Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Демков В.П. -> "Физика. Теория. Методика. Задачи" -> 274

Физика. Теория. Методика. Задачи - Демков В.П.

Демков В.П., Третьякова О.Н. Физика. Теория. Методика. Задачи — М.: Высшая школа, 2001. — 669 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikateoriyametodikazadachi2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 268 269 270 271 272 273 < 274 > 275 276 277 278 279 280 .. 290 >> Следующая

скорость, которую приобретает атом после испускания фотона.
Изменение полной энергии атома равно
Д? = ?¦(,-?. (3)
Решив систему уравнений (1) - (3), получим
A? = Av{-^-г + l}"4,15 эВ.
2т с
• Ответ: АЕ = h vf _ + ll (r)4,15 эВ.
2т с 1
18.22. Покоящийся атом водорода излучил фотон с длиной волны X = 486
нм. Какую скорость при этом приобрел атом? Масса атома водорода т = 1,67-
10'27 кг.
18.23. Покоящийся атом водорода испустил фотон при переходе из
энергетического состояния п = 2 в основное. Какую скорость приобрел атом?
Масса атома водорода т = 1,67-10"27 кг.
625
18.24. Фотон с энергией е = 16,5 эВ выбил электрон с первой боровской
орбиты покоящегося атома водорода. Какую скорость будет иметь электрон
вдали от ядра? Масса электрона те = 9,МО'3 кг.
• Решение. Поскольку энергия б фотона много меньше энергии покоя Е0
электрона (Е0 = тес2 " 0,5 МэВ), то при решении задачи релятивистскими
поправками будем пренебрегать.
Рассмотрим процесс поглощения атомом фотона. Считая систему "фотон -
атом" замкнутой, запишем законы сохранения импульса и энергии при
поглощении атомом фотона с энергией ?:
е/с = я"иэт; (1)
е = У2 m UgT + АЕ, (2)
где от - масса атома водорода; иэт - его скорость после поглощения
фотона; АЕ - энергия, идущая на возбуждение атома.
Оценим скорость, которую приобрел атом после поглощения фотона Считая
массу атома водорода т " 1,6710'2 кг, из уравнения (1) получим иэт = 5,3
м/с. Величина кинетической энергии атома '/г т и2т * 1,45-10'7 эВ много
меньше энергии фотона ? = 16,5 эВ. Поэтому в дальнейшем кинетической
энергией атома при поглощении фотона будем пренебрегать.
Вследствие изменения внутренней энергии атома на величину АЕ ~ е
происходит ионизация атома, т.е. вырывание электрона из атома.
Запишем законы сохранения импульса и энергии для системы "электрон -
атом", где под атомом будем подразумевать атом, из которого выбит
электрон;
0 = теи-(т-те) х>; (3)
е = ?"о" + '/2 те и2 + '/2 (т - те) и2, (4)
где и - скорость выбитого электрона; и - скорость атома; от - его
масса; ?ион - энергия,
необходимая дня ионизации атома. Из уравнений (3) - (4) получим
т"
" = и---(5)
т-те
т. и2 т\ и2 т. и1 г от. i
Е=?"(tm)+~+^г^=?-+-т-{1+^Ь (б)
Так как масса электрона те много меньше разности масс (от - те), вторым
слагаемым в круглых скобках выражения (6) можно пренебречь.
Следовательно,
? ~ ?ион + '/2 те "2- (?)
Энергия ионизации соответствует вырыванию электрона нз низшего
энергетического состояния Ех при переходе в состояние Ет = 0 и равна
^иои = h "v
Выражая нз (7) искомую величину скорости электрона, с учетом (6) получаем
и =^2 (е - A Rv)/me к 106 м/с.
• Ответ; и =V 2 (е - h Rv)/me " 10б м/с.
18.25. Покоящийся атом водорода поглощает фотон, вследствие чего
электрон, находящийся на второй боровской орбите, вылетает из атома со
скоростью о = 6-105 м/с. Чему равна частота фотона? Масса электрона т =
9,1-10'31 кг.
18.26. Какую скорость приобретет покоящийся атом водорода, поглощая
фотон и переходя из основного в первое возбужденное состояние? Энергия
ионизации атома водорода ?ион = 13,6 эВ. Масса атома водорода т = 1,67-
10"27 кг. Постоянную Ридберга считать неизвестной.
626
§19. Физика атомного ядра
Как упоминалось в §18, в начале XX в. благодаря опытам Резерфорда было
доказано, что в центре атома находится крохотное по своим размерам, но
массивное ядро. Одновременно с созданием' квантовой теории и попытками
объяснить строение атома начались исследования и атомного ядра.
Оказалось, что ядро достаточно сложно, в его структуре и по сей день
остается много неясного. Тем не менее в начале 30-х гг. была разработана
модель атомного ядра, которая по-прежнему широко используется. Согласно
этой модели, ядро состоит из частиц двух типов - протонов и нейтронов.
Протон представляет собой ядро простейшего атома -атома водорода. Он
имеет положительный заряд qp = + e = 1,6-10'19 Кл и массу тр = 1,6726-
10'27 кг. Нейтрон электрически нейтрален (qn = 0), а его масса равна тп =
1,6750- 10'27кг. Протоны и нейтроны, представляющие собой два составных
элемента атомного ядра, объединяют общим названием нуклонов.
Ядро атома водорода состоит из одного протона, тогда как ядра атомов
других химических элементов содержат и протоны, и нейтроны. Различные
типы ядер часто называют нуклидами. Число протонов в ядре (или в нуклиде)
называется зарядовым числом Z. Число Z определяет порядковый номер
химического элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева. Поэтому его
также называют атомным номером ядра. Общее число нуклонов, т.е. протонов
и нейтронов, обозначается буквой А и называется массовым числом. Такое
название это число получило потому, что произведение А на массу
отдельного нуклона (протона или нейтрона) очень близко по значению к
массе ядра. Очевидно, что число нейтронов в ядре равно N = A-Z.
Чтобы характеризовать данный нуклид, достаточно указать только значения Z
и А. Для обозначения ядер обычно применяется символьная запись \Х, где
Предыдущая << 1 .. 268 269 270 271 272 273 < 274 > 275 276 277 278 279 280 .. 290 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed