Тест по физике световые кванты. «световые кванты»
СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. ФИЗИКА АТОМА
1 вариант
1й уровень
1. В атоме алюминия 13 электронов. Выберите правильное утверждение.
А. Заряд ядра атома алюминия меньше 1,6 10–18 Кл.
Б. Заряд ядра атома отрицателен.
В. Атом алюминия электрически нейтрален.
Г. Масса электронов составляет больше половины массы атома.
2. Заряд ядра атома неона равен 1,6 10–18 Кл. Выберите правильное утверждение.
А. Радиус ядра атома больше половины радиуса атома.
Б. Масса ядра атома меньше массы электронов.
В. В атоме неона 10 электронов.
Г. Атом неона имеет положительный заряд.
3. Ученик наблюдает явление дифракции света, рассматривая лампочку сквозь капроновую ткань. Выберите правильное
утверждение.
А. Волновые свойства света наблюдаются только
при фотоэффекте.
Б. Лампочка испускает свет отдельными квантами.
В. Корпускулярные свойства света проявляются только
при его распространении.
Г. Корпускулярная теория объясняет дифракцию света.
2й уровень
4. Отрицательно заряженная цинковая пластина теряет свой заряд при освещении светом дугового разряда. Отметьте,
какие из следующих четырех утверждений
А. Если бы заряд пластины был положительным, освещение также приводило бы к уменьшению заряда.
Б. С поверхности пластины вылетают электроны.
В. Чем больше интенсивность излучения, тем быстрее разряжается пластина.
Г. Если пластину закрыть непрозрачным экраном, заряд пластины будет продолжать уменьшаться.
5. Энергия фотона равна 4,5 10–19 Дж. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие —
неправильные.
А. Импульс фотона тем больше, чем больше энергия этого фотона.
Б. Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны излучения.
В. Длина волны излучения меньше 600 нм.
Г. Частота излучения больше 8 1014 Гц.
6. В излучении разреженного одноатомного газа, находящегося при высокой температуре, присутствует свет с длиной
волны 550 нм. Отметьте, какие из следующих четырех
А. Если газ охладить, он будет хорошо пропускать свет с длиной волны 550 нм.
Б. Спектр поглощения газа линейчатый.
В. Спектр излучения одноатомного газа непрерывный.
Г. Если газ конденсируется, спектр поглощения станет непрерывным.
7. Длина волны лазерного излучения равна 410 нм, мощность излучения 2 мВт. Отметьте, какие из следующих четырех
3й уровень
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Каждую секунду лазер излучает больше 5 1015 фотонов.
Б. Энергия каждого испускаемого фотона меньше 6 10–19 Дж.
В. Данный лазер излучает видимый свет.
Г. Импульс каждого испускаемого фотона больше 2 10–27 кг м/с.
8. Красная граница фотоэффекта для вольфрама 275 нм. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Если длина волны падающего на вольфрам излучения равна 180 нм, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
больше 3 эВ.
Б. Работа выхода электронов из вольфрама меньше 5 эВ.
В. Чем больше частота излучения, тем меньше максимальная скорость фотоэлектронов.
Г. При действии излучения с частотой 1014 Гц в вольфраме возникает фотоэффект.
9. На поверхность пластинки из калия падает свет с длиной волны 0,4 мкм. Работа выхода электронов из калия
равна 2,2 эВ. Отметьте, какие из следующих
А. Энергия фотонов падающего света меньше 2,5 эВ.
Б. Если увеличить интенсивность света, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.
В. Максимальная скорость фотоэлектронов больше 700 км/с.
Г. Если бы энергия падающих фотонов равнялась 2 эВ,
то возникал бы фотоэффект.
10. На рисунке приведены графики зависимости задерживающего напряжения от частоты падающего света для двух
различных вакуумных фотоэлементов. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие —
неправильные.
4й уровень
А. Энергия фотонов падающего излучения, соответствующая точке C на графике, меньше 7 эВ.
Б. Точке C на графике соответствует напряжение, меньшее 5 В.
В. Работа выхода электронов для катода 1 больше, чем для катода 2.
Г. Работа выхода электронов из катода 1 больше 1,5 эВ.
11. Энергия атома водорода в невозбужденном состоянии
E0 = –13,55 эВ. Отметьте,
А. Линейчатый спектр излучают молекулы водорода.
Б. При переходе с четвертого энергетического уровня на третий испускается фотон с энергией, меньшей
,
040 E
0
.
1й вариант
2й вариант
3й вариант
4й вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. ФИЗИКА АТОМА
2 вариант
1-й уровень
1. В атоме лития три электрона. Выберите правильное утверждение.
А. Атом лития имеет отрицательный заряд.
Б. Атом лития имеет положительный заряд.
В. Размеры ядра атома сравнимы с размерами атома.
