіть відповідність спостережуваних фізичних явищ та причин їх виникнення:
1) райдужне забарвлення а) поглинання всіх довжин хвиль,
малої бульбашки; крім хвиль даного кольору;
2) білий колір снігу; б) інтерференція на тонкій плівці;
3) зелений колір трави; в) поглинання всіх довжин хвиль;
4) блакитний колір неба; г) відбивання практично всіх довжин хвиль;
5) синій колір моря д) розсіювання цих променів як більш коротких.
на глибині;
6) чорний колір сажі;
151. Встановіть залежність між кольором і довжиною відповідної хвилі:
| а) 600 нм; б) 460 нм; в) 400 нм; г) 760 нм; д) 500 нм. |
1) фіолетовий;
2) червоний;
3) зелений;
4) синій;
5) жовтий;
| а) hν; б) υ1/υ2; в) 10─3 м/N; г) д) hνmin. |
152. Встановіть відповідність фізичної величини та її математичного виразу:
1) період дифракційної ґратки d;
2) маса фотона т;
3) енергія фотона Е;
4) робота виходу А;
5) відносний показник заломлення п;
Атомна і ядерна фізика
І рівень
Завдання 1—60 містять по чотири варіанти відповідей, з яких лише одна правильна.
1. У атомі негативно заряджений електрон притягується до ядра, яке має позитивний заряд, але не падає на ядро. Вкажіть прізвище вченого, який правильно пояснив цю суперечність:
а) Альберт Ейнштейн; в) Нільс Бор;
б) Ернест Резерфорд; г) Марія Склодовська-Кюрі.
2. Електрон в атомі Гідрогену обертається навколо ядра, отже, рухається з прискоренням. Поясніть, чому електрон не ви промінює електромагнітні хвилі:
а) у стаціонарних станах атоми не випромінюють;
б) швидкість електрона не змінюється за величиною, отже, рух електрона є рівномірним;
в) електрон може випромінювати лише при коливальному русі;
г) електрон взагалі не може випромінювати.
3. Вкажіть, коли атом може випромінювати світло (згідно з теорією Бора):
а) під час руху електронів у атомі по будь-якій орбіті;
б) при переході атома зі стану з більшою енергією в стан з меншою енергією;
в) при переході атома на більш високий енергетичний рівень;
г) при будь-якому прискореному русі електронів.
4. Електрон у атомі Гідрогену перейшов з першої орбіти на тре тю, а потім ─ з третьої на другу. Вкажіть, як змінювалася енергія атома:
а) спочатку зменшилася, а потім збільшилася;
б) спочатку збільшилася, а потім зменшилася;
в) спочатку не змінилася, а потім збільшилася;
г) спочатку не змінилася, а потім зменшилася.
5. Вкажіть вчених, чий дослід підтвердив існування стаціонар них станів атома:
а) Майкельсон і Морлі; в) Франк і Герц;
б) Бойль і Маріотт; г) Стюарт і Толмен.
6. Вкажіть, чому дорівнює енергія фотона, який випромінюється атомом:
а) добутку енергій відповідних стаціонарних станів атома;
б) частці енергій відповідних стаціонарних станів атома;
в) сумі енергій відповідних стаціонарних станів атома;
г) різниці енергій відповідних стаціонарних станів атома.
7. Вкажіть стан, у якому знаходиться речовина, що випромінює неперервний спектр:
а) газоподібний атомарний;
б) газоподібний молекулярний;
в) твердий стан за низької температури;
г) будь-який агрегатний стан за високої температури.
8. Вкажіть, за допомогою якого оптичного спектру можна про вести спектральний аналіз:
а) смугастого; в) неперервного;
б) лінійчатого; г) спектру поглинання
абсолютно чорного тіла.
Е4
9. Стрілками позначені переходи між енергетичними
рівнями атома. Вкажіть цифру, якою позначений перехід, що Е3
супроводжується поглинанням фотона:
а) 1; в) 3 або 5; Е2
б) 2; г) 4.
