Похожие работы
|
Методические указания по физике для подготовки к интернет-тестированию студентов - страница №2/3
Принцип запрета ПаулиСостояние электронов в атомах позволяет объяснить принцип запрета Паули: В одном и том же атоме (или другой квантовой системе) не может быть двух электронов (либо других частиц со спином ), обладающих одинаковой совокупностью квантовых чисел. (В одном и том же состоянии не могут находиться 2 и более электронов). Принцип Паули дает объяснение периодической повторяемости свойств атомов. Распределение электронной плотности для состояний с заданным главным числом n, но с разными значениями орбитального ℓ и магнитного m - квантовых чисел, существенно отличаются. Хотя, согласно формуле (), им соответствует одна и та же энергия (). Ситуация, когда одному и тому же энергетическому уровню соответствует несколько различных квантовых состояний систем (волновые функции отличаются значениями mℓ и ℓ), называется вырождением уровня энергии. Уровень энергии называется невырожденным, если ему отвечает лишь одно состояние и g, кратно вырожденным, если система в g различных состояниях имеет одинаковую энергию. В атоме водорода при заданном числе n орбитальное квантовое число ℓ может принимать n значений , а магнитное квантовое число mℓ изменяется в пределах: -ℓ-+ℓ и следовательно принимает 2ℓ+1 значений. Поэтому кратность вырождения g - уровня энергии определяется суммой арифметической прогрессии. если учесть наличие спина у электрона, то .
Задания к теме Задание 51 Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис) запрещенным переходом является… *1) 3s - 2s; 2) 3s - 2p; 3) 3d - 2p; 4) 4s - 3p. Задание 52 Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис) запрещенным переходом является… *1) 4s - 3d; 2) 2p - 1s; 3) 4s - 3p; 4) 3s - 2p. Задание 53 Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис) запрещенным переходом является… *1) 4f - 2p; 2) 4p - 3d; 3) 2p - 1s; 4) 3s - 2p. Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис) запрещенным переходом является… *1) 4d - 2s; 2) 4s - 3p; 3) 3d - 2p; 4) 2p - 1s. Задание 55 Видимой части спектра излучения атома водорода соответствует формула *1) ; 2) ; 3) ; 4) . Задание 56 Н 1); 2); 3); 4); *5). Наибольшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует *1) n=5 → n=1; 2) n=2 → n=1; 3) n=5 → n=3; 4) n=3 → n=2. Задание 58 На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а так же условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой серию Бальмера, в инфракрасной серию Пашена. Наименьшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует… 2) n=5 → n=1; 3) n=4 → n=; 4) n=5 → n=3. Задание 59 Магнитное квантовое число m определяет… *1) проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление; 2) собственный механический момент электрона в атоме; 3) орбитальный механический момент электрона в атоме; 4) энергию стационарного состояния электрона в атоме. Задание 60 Азимутальное квантовое число l определяет… *1) орбитальный механический момент электрона в атоме; 2) собственный механический момент электрона в атоме; 3) энергию стационарного состояния вэлектрона в атоме; 4) проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление. Задание 61 На рисунке приведена одна из возможных ориентаций момента импульса электрона в р-состоянии. Какие еще значения может принимать проекция момента импульса на направление Z внешнего магнитного поля? 1) 2; *2) ; *3) ; 4) 2. Задание 62 В единицах постоянной Планка спин электрона равен … *1) 1/2; 2) 1; 3); 4) 3/2. Электрон в атоме водорода перешёл из основного состояния в возбуждённое с n = 3. Радиус его боровской орбиты … *1) увеличился в 9 раз; 2) увеличился в 2 раза; 3) увеличился в 3 раза; 4) уменьшился в 3 раза; 5) не изменился. Задание 64 В атоме водорода K и L оболочки заполнены полностью. Общее число электронов в атоме равно…… *1) 10; 2) 8; 3) 28; 4) 6. Энергия электрона в атоме водорода определяется значением главного квантового числа n. Если , то n равно… *1) 3 2) 4 3) 5 4) 2 Раздел 4. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА И ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 4.1. Радиоактивность. Состав атомных ядер. Согласно современным представлениям атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, которые объединяются общим названием нуклоны. 1.Протон (от греч. Protos), термин был введен Резерфордом, обозначается . Он является стабильной частицей с временем жизни лет кг Однако чаще всего масса элементарных частиц измеряется в МэВ . Таким образом, масса протона значительно больше массы электрона (). Протон имеет собственный механический момент . 2. Нейтрон (от латинского Neuter – ни тот, ни другой)/ - нейтральная частица. Был предсказан теоретически, а затем обнаружен экспериментально в 1932 году английским физиком Чедвиком. (в энергетических единицах) . 3. Основные характеристики ядра Заряд ядра определяется количеством протонов и характеризуется зарядовым числом Z (порядковый номер элемента в таблице Менделеева) Число нуклонов в ядре численно равно массовому числу А. Массовым числом называется ближайшее к массе атома целое число и выражается в а.е.м., которое равно . Таким образом, любой элемент таблицы Менделеева изображается в следующем виде: n = количество нейтронов. 4. Радиус ядра атома зависит от числа содержащихся в нем нуклонов. Опыты показали, что средняя плотность нуклонов для всех ядер приблизительно одинаковы, следовательно, объем ядра ~ массовому числу, а следовательно см. В настоящее время принято см см . Проведенные опыты по рассеиванию -частиц на ядрах показали, что радиус действия ядерных сил больше радиуса, в котором распределены нуклоны. Последняя формула для радиуса ядер имеет вид: . 5. Масса ядра. В настоящее время существует множество моделей атомных ядер, а следовательно множество формул, связывающих массы ядер с их составом. Однако в первом приближении все модели приводят к выводу, что масса ядра ~ массовому числу A , - постоянная величина. Отсюда следует, что плотность ядерного вещества приблизительно одинакова для всех ядер. Если ядро состоит из протонов и нейтронов, то масса ядра должна быть связана с их массами. Измерение масс ядер показывает, что масса ядра всегда меньше суммы масс исходных нуклонов. Разность между массой всех исходных частиц и массой ядра называется дефектом масс: . Это означает, что при образовании ядра часть массы исходных частиц должна передаваться окружающей среде в виде энергии, которая согласно формуле Эйнштейна - называется энергией связи. Она показывает, какую энергию необходимо затратить для расщепления ядра на составные части. Более важной характеристикой ядра является удельная энергия связи, то есть энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон Оказалось, что Е зависит от массового числа А. То есть существуют ядра химических элементов, в которых велика. Это ядра с массовыми числами 50-60, для которых энергия связи около 9 Мэв. а) В таких ядрах протоны и нейтроны наиболее плотно упакованы, поэтому больше, чем в среднем. б) Все точки для средней энергии связи на нуклон ложатся на гладкую кривую, за исключением ядер с магическими числами. Они, как правило, имеют зарядовые числа , либо число нейтронов . Существуют также ядра, у которых Z и N входят в ряд магических чисел, такие ядра назвали дважды магическими. Это: , , , , . << предыдущая страница следующая страница >> |
|