Фізика атомів і молекул. Основи квантової механіки. Фізика твердого тіла. Ядерна фізика та елементарні частинки, страница 4

612. Обчислити довжину хвилі  l де Бройля для електрона, що має кінетичну енергію Т = 13,6 еВ (енергія іонизації атома водню). Порівняти одержане значення l з діаметром  d атома водню (знайти співвідношення  l/d). Чи необхідно враховувати хвильові властивості електрона при вивченні руху електрона в атомі водню? Діаметр атома водню прийняти рівним удвоєному значенню боровського радіуса.

613. При аналізі розсіювання  a - частинок на ядрах (досліди Резерфорда) прицільні відстані приймались порядку 0,1 нм. Хвильові властивості  a - частинок ( Е = 7,7 МеВ) при цьому не враховувалися. Чи допустимо це?

614. Обчислити довжину хвилі  l де Бройля для теплових (Т = 300 К) нейтронів. Чи необхідно враховувати хвильові властивості нейтронів при аналізі іх взаємодії з кристалом? Відстань між атомами у кристалі прийняти рівною 0,5 нм.

615. Яку прискорюючу різницю потенціалів  Dj повинен пройти протон, щоб довжина хвилі  l де Бройля дорівнювала: 1) 1 нм; 2) 1 пм?

616. Обчислити довжину хвилі  l де Бройля протона, який пройшов прискорюючу різницю потенціалів  Dj, яка дорівнює 1)  1 МВ. 2) 1 ГВ.

617. Протон має кінетичну енергію Т=1 kеВ. Обчислити додаткову енергію  DТ, яку необхідно йому передати для того, щоб довжина хвилі  l де Бройля зменшилась у три рази.

618. Обчислити довжини хвиль де Бройля  a - частинки та протона, які пройшли однакову прискорюючу різницю потенціалів  Dj = 1кВ.

619. Електрон має кінетичну енергію Т = 1,02 МеВ. У скільки разів зміниться довжина хвилі де Бройля, коли кінетична енергія Т електрона зменшиться у два рази ?

620. Кінетична енергія  Т електрона дорівнює удвоєному значенню його енергії спокою ( 2  moc2). Обчислити довжину хвилі  l де Бройля для цього електрона.

621. Частинка знаходиться у глибокій одномірній прямокутній «потенціальній ямі». Знайти співвідношення різниці  DEn,n+1 cусідніх  енергетичних рівнів для енергії  Еn частинки у трьох випадках:

1)  n = 2; 2) n = 5; 3) n ®  ¥.

622. Враховуючи співвідношення невизначеностей, оцінити найменші помилки   DР у визначенні імпульсу електрона та протона, коли координати центру мас цих частинок можуть бути встановлені з невизначеністю  Dх = 0,01 мм.

623. Час життя  t збудженого ядра порядку 1 нс, довжина хвилі  l випроміннювання дорівнює 0,1 нм. З якою найбільшою точністю  De може бути обчислена енергія випромінювання?

624. Частинка у глибокій одномірній прямокутній «потенціальній ямі» знаходиться в основному стані. Яка імовірність  w находження частинки у крайній чверті “ями”?

625. Атом випромінює фотон з довжиною хвилі  l = 800 нм. Час випромінювання  t = 10 нс. Обчислити найбільшу точність  Dl, з якою може бути знайдена довжина хвилі випромінювання.

626. Враховуючи співвідношення невизначеностей, оцінити ширину  l одномірної “потенціальноі ями”, якщо мінімальна енергія електрона 

     Еmin = 10 еВ.

627. Альфа - частинка знаходиться у глибокій одномірній прямокутній «потенціальній ямі». Враховуючи співвідношення невизначеностей, оцінити ширину l “ями”, коли відомо, що мінімальна енергія  a - частинки Еmin = 8 МеВ.

628. Враховуючи співвідношення невизначеностей Гейзенберга, показати, що електрон не може знаходитися у середині атомного ядра. Діаметр ядра прийняти рівним 10-15м.

629. Електрон знаходиться у глибокій одномірній прямокутній «потенціальній ямі» шириною  l = 0,1 нм. Обчислити в електрон-вольтах найменшу різницю енергетичних рівнів.

630. Частинка у глибокій, одномірній, прямокутній “потенціальній ямі” шириною  l  знаходиться у збудженому стані ( n = 3). Обчислити, у яких точках інтервалу  0< х<l густина імовірності знаходження частинки має максимальне та мінімальне значення.

631. Обчислити густину  r кальцію (решітка кубічна гранецентрована), якщо відстань між найближчими атомами  d = 0,393 нм.

632. Стронцій має гранецентровану кубічну решітку. Обчислити відстань  d  між найближчими сусідніми атомами, якщо параметр решітки  а = 0,605 нм.

633. Обчислити число  Z елементарних комірок в одиниці об’єму кристалу барію (решітка об’ємноцентрована кубічна). Густину   r барію вважати відомою.

634. Знайти густину  r кристалу неону, якщо відомо, що решітка гранецентрована кубічна. Параметр решітки  а = 0,451 нм.

635. Барій має об’ємноцентровану кубічну решітку. Густина  r  кристалу барію дорівнює 3,5 . 103 кг/м3. Обчислити параметр  а решітки.

636. Алюміній має гранецентровану кубічну решітку. Параметр решітки  а = 0,404 нм. Обчислити густину алюмінію.

637. Ванадій має об’ємноцентровану кубічну решітку. Обчислити параметр а решітки та відстань  d між найближчими сусідніми атомами. Густину  r ванадію вважати відомою.

638. Обчислити число Z елементарних комірок кристалу міді в одиниці об’єму (решітка гранецентрована кубічна). Густину r міді вважати відомою.

639. Відстань d між найближчими сусідніми атомами в кристалічній решітці золота дорівнює 0,288 нм. Обчислити параметр решітки, коли решітка гранецентрована кубічна.

640. Нікель має гранецентровану кубічну решітку. Обчислити параметр  а решітки та відстань d між найближчими сусідніми атомами. Густину  r нікелю вважати відомою.

641. Обчислити теплоту Q, необхідну для нагрівання кристалу калію масою m= 200 г від температури Т1 = 4 К до Т2 = 5 К.  Прийняти характеристичну температуру Дебая для калію  д = 100 К та вважати умову Т<<д виконаною.

642. Користуючись теорією теплоємності Дебая, обчислити питому теплоємність спит алюмінію при температурі Т = д.