Практическое занятие № 15

Наименование занятия: Квантовая физика.

Цель занятия: отработать навык решения задач по квантовой физике.

Подготовка к занятию: лекция № 16. Касьянов В.А. Физика-11 §43-62.

В-1

Задание на занятие:

1. Катод фотоэлемента облучается светом с длиной волны λ = 3,5 × 10−7 м. Какая энергия передана фотоэлектронам, если в цепи фотоэлемента протек заряд Q = 2 × Кл? Постоянная Планка h = 6,62 × Дж•с, величина заряда электрона |е| = 1,6 × Кл, скорость света с = 3 × м/с.

2. Возникнет ли фотоэффект в оксиде бария под действием облучения, имеющего длину волны 350 нм?

3. Давление солнечного света на поверхность Земли составляет 4,7*10^-4 Па. Определите энергию излучения, падающего ежесекундно на каждый квадратный метр поверхности Земли, расположенной перпендикулярно лучам.

4. а) Радиоактивный атом тория превратился в атом висмута . Сколько при этом произошло α- и β- распадов?

б) Допишите реакции:

5. Вычислите энергию связи и дефект масс ядра атома алюминия .

6. Каков КПД атомной электростанции мощностью 5*10⁸ Вт, если за 1 год было израсходовано 965 кг урана ? В каждом акте деления выделяется 200 МэВ энергии. Масса одного моля урана 0,235 кг/моль.

7. Почему нейтроны негативно влияют на организм человека?

8. Период полураспада радиоактивного йода-131 равен восьми суткам. За какое время количество атомов йода-131 уменьшится в 1000 раз?

В-2

Задание на занятие:

1. На металлическую пластинку сквозь сетку, параллельную пластинке, падает свет с длиной волны λ = 0,4 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов между пластинкой и сеткой U = 0,95 В. Определить красную границу фотоэффекта (максимальную длину волны). Постоянная Планка h = 6,62 × Дж•с, величина заряда электрона |е| = 1,6 × Кл, скорость света с = 3 × м/с.

2. Каков импульс фотона инфракрасного излучения с длиной волны 50 мкм?

3. На каждый квадратный сантиметр черной поверхности ежесекундно падает 2,8*10¹⁷ квантов излучения с длиной волны 400 нм. Какое давление создает это излучение на поверхности?

4. а) Сколько α- и β- распадов происходит при превращении радия в свинец ?

б) Допишите реакции:

5. Вычислите энергию связи и дефект масс ядра атома урана .

6. Атомный ледокол имеет силовые установки, мощность которых 32 400 кВт. Работая на полную мощность, он затрачивает ежесуточно 240 г урана- 235. Найдите КПД атомного реактора, установленного на ледоколе, если вследствие деления ядра выделяется энергия 200 МэВ.

7. Поясните, почему для осуществления термоядерной реакции удобнее использовать ядра водорода, особенно его тяжелые изотопы: дейтерий и тритий.

8. Каков период полураспада изотопа, если за сутки распадается в среднем 900 атомов из 1000?

Содержание отчёта:

1. Записать наименование и цель занятия.

2. Ответить на контрольные вопросы и получить допуск к работе.

3. Выполнить задания.

Контрольные вопросы:

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

2. Энергия, масса, импульс фотона.

3. Закон Стефана- Больцмана.

4. Давление света.

5. Дефект массы ядра. Энергия связи ядра.

6. Запишите закон радиоактивного распада.