Е1
10. Вкажіть, чому можна визначити хімічний склад речовини за її спектром:
а) усі речовини мають різні неперервні спектри випромінювання;
б) атоми кожної речовини випромінюють фотони з такими самими частотами, що й поглинають;
в) кожний хімічний елемент має свій, властивий лише йому, набір спектральних ліній;
г) смугасті спектри всіх речовин відрізняються один від одного.
11. Виберіть вираз для визначення частоти кванта, що випромінюється атомом:
а) ; в) ;
б) ; г) .
12. Виберіть значення сталої Рідберга:
а) 1,097∙10─7 м─1; в) 1,097∙107 м─1;
б) 3,34∙10─34 Гц; г) 3,34∙1034 Гц.
13. Вкажіть, як позначений перехід, що відповідає індукованому випромінюванню рубінового лазера, та рівень, на якому час життя найменший:
а) 1 ─ 3; 1; в) 2 ─ 1; 2;
б) 2 ─ 1; 3; г) 2 ─ 1; 1.
14. Вкажіть, що таке радіоактивність:
а) перетворення одних речовин на інші;
б) розпад молекул на йони;
в) спонтанне перетворення ядер атомів одних хімічних елементів на ядра інших хімічних елементів;
г) розпад атомних ядер на нуклони.
15. Вкажіть, хто і коли відкрив явище радіоактивності:
а) Ернест Резерфорд; 1896 p.;
б) Альберт Ейнштейн; 1905 p.;
в) Фредерік Жоліо-Кюрі; 1906 p.;
г) Анрі Беккерель; 1896 р.
16. Вкажіть, що таке α-частинка:
а) електрон;
б) нейтрон;
в) ядро атома Гідрогену;
г) ядро атома Гелію.
17. Вкажіть, як змінюються в результаті α-розпаду порядковий номер Z елемента та його масове число А:
а) Z зменшується на 4, А зменшується на 2;
б) Z зменшується на 2, А зменшується на 4;
в) Z зменшується на 2, А зменшується на 2;
г) Z зменшується на 4, А зменшується на 4.
18. Використовуючи Періодичну систему хімічних елементів, визначте елемент, що утворюється в результаті α-розпаду Радію :
а) ; в) ;
б) ; г) .
19. Обчисліть зміну маси атома після двох послідовних α-розпадів:
а) зменшиться на 2 а.о.м.; в) зменшиться на 8 а.о.м.;
б) зменшиться на 4 а.о.м.; г) збільшиться на 8 а.о.м.
20. Вкажіть прізвище вченого, який встановив правило зміщення при радіоактивному розпаді:
а) П'єр Кюрі; в) Фредерік Содді;
б) Джеймс Чедвік; г) Анрі Беккерель.
21. Вкажіть, як змінюються в результаті β-розпаду порядковий номер Z елемента та його масове число А:
а) Z збільшується на 2, А збільшується на 4;
б) Z збільшується на 2, А збільшується на 2;
в) Z збільшується на 1, А збільшується на 2;
г) Z збільшується на 1, А не змінюється.
22. Використовуючи Періодичну систему хімічних елементів, визначте елемент, що утворюється в результаті р-розпаду Торію :
а) ; в) ;
б) ; г) .
23. Виберіть математичний вираз закону радіоактивного розпаду:
а) N = N0∙2Т; в) ;
б) ; г) .
24. Вкажіть, що таке період піврозпаду:
а) час, за який розпадається половина радіоактивного атома;
б) інтервал часу, протягом якого розпадаються всі радіоактивні атоми;
в) час, за який розпадається половина початкової кількості радіоактивних атомів;
г) час, за який розпадається чверть початкової кількості радіоактивних атомів.
25. Вкажіть, що називають активністю радіонукліда:
а) період піврозпаду;
б) час повного розпаду;
в) кількість розпадів радіоактивних ядер за довільну одиницю часу;
г) кількість розпадів радіоактивних ядер за одну секунду. 1
26. Радіоактивний препарат, що знаходиться на дні каналу
в свинцевому контейнері, дає вузький пучок радіоактивного
випромінювання. У магнітному полі пучок розщеплюється на три частини.
Вкажіть пучок, який є β-випромінюванням:
а) 1; в) 3;
б) 2; г) 1 і 2.
27. Вкажіть величину, яка характеризує вплив будь-якого виду випромінювання на речовину:
а) активність радіонукліда;
б) поглинута доза випромінювання;
в) період піврозпаду;
г) енергія зв'язку атомного ядра.
28. Визначте активність радіонукліда, якщо за 1 с відбулися 4 розпади атомних ядер:
а) 4 Кі, в) 4 Гр;
б) 4 Бк; г) 4 Дж.
29. Вкажіть одиницю поглинутої дози випромінювання:
а) відсоток; в) беккерель;
б) грей; г) кюрі.
30. Визначте експозиційну дозу випромінювання, якщо в 1 см3 сухого повітря, взятого за нормальних умов, утворюється 2,08∙109 пар йонів:
а) 1 Гр; в) 1 Бк;
б) 1 Кі; г) 1 Р.
31. Вкажіть величину, одиницею якої є 1 Кл/кг:
а) період піврозпаду;
б) енергія зв'язку атомного ядра;
в) експозиційна доза випромінювання;
г) активність радіонукліда.
32. Вкажіть робочу речовину камери Вільсона:
а) повітря; в) фотоемульсія;
б) перегріта рідина; г) пара в стані пересичення.
33. Вкажіть, що визначає газорозрядний лічильник:
а) поглинуту дозу випромінювання;
б) експозиційну дозу випромінювання;
в) кількість йонізуючих частинок, що потрапили в лічильник;
г) кількість у-квантів.
34. Вкажіть процес, покладений в основу дії лічильника Гейгера ─ Мюллера:
а) ударна йонізація атомів газу електронами;
б) закипання перегрітої рідини при зниженні тиску;
в) конденсація насиченої пари при зниженні тиску;
г) йонізація атомів твердої речовини.
35. Вкажіть спосіб реєстрації, якому віддають перевагу при до слідженнях космічного випромінювання:
а) камера Вільсона;
б) іскрова камера;
в) метод товстошарових фотоемульсій;
г) лічильник Гейгера ─ Мюллера.
36. Вкажіть прізвище вченого, який відкрив нейтрон:
а) Ернест Резерфорд; в) Джеймс Чедвік;
б) Альберт Ейнштейн; г) Марія Склодовська-Кюрі.
37. Вперше нейтрон був виділений з ядра атома в результаті бомбардування α-частинками Берилію. Виберіть рівняння від повідної реакції:
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
38. Виберіть реакцію, у результаті якої був відкритий протон:
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
39. Вкажіть порядок розмірів атомних ядер:
а) 10─10 м; в) 10─20 м;
б) 10─15 м; г) 10─25 м.
40. Поясніть, чому ядро є стабільним, якщо протони в ядрі відштовхуються:
а) сили відштовхування надто малі;
б) гравітаційні сили компенсують сили відштовхування;
в) протони утримуються електронами;
г) усі частинки в ядрі утримуються ядерними силами, які переважають кулонівські сили відштовхування між про тонами.
41. Вкажіть назву різниці між сумарною масою нуклонів і масою ядра, яке складається з цих нуклонів:
а) елементарна маса; в) зайва маса;
б) центральна маса; г) дефект маси.
42. Вкажіть величину, яка визначається виразом с2 (Zтр + Nтп ─ тл):
а) дефект маси;
б) ядерна сила;
в) кінетична енергія атома;
г) енергія зв'язку атомного ядра.
43. Виразіть у МеВ енергію, яка відповідає 1 а.о.м.:
а) 1 МеВ; в) 931,3 МеВ;
б) 9∙1016 МеВ; г) 1,6∙1016 МеВ.
