Меню

Наименьшая длина волны рентгеновского излучения если рентгеновская трубка работает при напряжении

Найти напряжение, под которым должна работать рентгеновская трубка, чтобы наименьшая длина волны излучения равнялась 1,0 нм

Дано: λ=1 нм=1∙10 -9 м, h=6,62∙10 -34 Дж∙с, с=3∙10 8 м/с, е=1,6∙10 -19 Кл.

Решение: По закону сохранения энергии ;

Ответ: U=1241,25 В.

66. Какое из трех типов излучения, альфа, бета или гамма, обладает наибольшей проникающей способностью?

Гамма-излучение (γ-излучение) обладает наибольшей проникающей способностью. (Проходят через слой свинца толщиной 5 см).

67. Какие из представленных ниже выражений правильно отражают суть постулатов Бора?

Внутренняя энергия атомов принимает дискретный ряд значений;

Атомы могут находиться в определенных состояниях, в которых, несмотря на движение электронов, они не испускают электромагнитных волн;

При переходе атомов из одного состояния в другое испускаются или поглощаются электромагнитные волны.

68. Световое давление оказывают:

Электромагнитные световые волны.

69. Какое из приведенных утверждений является правильным:

70. При аннигиляции электрона и позитрона образовалось два одинаковых γ-кванта. Найти их длину волны, пренебрегая кинетической энергией частиц до реакции.

Дано: h=6,62∙10 -34 Дж∙с, с=3∙10 8 м/с, m=9,1∙10 -31 кг.

; либо 2,4 пм, либо 0,024 Å

71. Гамма-излучение — это поток:γ-квантов либо фотонов.

72. Энергия свободной частицы:

Е= 2 k 2 /(2m)=Рх 2 /(2m)=mv 2 /2

энергия свободной частицы может принимать любые значения, т.е. ее энергетический спектр является непрерывным.

73. О явлении туннелирования частиц можно сказать:

Данное явление является следствием проявления волновых свойств частиц;

Данное явление связано с прохождением частицей с энергией Е потенциального барьера U при U>Е;

Данное явление позволяет объяснить работу туннельного диода и α-распад.

74. Решая стационарное уравнение Шредингера можно определить:

а) энергию состояния частицы, если известны условия (поле), в которых она находится;

б) вероятность локализации частицы с заданными значениями энергии в том или ином месте пространства;

в) возможные значения энергии и волновые функции состояний квантовой системы;

г) возможные значения энергии и пространственное распределение плотности вероятности локализации частиц квантовой системы;

д) определить, как изменяется вероятность нахождения частицы в том или ином месте пространства, если изменяется потенциальное поле.

75. Какая доля радиоактивных атомов распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада?

; , Ответ: 0,75 (75%).

76. Какое из трех типов ядерных излучений, α-, β- или γ-излучение, является электромагнитным излучением?

γ-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитноеизлучение с чрезвычайно малой длиной волны λ -10 м.

77. С позиции зонной теории низкая электрическая проводимость диэлектриков вызвана тем, что:

при 0 К в зоне проводимости диэлектриков электроны отсутствуют. Ширина запрещенной зоны кристалла порядка нескольких электрон-вольт, то тепловое движение не может перебросить электроны из валентной зоны в зону проводимости и кристалл является диэлектриком, оставаясь им при всех реальных температурах.

78. Сколько нейтронов в ядре элемента ?

79. Тормозное рентгеновское излучение возникает вследствие:

Читайте также:  Для потребителей низкого напряжения

потерь энергии электронами при их торможении в веществе, а его спектр имеет непрерывный характер с резкой коротковолновой границей.

80. По отношению к какой частице позитрон является античастицей?

Электрон (Позитрон называют античастицей электрона. Частица (электрон) и античастица (позитрон) различаются только знаком электрического заряда; остальные их свойства — масса покоя, абсолютная величина заряда, спин (т. е. внутреннее вращение) — в точности совпадают).

81. Принцип Паули утверждает, что:

два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.

