ДЗ 26 АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Строение атома

ДЗ 26 АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Поглощение и испускание света атомом.
Квантование энергии. Принцип действия и использование лазера.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Почему электроны не могут изменить траекторию альфа-частиц?
Электрон в атоме водорода перешел с пятого энергетического уровня на второй. Как при этом
изменилась энергия атома?
Чем отличается атом, находящийся в стационарном состоянии, от атома в возбужденном состоянии?
Как изменилась энергия атома водорода, если электрон в атоме перешел с первой орбиты на
третью, а затем вернулся обратно?
Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если электрон находится на
четвертой орбите?
Для ионизации атома кислорода необходима энергия около 14 эВ. Найдите частоту излучения,
которое может вызвать ионизацию.
При переходе электрона в атоме водорода с третьей стационарной орбиты на вторую излучается
красный свет с длиной волны 650 нм. Какую энергию теряет атом?
Рубиновый лазер излучает в одном импульсе 3,5*1019 фотонов с длиной волны 0,694 мкм. Чему
равна средняя мощность вспышки лазера, если ее длительность 1 мс?
Гелий-неоновый газовый лазер, работающий в непрерывном режиме, дает излучение
монохроматического света с длиной волны 630 нм, развивая мощность 40 МВт. Сколько фотонов
излучает лазер за 1 с?
Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций.
10. Напишите недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях:
11. При облучении изотопа меди-63 протонами реакция может идти несколькими путями: с
выделением одного нейтрона, с выделением двух нейтронов, с выделением протона и нейтрона.
Напишите ядерные реакции для каждого случая. Ядра каких элементов при этом образуются?
12. Элемент курчатовий -261 получили, облучая плутоний-242 ядрами неона-22. Напишите реакцию,
если известно, что в результате образуются еще 4 нейтрона.
13. Какие из написанных ниже реакций вызываются альфа-частицами, протонами, нейтронами и
фотонами:
14. Какие химические элементы, названные в честь великих ученых, были искусственно получены в
результате следующих реакций:
Радиоактивные излучения и их воздействие на живые организмы.
15. Период полураспада радиоактивных ядер 15 дней. За сколько дней произойдет уменьшение
радиоактивного элемента в 4 раза?
16. Какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента распадается за время, равное половине
периода полураспада?
17. Активность радиоактивного элемента уменьшается в четыре раза за 8 суток. Найдите период
полураспада.
18. Какая доля радиоактивного цезия-137, период полураспада которого 30 лет, распадается за 1 год?
Определите постоянную распада.
19. Наибольшей способностью вызывать ионизацию молекул обладает альфа-излучение. Вследствие
сильного ионизирующего действия глубина проникновения данного излучения в вещество
невелика. Так, длина свободного пробега для альфа-частицы радиоактивного изотопа полония-210 в
воздухе не превышает 3,85 см. В воде или тканях живого организма альфа-частицы могут
распространяться на расстояния, не превышающие сотых долей миллиметра, т.е. проникать в
поверхностные слои ткани. Однако при попадании внутрь организма они становятся очень
опасными. Используя эти данные, ответьте на вопросы:
Почему альфа-частицы становятся опасными при попадании внутрь организма?
Почему ионизация атомов и молекул вредна ткани организма?
Какие меры предосторожности достаточны для предотвращения облучения альфа-частицами?
20. Бета-излучение обладает меньшей ионизирующей способностью по сравнению с альфа-излучением,
но зато большей проникающей способностью. Так, например, максимальный пробег бета-частиц
радиоактивного фосфора-32 в воздухе достигает 6 м, в тканях организма – 9 мм, в алюминии – 3 мм.
Это так называемое «жесткое» излучение (защита – толстое стекло). Существует и «мягкое»
излучение. Примером может служить изотоп серы-35, бета-излучение которого полностью
поглощается слоем воздуха в 30 см, максимальный пробег его бета-частицы в биологической ткани
не превышает 0,5 мм. Используя эти данные, ответьте на вопросы:
Какая существует зависимость между глубиной проникновения альфа- и бета-частиц в вещество и
их ионизирующей способностью?
Как можно объяснить наличие «жесткого» и «мягкого» бета-излучения?
21. В связи с отсутствием у гамма-излучения электрического заряда оно не может производить прямую
ионизацию встречных молекул. Поглощение его веществом сопровождается образованием
вторичных электронов, которые производят ионизацию. Поэтому ионизационный эффект гаммаизлучения значительно меньше, но зато больше его проникающая способность. Используя эти
данные, ответьте на вопросы:
Какое действие оказывает на организм гамма-излучение по сравнению с альфа- и бета-излучением
( более разрушающее или менее) ?
22. Почему биологи называют радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бета-частицы,
«внутренними излучателями», а испускающие гамма-излучение – «внешними излучателями»?
23. Почему при воздействии на организм различных видов излучения при одинаковых дозах более
сильное биологическое действие оказывает альфа-излучение?
24. При массе человека 70 кг содержание калия в организме составляет в среднем 140 г, из них 0,01%
приходится на радиоактивный изотоп калия-40. Определите количество гамма-квантов,
возникающих каждую секунду при распаде радиоактивного калия, если из 100 распадов 11
сопровождается испусканием гамма-кванта.
25. Радиоактивный углерод-14, введенный при обследовании в организм человека, дает 2500 распадов
в одну секунду. Определите его количество в граммах.
Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор.
26.
27.
28.
29.
30.
Что называется ядерным реактором?
Перечислите основные элементы ядерного реактора и укажите их назначение.
Может ли произойти цепная реакция при любой массе ядерного топлива?
Что такое критические параметры и чему они равны для урана-235
Как возникает неуправляемая цепная реакция?