Задачи на тему Атом Бора. Рентгеновские лучи

Предмет Физика
Из пособия Решебник Волькенштейн

20.1 Найти радиусы трех первых боровских электродных орбит в атоме водорода и скорости электрона на них.
РЕШЕНИЕ

20.2 Найти кинетическую, потенциальную и полную энергии электрона на первой боровской орбите
РЕШЕНИЕ

20.3 Найти кинетическую энергию электрона, находящегося на k-й орбите атома водорода, для k = 1, 2, 3 и ∞
РЕШЕНИЕ

20.4 Найти период обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость
РЕШЕНИЕ

20.5 Найти наименьшую и наибольшую длины волн спектральных линий водорода в видимой области спектра.
РЕШЕНИЕ

20.6 Найти наибольшую длину волны в ультрафиолетовой области спектра водорода. Какую наименьшую скорость должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами электронов появилась эта линия?
РЕШЕНИЕ

20.7 Найти потенциал ионизации Ui атома водорода.
РЕШЕНИЕ

20.8 Найти первый потенциал возбуждения U1 атома водорода.
РЕШЕНИЕ

20.9 Какую наименьшую энергию в электроволнах должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов появились все линии всех серий спектра водорода? Какую наименьшую скорость должны иметь эти электроны?
РЕШЕНИЕ

20.10 В каких пределах должна лежать энергия бомбардирующих электронов, чтобы при возбуждении атома водорода ударами этих электронов спектр водорода имел только одну спектральную линию?
РЕШЕНИЕ

20.11 Какую наименьшую энергию в электронвольтах должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел три спектральные линии? Найти длины волн этих линий.
РЕШЕНИЕ

20.12 В каких пределах должны лежать длины волн монохроматического света, чтобы при возбуждении атома водорода квантами этого света наблюдались три спектральные линии?
РЕШЕНИЕ

20.13 На сколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны λ = 486 нм
РЕШЕНИЕ

20.14 В каких пределах должны лежать длины волн монохроматического света, чтобы при возбуждении атомов водорода квантами этого света радиус орбиты электрона увеличился в 9 раз?
РЕШЕНИЕ

20.15 На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной атомарным водородом. Постоянная решетки d = 5 мкм. Какому переходу электрона соответствует спектральная линия, наблюдаемая при помощи этой решетки в спектре пятого порядка под углом 41 °
РЕШЕНИЕ

20.16 Найти длину волны де Бройля для электрона, движущегося по первой боровской орбите атома водорода.
РЕШЕНИЕ

20.17 Найти радиус r1 первой боровской электронной орбиты для однократно ионизированного гелия и скорость электрона на ней.
РЕШЕНИЕ

20.18 Найти первый потенциал возбуждения U1 однократно ионизированного гелия; двукратно ионизированного лития.
РЕШЕНИЕ

20.19 Найти потенциал ионизации Ui однократно ионизированного гелия; двукратно ионизированного лития.
РЕШЕНИЕ

20.20 Найти длину волны фотона, соответствующего переходу электрона со второй боровской орбиты па первую в однократно ионизированном атоме гелия.
РЕШЕНИЕ

20.21 Решить предыдущую задачу для двукратно ионизованного атома лития.
РЕШЕНИЕ

20.22 D-линия натрия излучается в результате такого перехода с одной орбиты атома на другую, при котором энергия атома уменьшается на W = 3,37*10-19 Дж. Найти длину волны D-линии натрия.
РЕШЕНИЕ

20.23 На рисунке изображена схема прибора для определения резонансного потенциала натрия. Трубка содержит пары натрия. Электроды G и А имеют одинаковый потенциал. При какой наименьшей ускоряющей разности потенциалов между катодом K и сеткой G наблюдается спектральная линия с длиной волны λ = 589 нм?
РЕШЕНИЕ

20.24 Электрон, пройдя разность потенциалов U = 4,9 B, сталкивается с атомом ртути и переводит его в первое возбужденное состояние. Какую длину волны имеет фотон, соответствующий переходу атома ртути в нормальное состояние?
РЕШЕНИЕ

20.25 На рисунке изображена установка для наблюдения дифракции рентгеновских лучей. При вращении кристалла C только тот луч будет отражаться на фотографическую пластинку B, длина волны которого удовлетворяет уравнению Вулфа Брэма. При каком наименьшем угле между мощностью кристалла и пучком рентгеновских лучей были отражены рентгеновские лучи с длиной волны λ = 20 пм? Постоянная решетками кристалла d = 303 пм.
РЕШЕНИЕ