44. Вкажіть вираз для визначення питомої енергії зв'язку атомного ядра:
а) ; в) ;
б) ΔМс2; г) .
45. Вкажіть, що називають ядерними реакціями:
а) розпад молекул на йони;
б) взаємні перетворення атомних ядер і елементарних части нок;
в) йонізацію молекул речовини;
г) рекомбінацію атомів.
46. Виберіть визначення енергетичного виходу ядерної реакції:
а) сума енергій зв'язку атомів і частинок, що вступають у ре акцію;
б) сума енергій зв'язку атомів і частинок, що є продуктами реакції;
в) різниця енергій зв'язку атомів і частинок, які вступають у реакцію, та атомів і частинок, що є продуктами реакції;
г) різниця енергій зв'язку атомів і частинок, що є продуктами реакції, та атомів і частинок, які вступають у реакцію.
47. Вкажіть частинки, які спричиняють ланцюгову реакцію по ділу ядер Урану:
а) α-частинки; в) нейтрони;
б) β-частинки; г) протони.
48. Вкажіть частинку, яка позначається :
а) електрон; в) позитрон;
б) протон; г) нейтрино.
49. Виберіть рівняння, яке описує ядерну реакцію, що відбувається при опроміненні алюмінієвої мішені протонами з утворенням а-частинок:
а) ; в) ;
б) ; г) .
50. Вкажіть частинку, яка не дописана в рівнянні реакції ?:
а) ; в) ;
б) ; г) .
51. Вкажіть ізотоп, який не дописаний в рівнянні реакції ?:
a) ; в) ;
б) ;г) .
52. Вкажіть частинки, які вилітають при ланцюговій реакції по ділу ядер Урану разом з ядрами-осколками:
а) протони; в) α-частинки;
б) нейтрони; г) β-частинки.
53. Вкажіть, чому дорівнює коефіцієнт розмноження нейтронів:
а) різниці кількості нейтронів, що є продуктами реакції, і кількості нейтронів, які спричинили реакцію;
б) сумі кількості нейтронів, що є продуктами реакції, і кількості нейтронів, які спричинили реакцію;
в) добутку кількості нейтронів, що є продуктами реакції, і кількості нейтронів, які спричинили реакцію;
г) відношенню кількості нейтронів у даному поколінні до кількості нейтронів у попередньому поколінні.
54. Вкажіть значення коефіцієнта розмноження, яке задовольняє умові керованої ланцюгової реакції:
а) 1,15; в) 1,05;
б) 1,1; г) 1,005.
55. Вкажіть назву маси ядерного палива, при якій реакція не затухає;
а) абсолютна; в) елементарна;
б) критична; г) розмножувальна.
56. Вкажіть, під чиїм керівництвом і де був створений перший у світі ядерний реактор:
а) Чарльза Таунса; США; в) Ігоря Курчатова; СРСР;
б) Енріко Фермі; СІЛА; г) Георгія Фльорова; СРСР.
57. Вкажіть, для чого використовують сповільнювач нейтронів:
а) ядра атомів найбільш ефективно діляться лише під дією швидких нейтронів;
б) ядра атомів діляться лише під дією повільних нейтронів;
в) ядра атомів діляться лише під дією швидких нейтронів;
г) ядра атомів найбільш ефективно діляться під дією повільних нейтронів.
58. Вкажіть країну, де була збудована перша в світі атомна електростанція, та керівника робіт з її створення:
а) США; Енріко Фермі; в) Німеччина; Отто Ган;
б) СРСР; Ігор Курчатов; г) Японія; Хідекі Юкава.
59. Вкажіть назву групи елементарних частинок, які не беруть участі у сильних взаємодіях:
а) лептони; в) адрони;
б) нейтрони; г) фотони.
60. Вкажіть назву групи найважчих елементарних частинок:
а) гіперони; в) мезони;
б) нуклони; г) лептони.
II рівень
Завдання 61—97 містять по п'ять варіантів відповідей, з яких лише одна правильна.