Г. Заряд ядра атома больше 4 10–19 Кл.
2. Выберите из перечисленных ниже явлений то, в котором проявляются квантовые свойства света.
А. Преломление света.
Б. Дисперсия света.
В. Фотоэффект.
Г. Интерференция света.
3. Частота падающего на поверхность тела света равна . Выберите правильное утверждение.
А. Энергия фотона прямо пропорциональна длине волны света.
Б. Энергия электрона, поглотившего фотон, возрастает на величину h.
В. Тело может поглотить энергию 5,3h.
Г. Тело может поглотить энергию 1,5h.
2-й уровень
4. Длина волны света равна 600 нм. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие —
неправильные.
А. Энергия фотона меньше 3 10–19 Дж.
Б. Чем меньше длина световой волны, тем больше энергия фотона.
В. Энергия фотонов инфракрасного излучения меньше, чем энергия фотонов видимого света.
Г. Импульс фотона больше 2 10–27 кг м/с.
5. Импульс фотона равен 1,3 10–27 кг м/с. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие —
неправильные.
А. Энергия фотона тем больше, чем больше его импульс.
Б. Импульс фотона тем больше, чем меньше частота излучения.
В. Частота излучения больше 7 1014 Гц.
Г. Длина волны излучения меньше 450 нм.
6. При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с катода вылетают фотоэлектроны.
Интенсивность светового потока увеличили в 2 раза. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась.
Б. Максимальная скорость фотоэлектронов увеличилась.
В. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит
от частоты падающего света.
Г. Количество фотоэлектронов, вырываемых светом за 1 с,
не изменилось.
3-й уровень
7. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,1 мкм падает на вольфрамовую пластинку. Работа выхода электронов
из вольфрама равна 4,5 эВ. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше 5 эВ.
Б. Если бы частота излучения была больше 1,5 1015 Гц,
оно вызвало бы фотоэффект в вольфраме.
В. Энергия фотона падающего излучения больше 10 эВ.
Г. Если уменьшить интенсивность излучения, максимальная энергия фотоэлектронов уменьшится.
8. Рентгеновская трубка работает под напряжением 40 кВ при силе тока 1 мА. Отметьте, какие из следующих четырех
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Рентгеновские кванты испускаются при ударах электронов об анод.
Б. Частота самого «жесткого» излучения трубки больше 9 1018 Гц.
В. Частота самого «жесткого» излучения трубки меньше 1,5 1019 Гц.
Г. Трубка каждую секунду испускает более 1016 фотонов самого «жесткого» излучения.
9. Мощность излучаемого лампой света равна 20 Вт. Считая, что длина волны света равна 600 нм, отметьте, какие
из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Энергия испускаемых фотонов меньше, чем энергия фотонов инфракрасного излучения.
Б. Импульс испускаемых фотонов больше, чем импульс фотонов ультрафиолетового излучения.
В. Энергия каждого испускаемого фотона меньше 2 эВ.
Г. Каждую секунду лампа испускает больше 8 1019 фотонов.
4-й уровень
10. Вертикальный световой пучок падает на горизонтальную поверхность, состоящую из черных и зеркальных участков.
Давление света на черные участки равно 2 мкПа. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а
какие — неправильные.
А. Энергия света, падающего за 1 с на 1 см2 поверхности, равна 60 мДж.
Б. Давление света на зеркальные участки равно 4 мкПа.
В. Давление света на зеркальные участки больше 2 мкПа.
Г. Чем больше угол падения света, тем больше давление на поверхность.
11. На рисунке показаны две вольтамперные характеристики одного и того же вакуумного фотоэлемента. Кривая 1
соответствует облучению катода светом с частотой 5 1014 Гц. Отметьте, какие из следующих четырех
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Интенсивность излучения в случае 2 можно изменить так,
что кривые 1 и 2 совпадут.
Б. Данный фотоэлемент может регистрировать излучение
с частотой 2 1014 Гц.
В. Работа выхода электронов с катода меньше 0,8 эВ.
Г. Кривая 2 соответствует частоте падающего излучения,
меньшей 2 1014 Гц.
12. Вертикальный световой пучок падает на горизонтальную черную пластину и давит на нее с силой 8 мкН. Отметьте,
какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Энергия света, падающего на пластину за 1 с, равна 2,4 кДж.
Б. Если половину пластины оклеить зеркальной пленкой, сила давления света увеличится в 1,5 раза.
В. Если половину пластины оклеить белой пленкой, сила давления света увеличится в 2 раза.
Г. Если угол падения света увеличить, световое давление уменьшится
СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. ФИЗИКА АТОМА
3 вариант
1-й уровень
1. На тонкую пленку падает свет, частота которого равна . Выберите правильное утверждение.