ни в какой физической системе, в частности в атоме, не может быть двух электронов, состояния которых характеризовались бы одинаковыми значениями четырех квантовых чисел.

дентичные фермионы — тип элементарных частиц, образующих фундаментальную материю — не могут находиться в одном месте в одно и то же время и иметь при этом одинаковую ориентацию.

82. Минимальная длина волны (коротковолновая граница) тормозного рентгеновского излучения зависит от:напряжения.

Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра тормозного излучения определяется только величиной напряжения на рентгеновской трубке.

83. Какое из приведенных утверждений наиболее правильно отражает соотношение неопределенностей Гейзенберга:

существует ненулевой предел для произведения дисперсий сопряжённых пар физических величин, характеризующих состояние системы

ΔхΔрх h, ΔyΔрy h, ΔzΔрz h называют соотношением неопределенностей Гейзенберга.

Из него следует, что чем точнее определена координата (Δх мало, т.е. узкая щель), тем больше неопределенность в импульсе частицы Δрх h/Δх. Точность определения импульса будет возрастать с увеличением ширины щели Δх и при Δх→¥ не будет наблюдаться дифракционная картина, и поэтому неопределенность импульса Δрх будет такой же, как и до прохождения частицы через щель, т.е. Δрх=0. Но в этом случае не определена координата х частицы, т.е. Δх→¥.

Невозможность одновременно точно определить координату и импульс (скорость) не связана с несовершенством методов измерения или измерительных приборов. Соотношение неопределенности является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.

Соотношения неопределённостей не ограничивают точность измерения величины, если ее коммутирует сам с собой в разные моменты времени. Например, соотношение неопределённостей для свободной частицы не препятствуют точному измерению ее импульса, но не позволяет точно измерить ее координату (это ограничение называется для координаты).

84. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона излучения с длиной волны 5,2∙10 -7 м?

Дано: λ=5,2∙10 -7 м; h=6,62∙10 -34 Дж∙с, m=9,1∙10 -31 кг.

Решение: Импульс электрона импульс фотона

85. О фононах можно сказать:

Это квазичастицы, так как существуют только в веществе;

Число фононов в веществе зависит от температуры и при Т→0, N→0, а при .

86. Радиоактивный натрий , распадаясь, излучает электроны. Ядро какого элемента при этом образуется?

Читайте также:  Как сделать ограничение напряжения

по таблице Мендлеева по порядковому номеру Z=12, определим, что это магний ( ).

87. Для защиты от внешнего γ-излучения:

необходимы свинцовые экраны большой толщины

88. Масса фотонов:

В состоянии покоя равна нулю.

Так как фотон всегда находится в движении, его масса увеличивается при росте частоты света (при уменьшении длины волны света).

Согласно гипотезе световых квантов Эйнштейна, свет испускается, поглощается и распространяется дискретными порциями (квантами), названнымифотонами.Энергия фотона Е=hν. Его масса находится из закона взаимосвязи массы и энергии :

Фотон — элементарная частица, которая всегда (в любой среде!) движется со скоростью света с и имеет массу покоя, равную нулю. Следовательно, масса фотона отличается от массы таких элементарных частиц, как электрон, протон и нейтрон, которые обладают отличной от нуля массой покоя и могут находиться в состоянии покоя.

89. Энергию фотона можно рассчитать с использованием формул:

либо

90. Рентгеновская трубка работает под напряжением 30 кВ. Какова наименьшая длина волны испускаемого ею излучения?

Дано: U=30 кВ, h=6,62∙10 -34 Дж∙с, с=3∙10 8 м/с, е=1,6∙10 -19 Кл.

Решение: По закону сохранения энергии ;

Ответ: 41,375 пм= 0,41Å

91. Какая частица является вторым продуктом ядерной реакции . Выделяется или поглощается энергия при этом?

из реакции следует, что вторым продуктом является протон (либо водород).

Решение: Определим энергетический выход , , ,т.к. ΔW 6 эВ;

5,0∙10 6 эВ∙1,6∙10 -19 Кл=8∙10 -13 Дж

Ответ: 8∙10 -13 Дж

93. На сколько единиц уменьшается массовое число ядра в процессе альфа-распада?

