Методические указания по физике для подготовки к интернет-тестированию студентов всех технических специальностей Курск 2012 - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические указания для выполнения практических заданий 6 1357.53kb.
Методические указания и задания к выполнению лабораторных работ для... 1 918.56kb.
Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальностей 5 544.57kb.
Методические рекомендации для студентов всех специальностей и форм... 3 462.82kb.
Методические указания к семинарским занятиям по курсу «Философия»... 2 424.95kb.
Методические указания к самостоятельной работе обучающихся Александровск-Сахалинский... 1 48.35kb.
Методические указания по их выполнению для студентов заочной формы... 1 107.52kb.
Методические указания по решению типовых задач, а также задания на... 3 1082.21kb.
Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов... 1 252.1kb.
Методическое пособие Задания и методические указания к контрольным... 3 474.04kb.
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине... 1 130.81kb.
Неклассические логические элементы и квантовые компьютеры 1 59.08kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология» 1 9.92kb.

Методические указания по физике для подготовки к интернет-тестированию студентов - страница №2/3

Принцип запрета Паули


Состояние 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 m 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 m 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 .














Оболочка

На уровне с энергией

n = 1

2 эл.

K




n = 2

8 эл.

L




n = 3

18 эл.

M




n = 4

32 эл.

N




n = 5

50 эл.

O










P

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.
Задание 54

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
а рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода. Поглощение фотона с наибольшей длиной волны происходит при переходе, обозначенном стрелкой номер …

1); 2); 3); 4); *5).
Задание 57
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.

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…

*1) n=2 → n=1;

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.
Задание 63

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.
Задание 65

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 >>