А. Пленка может поглотить энергию света, равную h/4.
Б. Все фотоны отражаются от пленки.
В. Пленка может поглотить энергию света, равную 4h.
Г. Корпускулярная теория позволяет объяснить интерференцию света в тонких пленках.
2. Заряд ядра атома гелия равен 3,2 10–19 Кл. Выберите правильное утверждение.
А. Атом гелия имеет положительный заряд.
Б. Практически вся масса атома сосредоточена в ядре.
В. Масса ядра атома намного меньше массы атома.
Г. В атоме гелия 4 электрона.
3. Среди приведенных утверждений относительно природы света выберите правильное.
А. Дифракцию света можно объяснить на основе корпускулярной теории.
Б. Поляризацию света можно объяснить на основе волновой теории.
В. Согласно теории Бора, атомы излучают свет непрерывно.
Г. Законы фотоэффекта можно объяснить на основе волновой теории.
2-й уровень
4. При освещении пластинки зеленым светом наблюдается фотоэффект. Отметьте, какие из следующих четырех
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Если осветить пластинку фиолетовым светом, фотоэффект
не возникнет.
Б. Ультрафиолетовое облучение пластинки вызовет фотоэффект.
В. Если осветить пластинку синим светом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.
Г. Если увеличить интенсивность зеленого света, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.
5. В современной технике широко используют фотоэлементы. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Фотоэлементы входят в состав фотореле.
Б. В фотоэлементе световая энергия преобразуется в энергию электрического тока.
В. В вакуумном фотоэлементе свет вырывает электроны с анода.
Г. Фотоэлементы используют в солнечных батареях.
6. При освещении отрицательно заряженной металлической пластинки монохроматическим светом наблюдается
фотоэффект. Длину волны света уменьшили в 1,5 раза. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Энергия падающих на пластинку фотонов уменьшилась.
Б. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшилась.
В. Если источник света отодвинуть дальше от пластинки, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшится.
Г. Максимальная скорость фотоэлектронов уменьшилась в 1,5 раза.
3-й уровень
между уровнями; i — частота фотона, излучаемого или поглощаемого при переходе. Отметьте, какие из следующих
четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. При переходе 3 происходит поглощение фотона.
В. Частота 3 — самая большая из всех частот i.
Г. Выполняется соотношение 4 = 2 + 5 + 6.
8. Рентгеновская трубка работает под напряжением 30 кВ. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Если мощность излучения трубки равна 50 Вт, каждую секунду испускается менее 2 1016 фотонов самого «жесткого»
излучения.
Б. Частота самого «жесткого» излучения трубки меньше 6,5 1018 Гц.
В. Рентгеновские кванты рождаются при разгоне электронов электрическим полем.
Г. Частота самого «жесткого» излучения трубки больше 6 1018 Гц.
9. Излучение с частотой 1015 Гц падает на поверхность оксида бария. Работа выхода электронов из оксида бария
равна 1 эВ. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше 3 эВ.
Б. Если интенсивность падающего излучения увеличить, максимальная скорость фотоэлектронов также увеличится.
В. Если частоту падающего излучения уменьшить, максимальная скорость фотоэлектронов увеличится.
Г. Красная граница фотоэффекта для оксида бария меньше 200 нм.
4-й уровень
10. На рисунке показан график зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Eк от частоты
падающего на поверхность металла излучения. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а
какие — неправильные.
А. Точке C на графике соответствует энергия, меньшая 2 эВ.
Б. Фотоэффект возможен при частоте падающего излучения 4 1014 Гц.
В. Красной границе фотоэффекта соответствует точка пересечения графика с осью абсцисс.
Г. Работа выхода электронов из металла больше 1 эВ.
11. Энергия атома водорода в невозбужденном состоянии E0 = –13,55 эВ. Отметьте, какие из следующих четырех
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Поглощение фотона с частотой 5 1015 Гц приведет к ионизации атома.
Б. Для перехода с первого энергетического уровня на второй атом должен поглотить энергию, меньшую 10 эВ.
В. Одна из спектральных линий водорода соответствует частоте 4 1015 Гц.
Г. При переходе с четвертого энергетического уровня на второй испускается фотон с энергией
.0
3 E
16
12. Вертикальный световой пучок падает на горизонтальную зеркальную поверхность и оказывает на нее
давление 30 мкПа. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Если покрыть поверхность белой краской, давление света на нее будет больше 15 мкПа.
Б. Если свет будет падать на поверхность наклонно, его давление уменьшится.
В. Энергия фотонов отраженного света меньше, чем энергия фотонов падающего на поверхность света.
Г. Если закоптить поверхность, давление света станет меньше 10 мкП
СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. ФИЗИКА АТОМА
4 вариант
1й уровень
1. Частота излучаемого лазером света равна . Выберите правильное утверждение.
