Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Примеры решения задач




171. Определите красную границу фотоэффекта для металла с работой выхода 2 эВ.

Решение

Из уравнения Эйнштейна (82.4) для фотоэффекта при условии имеем

Частота света связана с его скоростью и длиной волны выражением

Из этих двух формул получаем

172. Найдите максимальную скорость электронов, освобождаемых при фотоэффекте светом с длиной волны 4·10-7 м с поверхности материала с работой выхода 1,9 эВ.

Решение

Для решения задачи воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта (82.4), подставив в него выражение для максимальной кинетической энергии электронов:

173. Определите работу выхода электрона с поверхности фотокатода и красную границу фотоэффекта, если при облучении фотоэлемента светом с частотой 1,6·1015 Гц фототок прекращается при запирающем напряжении 4,1 В.

Решение

Используем условие запирания фототока:

С учетом этого условия уравнение Эйнштейна для фотоэффекта будет иметь вид

Определим красную границу фотоэффекта:

174. При бомбардировке электронами атомы ртути переходят в возбужденное состояние, если энергия электронов равна 4,9 эВ или превышает это значение. Рассчитайте длину волны света, испускаемого атомом ртути при переходе из первого возбужденного состояния в нормальное.

Решение

Используем связь между энергией фотона и частотой: , отсюда ;

175. Вычислите энергию связи ядра атома дейтерия.

Решение

Энергия связи ядра равна

где - разность суммы масс свободных частиц, входящих в состав ядра, и массы ядра; - скорость света в вакууме. Для нахождения разности масс отыскиваем в справочнике по физике1 сведения о массах протона , нейтрона и электрона и атома дейтерия . Для нахождения массы ядра дейтерия необходимо вычесть из массы атома дейтерия массу электрона, находящегося на его оболочке:

Но , поэтому

а

или

176. Вычислите энергетический выход ядерной реакции

Решение

Для вычисления энергетического выхода ядерной реакции необходимо найти разность масс частиц, вступающих в реакцию, и частиц - продуктов реакции. В реакции участвуют атомные ядра, но в справочных таблицах обычно даются сведения лишь о массах атомов. Можно найти массу каждого атомного ядра вычитанием массы электронов оболочки из массы атома. Можно поступить иначе. Если в уравнении ядерной реакции слева и справа пользоваться только массами атомов (т.е. массой атома водорода, а не массой протона слева, и массой атома гелия, а не массой альфа-частицы справа), то из-за одинаковости числа электронов в атомах, вступающих в реакцию, и в продуктах реакции их вычитание осуществляется автоматически при нахождении разности масс. Таким образом, для решения задачи можно воспользоваться сведениями из справочника о массах атомов:

Вычислим энергетический выход при изменении массы на 1 а.е.м.:

Выход ядерной реакции равен

177. При осуществлении термоядерной реакции синтеза ядра гелия из ядер изотопов водорода - дейтерия и трития - по схеме

освобождается энергия 17,6 МэВ. Какая энергия освободится при синтезе 1 г гелия? Сколько каменного угля потребовалось бы сжечь для получения такой же энергии?

Решение

Для нахождения энергии, выделяющейся при синтезе 1 г гелия, нужно умножить выход ядерной реакции на число осуществленных реакций, равное числу атомов гелия в 1 г: .

Число атомов гелия равно

Поэтому для энергии получим

= 2,8·10-12·101,5·1023 Дж = 4,2·1011 Дж.

Из условия следует

Отсюда масса каменного угля, при сжигании которого освобождается столько же энергии, сколько и при синтезе 1 г гелия, равна




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 6814; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.