Давайте разберем каждую задачу по порядку, с учетом того, что цель — понять решение. Я буду подробно объяснять каждый шаг.
Задача 1: Фотоэффект — найти частоту излучения
Дано:
- Работа выхода (A = 8,5 \times 10^{-19}) Дж
- Кинетическая энергия фотоэлектронов ((E_{кинет})) = (1.5 \times 10^{-19}) Дж
Искусственный формат:
Используем формулу фотоэффекта:
[
hf = A + E_{кинет}
]
где:
- (h) — постоянная Планка ((6.626 \times 10^{-34} , Дж \cd*с))
- (f) — частота излучения, которую нужно найти
Пошагово:
- Записать формулу:
[
f = \frac{A + E_{кинет}}{h}
]
- Подставить значения:
[
f = \frac{8.5 \times 10^{-19} + 1.5 \times 10^{-19}}{6.626 \times 10^{-34}}
]
- Вычислить сумму чисел в числителе:
[
8.5 \times 10^{-19} + 1.5 \times 10^{-19} = 10.0 \times 10^{-19} = 1.0 \times 10^{-18} , Дж
]
- Вычислить частоту:
[
f = \frac{1.0 \times 10^{-18}}{6.626 \times 10^{-34}} \approx 1.509 \times 10^{15} , Гц
]
Ответ:
Частота применяемого излучения (\approx 1.51 \times 10^{15} , Гц).
Задача 2: От чего зависит скорость вырываемых фотоэлектронов?
Правильный ответ: В) От частоты падающего света
Объяснение:
Кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от частоты фотона ((E_{фотона} = hf)). Чем выше частота, тем больше энергия фотоэлектрона (при условии, что энергия фотона превышает работу выхода).
Интенсивность влияет на число выбитых электронов, но не на их кинетическую энергию.
Задача 3: Теория Планка
Верный ответ: А) Свет излучается порциями
Объяснение:
Планк ввел представление о квантовании энергии излучения. Свет передается порциями — квантами (фотонами). Таким образом, энергия излучения дискретна и связана с частотой.
Задача 4: Состав ядер серебра (Ag), кобальта (Co)
Атомные номера и состав ядер:
- Серебро (Ag): (Z = 47),
- Кобальт (Co): (Z = 27).
Типичные изотопы:
- Серебро: (^{107})Ag или (^{109})Ag.
- Кобальт: (^{59})Co.
Задача 5: Правило смещения для альфа-распада
Правило смещения (закон сохранения энергии и масс):
[
A_{родителя} = A_{продукта} + 4
]
и
[
Z_{родителя} = Z_{продукта} + 2
]
Объяснение:
При альфа-распаде ядро теряет частицы альфа (2 протона, 2 нейтрона): масса уменьшается на 4, атомный номер — на 2.
Задача 6: Образование изотопа после распада
Исходное ядро: (^{232}_{90}\mathrm{Th})
После альфа-распада:
[
^{232}{90}\mathrm{Th} \xrightarrow{\alpha} , ^{228}{88}\mathrm{Ra}
]
Два бета-распада излучают:
- Бета-распад увеличивает Z на 1 (нейтрон превращается в протон).
Следовательно, итоговая цепочка:
[^{228}{88}\mathrm{Ra} \xrightarrow{\beta} ^{228}{89}\mathrm{Ac} \xrightarrow{\beta} ^{228}_{90}\mathrm{Th}]
Но вопрос — какой изотоп образуется после этого?
Тогда изначально было (^{232}), после альфы — (^{228}).
Два бета-распада — это превращение нейтронов в протоны, итог:
Изотоп атома Актиний (Ac):
Ответ: (^{228}_{89}\mathrm{Ac})
Задача 7: Энергия связи ядра Ли
Число протонов (Z=3), нейтронов (N=3) (для (^{6}\mathrm{Li})).
Масса ядра:
[
m_{ядра} \approx 6.015 , у(\text{узловая масса}).
]
Используем формулу энергии связи:
[
E_{св} = [Z \times m_p + N \times m_n - m_{ядра}] \times c^2
]
где:
- (m_p \approx 1.0073, у)
- (m_n \approx 1.0087, у)
- (m_{ядра} \approx 6.015, у)
Находим дефект масс:
[
\Delta m = (3 \times 1.0073 + 3 \times 1.0087) - 6.015 \approx (3.0219 + 3.0261) - 6.015 = 6.048 \text{ - } 6.015 = 0.033 , у
]
Переводим массу в энергию:
[
E = \Delta m \times 931.5, \text{МэВ}
]
[
E \approx 0.033 \times 931.5 \approx 30.8, \text{МэВ}
]
Ответ: около 30.8 МэВ энергии связи.
Задача 8: Дописать ядерные реакции
Имеются реакции:
- (^{6}_3\mathrm{Li} + ? p \rightarrow ^{3}_2\mathrm{He} + ?)
Реакция, вероятно,:
[
^{6}_3\mathrm{Li} + p \rightarrow 2, ^{3}_2\mathrm{He}
]
или:
[
^{6}_3\mathrm{Li} + p \rightarrow ^{4}_2\mathrm{He} + ^{5}_1\mathrm{Li}
]
Но чаще используют:
[
^{6}_3\mathrm{Li} + p \rightarrow 2, ^{3}_2\mathrm{He}
]
- (\ ? + ^{4}_2\mathrm{He} \rightarrow ^{10}_5\mathrm{B} + ? n)
Добавим нуклон:
[
^{6}_3\mathrm{Li} + ^{4}_2\mathrm{He} \rightarrow ^{10}_5\mathrm{B} + n
]
Задача 9: Изотопы — это...
Ответ: С) Элементы с одинаковыми химическими свойствами, но с различной атомной массой.
Объяснение:
Изотопы — это атомы одного элемента, у которых одинаковый З (число протонов), но разное число нейтронов.
Задача 10: Бета-излучение — это...
Ответ: D) Поток бета частиц.
Объяснение:
Бета-излучение — это поток электронов или позитронов, возникающих при бета-распаде.
Если нужно, я могу подготовить более подробное решение или объяснить любой пункт подробнее.