Так массовое число алфа-частицы ( ) равно четыре, то при альфа-распаде массовое число ядра уменьшается на четыре единицы.

94. Естественное β-излучение представляет собой поток:

Они сильнее отклоняются магнитным полем, чем α-частицы. Их ионизирующая способность гораздо больше (поглощаются слоем алюминия толщиной около 2 мм), чем у α-частиц.

95. Волновые свойства частиц можно обнаружить:

96. Какое из трех типов естественного радиоактивного излучения — α, β или γ — состоит из частиц с положительным зарядом?

Бета-лучи состоят из отрицательно заряженных электронов, альфа-лучи — из положительно заряженных частиц (альфа-частиц, которые, как выяснилось несколько позднее, являются ядрами гелия-4), гамма-лучи аналогичны лучам Рентгена (не имеют заряда), только значительно более жесткие.

97. Сколько протонов Z и сколько нейтронов N в ядре изотопа азота ?

98. Какое из трех типов ядерных излучений, α-, β- или γ-излучение, обладает наименьшей проникающей способностью:

( -лучи представляют собой поток быстро движущихся частиц, заряд которых равен 2|е|, а масса равна массе гелия, т.е. -частица — двукратно ионизированный атом гелия Они вылетают со скоростью м\с , т.е. обладают большой энергией (4—9 МэВ), а также высокой ионизирующей и малой проникающей способностью (поглощаются, например, слоем алюминия, толщиной 0,05 мм).

99. Определите второй продукт ядерной реакции

Читайте также:  Расчет кабеля 10кв по потери напряжения

Определим массовое число А=14+1-14=1, определим зарядовое число Z=7-6=1,

Следовательно, вторым продуктом является протон , либо водород.

100. Длину волны 1-ой линии серии Бальмера для водорода можно рассчитать с помощью записанной ниже формулы (R — постоянная Ридберга):

, где с=3∙10 8 м/с – скорость света.

101. Орбитальное квантовое число может принимать следующие значения:

Орбитальное квантовое число определяет момент импульса электрона, точное значение его энергии и форму орбиталей. Орбитальное квантовое число зависит от главного квантового числа и принимает следующие значения: = 0, 1, … ,(n – 1), причем каждому значению главного квантового числа n соответствует n значений орбитального квантового числа ℓ. Например, если n = 1, то ℓ принимает только одно значение (ℓ = 0), при n = 2 величина ℓ принимает два значения: 0 и 1 и т. д. Каждому численному значению ℓ соответствует определенная геометрическая форма орбиталей и приписывается буквенное обозначение.

102. В каком из выражений правильно записан закон Стефана-Больцмана:

Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры (Закон Стефана–Больцмана):

где σ = 5,67∙10 –8 Вт/(м 2 ∙К 4 ) – постоянная Стефана–Больцмана.

Закон Стефана–Больцмана, определяя зависимость Re от температуры, не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела.

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

где ρ — степень черноты (для всех веществ ρ 0 -мезона, для всех остальных элементарных частиц существуют античастицы.

104. Какой изотоп образуется из 3 Li после одного β-распада и одного α-распада?:

Источник



Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии

Оптическая разность хода D двух интерферирующих волн монохроматического света равна 0,3 l. Определить разность фаз Dj .

Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если углу j = 30 0 соответствует максимум четвертого порядка для монохроматического света с длиной волны l = 0,5мкм.

Интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, уменьшилась в 8 раз. Пренебрегая поглощением света, определите угол между главными плоскостями николей.

Определите энергию фотона e с длиной волны l =0,5мкм .

Определите, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона, длина волна которого l = 2пм.

Энергетическая светимость черного тела Re=10кВт/м 2 . Определите длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела.

Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка (работа выхода А = 4 кэВ), при облучении g — излучением с длиной волны l =2,47 пм .

Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400нм. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится. Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ.

Источник