61. Стрілками показано переходи між енергетичними рівнями атома. Вкажіть позначення переходу, який супроводжується випромінюванням фотона з найменшою енергією:
а) 1;
б) 2;
в) 3;
г) 4;
д) 5.
62. Стрілками показано переходи між енергетичними рівнями атома. Вкажіть позначення переходу, який супроводжується поглинанням фотона з найбільшою енергією:
а) 1; г) 4;
б) 2; д) 5.
в) 3;
63. При переході йонізованого атома до стаціонарного стану випромінюється фотон, частота хвилі якого 3,8∙1015 Гц. Визначте масу фотона:
а) 2,8∙10─35 кг; г) 5,8∙10─35 кг;
б) 3,8∙10─35 кг; д) 6,8∙10─35 кг.
в) 4,8∙10─35 кг;
64. Стрілками показані переходи між енергетичними рівнями атома. Вважаючи, що λп і νп відповідно, ─ довжина і частота хвилі випромінювання, що поглинається при переході, виберіть правильний вираз:
а) λ2 = λ1 + λ6;
б) ν3 = ν2 + ν4;
в) ;
г) ν3 = ν2 + ν5;
д) ν3 = ν1 + ν4 + ν5.
65. Виберіть формулу для визначення довжини хвилі випромінювання атома Гідрогену при переході з т-ої орбіти на п-у:
а) ; г)
б) ; д) .
в) ;
66. Визначте найбільшу і найменшу довжини хвилі, які випромінюються атомом Гідрогену у видимій частині спектра (п = 2):
а) 7,56∙10─7 м; 4,65∙10─7 м;
б) 7,56∙10─7 м; 3,65∙10─7 м;
в) 6,56∙10─7 м; 3,65∙10─7 м;
г) 6,56∙10─7 м; 4,65∙10─7 м;
д) 6,56∙10─7 м; 5,65∙10─7 м;
67. При переході електрона в атомі Гідрогену з деякої орбіти на другу орбіту випромінюється світло, довжина хвилі якого 434 нм. Визначте номер невідомої орбіти:
а) 7; г) 6;
б) 4; д) 5.
в) 3;
68. При переході електрона в атомі Гідрогену з четвертої стаціонарної орбіти на другу випромінюється фотон, який дає зелену лінію в спектрі водню. Обчисліть довжину і частоту цієї хвилі, якщо атом втрачає енергію 2,53 еВ?
а) 0,39 мкм; 7,7∙1014 Гц;
б) 0,49 мкм; 6,1∙1014 Гц;
в) 0,59 мкм; 5,1∙1014 Гц;
г) 0,69 мкм; 4,3∙1014 Гц;
д) 0,79 мкм; 3,8∙1014 Гц.
69. Визначте енергію йонізації атома Гідрогену:
а) 4,9 еВ; г) 26,6 еВ;
б) 13,6 еВ; д) 31,2 еВ.
в) 23,4 еВ;
70. У досліді Франка ─ Герца атоми Меркурію переходили в збуджений стан, якщо енергія електронів дорівнювала 4,9 еВ або була кратною цьому значенню. Визначте межі, у яких знаходиться значення довжини хвилі випромінювання атома Меркурію при переході з першого збудженого стану в нормальний:
а) менше 0,2 мкм; г) від 0,41 мкм до 0,5 мкм;
б) від 0,21 мкм до 0,3 мкм; д) більше 0,5 мкм.
в) від 0,31 мкм до 0,4 мкм;
71. Вкажіть вираз, який є правилом квантування борівських орбіт:
а) тυr = nh; г) mυ2r = nh;
б) mυr = nhc; д) mυ2r = nh/c2.
в) mυr = nhc2;
72. Вкажіть величину, яка в правилі квантування орбіт позначається h, та її значення:
а) стала Планка; 6,626∙10─34 Дж∙с;
б) стала Планка; 1,055∙10─34 Дж∙с;
в) стала Рідберга; 1,097∙107 м─1;