Контрольная работа по теме «Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Квантовые явления» Вариант 3

Задание 1:

Определи тип излучения: 238₉₂U → 234₉₀Th + ?

Решение:

• Данное превращение является альфа-распадом. При альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу (ядро гелия, ⁴₂He). Массовое число уменьшается на 4, а зарядовое число уменьшается на 2.
• Следовательно, недостающая частица — это альфа-частица.

Ответ: α-частица (⁴₂He)

Задание 2:

Дополни реакцию: ³⁷₁₇Cl → ³⁷₁₈Ar + ?

Решение:

• В данной реакции происходит изомерный переход или бета-распад с превращением нейтрона в протон. Зарядовое число увеличивается на 1, а массовое число остается прежним.
• Следовательно, недостающая частица — это электрон (⁰_-1e) или позитрон (⁰₊₁e), в данном случае, в результате превращения нейтрона в протон, выделяется позитрон и нейтрино, либо наоборот, протон превращается в нейтрон с испусканием электрона и антинейтрино. Учитывая, что аргон имеет зарядовое число 18, а хлор 17, это соответствует испусканию позитрона.

Ответ: позитрон (⁰₊₁e)

Задание 3:

Найди энергию фотона, если ν = 4,8 × 10¹⁴ Гц.

Решение:

• Энергия фотона (E) связана с его частотой (ν) формулой Планка: E = hν, где h — постоянная Планка (приблизительно 6,626 × 10^-34 Дж·с).
• Подставляем значения: E = (6,626 × 10^-34 Дж·с) × (4,8 × 10¹⁴ Гц)
• E ≈ 31,8 × 10^-20 Дж = 3,18 × 10^-19 Дж

Ответ: E ≈ 3,18 × 10^-19 Дж

Задание 4:

Найди длину волны, если E = 2,65 × 10^-19 Дж.

Решение:

• Связь энергии фотона (E) и длины волны (λ) дается формулой: E = hc/λ, где h — постоянная Планка (6,626 × 10^-34 Дж·с), c — скорость света (приблизительно 3 × 10⁸ м/с).
• Выразим длину волны: λ = hc/E
• Подставляем значения: λ = (6,626 × 10^-34 Дж·с × 3 × 10⁸ м/с) / (2,65 × 10^-19 Дж)
• λ ≈ (19,878 × 10^-26) / (2,65 × 10^-19) м
• λ ≈ 7,5 × 10^-7 м

Ответ: λ ≈ 7,5 × 10^-7 м

Задание 7:

Дано: m_нуклонов = 12,000123 а.е.м., m_ядра = 12,000000 а.е.м. Найди: а) Дефект масс б) Энергию связи в МэВ (1 а.е.м. = 931 МэВ)

Решение:

1. Дефект масс (Δm): Разница между суммой масс нуклонов и массой ядра.
2. Δm = m_нуклонов - m_ядра
3. Δm = 12,000123 а.е.м. - 12,000000 а.е.м. = 0,000123 а.е.м.
4. Энергия связи (E_связи): Переводится в МэВ с помощью коэффициента 931 МэВ/а.е.м.
5. E_связи = Δm × 931 МэВ/а.е.м.
6. E_связи = 0,000123 а.е.м. × 931 МэВ/а.е.м. ≈ 0,114513 МэВ

Ответ: а) Дефект масс ≈ 0,000123 а.е.м. б) Энергия связи ≈ 0,115 МэВ

Задание 5:

Через 10 суток осталось 2 г вещества. Период полураспада - 2,5 суток. Найди начальную массу.

Решение:

• Количество периодов полураспада (n) за 10 суток: n = Время / Период полураспада = 10 суток / 2,5 суток = 4.
• Формула для расчета массы оставшегося вещества (m): m = m₀ / 2ⁿ, где m₀ — начальная масса, n — количество периодов полураспада.
• Выразим начальную массу: m₀ = m × 2ⁿ
• Подставляем значения: m₀ = 2 г × 2⁴
• m₀ = 2 г × 16
• m₀ = 32 г

Ответ: Начальная масса ≈ 32 г