20.26 Найти постоянную решетки каменной соли, зная молярную массу (0.058 кг/моль) каменной соли и ее плотность (2,2*10^3 кг/м3). Кристаллы каменной соли обладают простой кубической структурой.
РЕШЕНИЕ

20.27 При экспериментальном определении постоянной Планка при помощи рентгеновских лучей кристалл устанавливается под некоторым углом, а разность потенциалов, приложенная к электродам, рентгеновской трубки, увеличивается до тех пор, пока не появится линия, соответствующая этому углу. Найти постоянную Планка из следующих данных: кристалл каменной соли установлен под углом φ = 14°; разность потенциалов, при которой впервые появилась линия, соответствующая этому углу, U = 9,1 кВ; постоянная решетки кристалла d = 281 пм.
РЕШЕНИЕ

20.28 К электродам рентгеновской трубки приложена разность потенциалов U = 60 кB. Наименьшая длина волны рентгеновских лучей, получаемых от этой трубки λ = 20,6 нм. Найти из этих данных постоянную Планка
РЕШЕНИЕ

20.29 Найти длину волны, определяющую коротковолновую границу непрерывного рентгеновского спектра для случаев, когда к рентгеновской трубке приложена pазность потенциалов U, равная: 30, 40, 50 кВ.
РЕШЕНИЕ

20.30 Найти длину волны, определяющую коротковолновую границу непрерывного рентгеновского спектра, если известно, что уменьшение приложенного к рентгеновской трубке напряжения на U = 23 кВ увеличивает искомую длину волны в 2 раза.
РЕШЕНИЕ

20.31 Длина волны гамма-излучения радия λ = 1,6 пм. Какую разность потенциалов надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить рентгеновские лучи с этой длиной волны?
РЕШЕНИЕ

20.32 Какую наименьшую разность потенциалов надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить все линии K-серии, если в качестве материала антикатода взять медь; серебро; вольфрам; платину?
РЕШЕНИЕ

20.33 Считая, что формула Мозли с достаточной степенью точности дает связь между длиной волны λ характеристических рентгеновских лучей и порядковым номером элемента Z, из которого сделан антикатод, найти наибольшую длину волны линий K-серии рентгеновских лучей, даваемых трубкой с антикатодом из железа; меди; молибдена; серебра; тантала; вольфрама; платины. Для K-серии постоянная экранирования b = 1
РЕШЕНИЕ

20.34 Найти постоянную экранирования для B-серии рентгеновских лучей, если известно, что при переходе электрона в атоме вольфрама с M на L слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ = 143 пм
РЕШЕНИЕ

20.35 При переходе электрона в атоме с L на K слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ= 78,8 пм Какой это атом? Для K - серии постоянная экранирования b = 1.
РЕШЕНИЕ

20.36 Воздух в некотором объеме V облучается рентгеновскими лучами. Экспозиционная доза излучения Dэ = 4,5 P. Какая доля атомов, находящихся в данном объеме, будет ионизирована этим излучением?
РЕШЕНИЕ

20.37 Рентгеновская трубка создаст на некотором расстоянии мощность экспозиционной дозы Pэ = 2,58*10-5 А/кг. Какое число пар ионов в единицу времени создает эта трубка на единицу массы воздуха при данном расстоянии?
РЕШЕНИЕ

20.38 Воздух, находящийся при нормальных условиях в ионизационной камере объемом V = 6 см3, облучается рентгеновскими лучами. Мощность экспозиционной дозы рентгеновских лучей Рэ = 0,48 мР/ч. Найти ионизационный ток насыщения
РЕШЕНИЕ

20.39 Найти для алюминия толщину x1/2 слоя половинного ослабления для рентгеновских лучей некоторой длины волны. Массовый коэффициент поглощения алюминия для этой длины волны 5,3 м2/кг.
РЕШЕНИЕ

20.40 Во сколько раз уменьшится интенсивность рентгеновских лучей с длиной волны λ = 20 пм при прохождении слоя железа толщиной d = 0,15 мм? Массовый коэффициент поглощения железа для этой длины волны μм = 1,1 м2/кг.
РЕШЕНИЕ

20.41 Найти толщину x1/2 слоя половинного ослабления для железа в условиях предыдущей задачи.
РЕШЕНИЕ

20.42 В нижеследующей таблице приведены для некоторых материалов значения толщины слоя x1/2 половинного ослабления рентгеновских лучей, энергия которых W = 1 МэВ. Найти линейный и массовый коэффициенты поглощения этих материалов для данной энергии рентгеновских лучей. Для какой длины волны рентгеновских лучей получены эти данные?
РЕШЕНИЕ

20.43 Сколько слоев половинного ослабления необходимо для уменьшения интенсивности рентгеновских лучей в 80 раз?
РЕШЕНИЕ