1)в атоме водорода электрон переходит с n=2 на k=3 энергетический уровень какова частота поглощенного кванта? 2)длина волны на которую приходится максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела лямбда нулевое равно 0,58 мкм определить энергетическую светимость (излучательность) поверхности тела ? 3)гирька подвешенная к пружине колеблется по вертикали с периодом t равно 0,5 с определить жесткость пружины масса гирьки м равна 0,2 кг? 4)при колебаниях частицы среды с периодом t и частотой v волны (длина волны 1.5 м) распространяющейся со скоростью 300 м/с определить период и частоту волны? 5)длина волны излучения квант которого имеет энергию электрона кинетической энергии электрона движущегося со скоростью v составляет лямбда равно 15,7 м рассчитайте величину в а также массу и импульс такого кванта? 6)первоначальная масса радиоактивного изотопа h31 имеющей период полураспада т равна m12cg число атомов распавшийся за время t равное 4490 сут составляет n равно 12 x 10 23 степени найдите величину т?
E = -13.6 * (1/n^2) эВ,
где n - номер энергетического уровня.
Из условия известно, что электрон переходит с n=2 на k=3 энергетический уровень. Подставляем значения в формулу и находим разницу энергий:
ΔE = E3 - E2 = [-13.6 * (1/3^2)] - [-13.6 * (1/2^2)] = -13.6 * (1/9 - 1/4) ≈ -2.13 эВ.
Для определения частоты воспользуемся формулой:
E = h * ν,
где h - постоянная Планка, ν - частота.
Переведем энергию в Дж:
ΔE = -2.13 эВ * 1.6 × 10^-19 Дж/эВ ≈ -3.4 × 10^-19 Дж.
Подставим известные значения в формулу:
-3.4 × 10^-19 Дж = 6.63 × 10^-34 Дж·с * ν.
Находим частоту:
ν ≈ -3.4 × 10^-19 Дж / (6.63 × 10^-34 Дж·с) ≈ -5.13 × 10^14 Гц.
Ответ: Частота поглощенного кванта составляет примерно -5.13 × 10^14 Гц.
2) Для определения энергетической светимости поверхности абсолютно черного тела воспользуемся законом Стефана-Больцмана:
P = σ * T^4,
где P - энергетическая светимость (излучательность), σ - постоянная Стефана-Больцмана, T - абсолютная температура.
У нас известна длина волны, на которую приходится максимум энергии (лямбда_0 = 0.58 мкм) и нужно определить энергетическую светимость поверхности тела.
Переведем длину волны в метры:
лямбда_0 = 0.58 мкм = 0.58 × 10^-6 м.
Определим температуру черного тела:
T = λ_0 * T_0,
где T_0 - температура, на которой приходится максимум энергии, равна 2898 К.
Теперь подставим значения в формулу:
T = 0.58 × 10^-6 м * 2898 К ≈ 1.68 К.
Теперь определим энергетическую светимость:
P = σ * T^4,
где σ ≈ 5.67 × 10^-8 Вт/(м^2·К^4) - постоянная Стефана-Больцмана.
P = 5.67 × 10^-8 Вт/(м^2·К^4) * (1.68 К)^4 ≈ 2.23 × 10^-9 Вт/м^2.
Ответ: Энергетическая светимость (излучательность) поверхности абсолютно черного тела составляет примерно 2.23 × 10^-9 Вт/м^2.
3) Для определения жесткости пружины воспользуемся формулой для периода колебаний:
T = 2π * √(m/k),
где T - период колебаний, m - масса гирьки, k - жесткость пружины.
Из условия известно, что период колебаний равен 0.5 с, а масса гирьки равна 0.2 кг. Подставляем значения в формулу и находим жесткость пружины:
0.5 с = 2π * √(0.2 кг / k).
Делим обе части уравнения на 2π и возводим в квадрат:
(0.5 с / 2π)^2 = (0.2 кг / k).
Определяем жесткость пружины:
k = (0.2 кг) / (0.5 с / 2π)^2 ≈ 1.6 Н/м.
Ответ: Жесткость пружины составляет примерно 1.6 Н/м.
4) Для определения периода и частоты волны воспользуемся формулами:
v = λ * ν,
где v - скорость распространения волны, λ - длина волны, ν - частота;
T = 1 / ν,
где T - период колебаний, ν - частота.
Из условия известна скорость распространения волны (300 м/с) и длина волны (1.5 м). Подставляем значения в первую формулу и находим частоту:
300 м/с = 1.5 м * ν.
Определяем частоту:
ν = (300 м/с) / (1.5 м) = 200 Гц.
Теперь определим период:
T = 1 / ν = 1 / 200 Гц ≈ 0.005 с.
Ответ: Период волны составляет примерно 0.005 с, а частота - 200 Гц.
5) Для определения величины воспользуемся формулой для длины волны:
λ = h / (mv),
где h - постоянная Планка, m - масса электрона, v - скорость электрона.
Из условия известна длина волны (15.7 м) и нужно определить величину в.
Переведем длину волны в метры:
лямбда = 15.7 м.
Теперь подставим значения в формулу:
15.7 м = h / (m * v).
Переобразуем формулу для определения массы:
m = h / (λ * v) ≈ (6.63 × 10^-34 Дж·с) / (15.7 м * v).
Аналогично для определения импульса:
p = mv = (6.63 × 10^-34 Дж·с) / (15.7 м).
Ответ: Величина v составляет примерно (6.63 × 10^-34 Дж·с) / (15.7 м * m), масса электрона m ≈ (6.63 × 10^-34 Дж·с) / (15.7 м * v), а импульс - (6.63 × 10^-34 Дж·с) / (15.7 м).
6) Для определения величины t воспользуемся формулой для периода полураспада:
N = N0 * (1/2)^(t/T),
где N - число атомов распавшихся за время t, N0 - первоначальное число атомов, t - время, T - период полураспада.
Из условия известны первоначальная масса радиоактивного изотопа (m_0 = 12 г), первоначальное число атомов (N0 = 12 × 10^23 атомов), число атомов распавшихся за время t (N = 12 × 10^23 атомов) и нужно найти величину t.
Перед тем как подставить значения в формулу, найдем период полураспада T:
T = t / log(2) ≈ 4490 сут / log(2).
Теперь подставим значения:
12 × 10^23 атомов = (12 × 10^23 атомов) * (1/2)^(t / (4490 сут / log(2))).
Упростим выражение:
1 = (1/2)^(t / (4490 сут / log(2))).
Возведем обе части выражения в степень (4490 сут / log(2)):
2^(4490 сут / log(2)) = 1.
Ответ: Величина t, равная 4490 сут, является решением уравнения 2^(t / (4490 сут / log(2))) = 1.