А. Некоторые световые кванты имеют энергию h/2.
Б. Корпускулярная теория позволяет объяснить поляризацию света.
В. Энергия кванта прямо пропорциональна частоте света.
Г. Корпускулярная теория позволяет объяснить интерференцию света.
2. Выберите из перечисленных явлений то, которое доказывает волновую природу света.
А. Дифракция света.
Б. Фотоэффект.
В. Отражение света.
Г. Прямолинейное распространение света в однородной среде.
3. Свет обнаруживает как волновые, так и корпускулярные свойства. Выберите из приведенных ниже утверждений
правильное.
А. Дисперсия света свидетельствует о его корпускулярной природе.
Б. Существование красной границы фотоэффекта можно объяснить на основе волновой теории.
В. Согласно теории Бора атомы излучают свет отдельными квантами.
Г. Интерференция света свидетельствует о его корпускулярной природе.
2-й уровень
4. Частота световой волны равна 6 1014 Гц. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а
какие — неправильные.
А. Энергия фотона меньше 5 10–19 Дж.
Б. Импульс фотонов рентгеновского излучения больше, чем импульс фотонов данного излучения.
В. Чем больше частота света, тем больше импульс фотона.
Г. Длина волны больше 0,7 мкм.
5. Фотоэлементы входят в состав многих устройств. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений
правильные, а какие — неправильные.
А. Фотоэлемент превращает электрический сигнал в световой.
Б. Сила тока в вакуумном фотоэлементе тем больше, чем меньше освещенность катода.
В. Фотоэлемент практически мгновенно реагирует на изменение освещенности.
Г. В вакуумных фотоэлементах электроны движутся от катода к аноду.
6. Для обнаружения примесей в различных материалах применяют спектральный анализ. Отметьте, какие из
следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Для получения линейчатого спектра необходимо перевести вещество в атомарное состояние.
Б. Спектральный анализ намного чувствительнее химического.
В. Спектральный анализ можно проводить по спектрам поглощения.
Г. Атомы разных элементов могут иметь одинаковые линейчатые спектры.
3-й уровень
7. На рисунке показаны четыре нижних энергетических уровня некоторого атома. Стрелки соответствуют переходам
четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. При переходе 2 происходит излучение фотона.
Б. Выполняется соотношение 3 = 1 – 4.
В. При переходе 4 происходит излучение фотона.
Г. Частота 5 — самая маленькая из всех частот i.
8. На рисунке показаны три нижних энергетических уровня некоторого атома. Стрелки соответствуют переходам
между уровнями; ni — частота фотона, излучаемого или поглощаемого при переходе. Отметьте, какие из следующих
четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Выполняется соотношение 4 = 3 – 2.
Б. При переходе 1 происходит поглощение фотона.
В. Частота 5 больше частот, соответствующих другим переходам.
Г. При переходе 3 происходит поглощение фотона.
9. На рисунке показаны три нижних энергетических уровня некоторого атома. Стрелки соответствуют переходам
между уровнями. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. При переходе 2 происходит поглощение фотона.
Б. На нижнем энергетическом уровне атом может находиться сколь угодно долго.
В. При переходе 1 происходит излучение фотона.
Г. Выполняется соотношение 5 = 3 – 4.
4-й уровень
10. Вертикальный световой пучок падает на горизонтальную зеркальную поверхность. Плотность потока излучения равна
3 кВт/м2. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Давление света на поверхность равно 20 мкПа.
Б. Если заменить зеркальную поверхность белой, давление света останется прежним.
В. Если заменить зеркальную поверхность черной, давление света уменьшится в 2 раза.
Г. При взаимодействии света с веществом выполняется закон сохранения импульса.
11. На рисунке показана вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента, на катод которого падает
излучение с длиной волны 300 нм. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие —
неправильные.
А. Красная граница фотоэффекта меньше 200 нм.
Б. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше 1 эВ.
В. Излучение частотой 5 1014 Гц может вырывать электроны с поверхности катода данного фотоэлемента.
Г. Если интенсивность излучения уменьшить в 2 раза, ток насыщения станет меньше 0,4 мкА.
12. Энергия атома водорода в невозбужденном состоянии E0 = –13,55 эВ. Отметьте, какие из следующих четырех
утверждений правильные, а какие — неправильные.
А. Поглотив фотон с энергией
Б. Атом, находящийся в основном состоянии, может излучить фотон.
В. Поглотив фотон с энергией
Г. Атом, находящийся на третьем энергетическом уровне, может поглотить квант излучения с частотой 1,4 1014 Гц.
,
850 E атом может перейти с первого энергетического уровня на четвертый.
0
,
960 E атом может перейти с первого энергетического уровня на пятый.
,
0
,
1. Планк предположил, что атомы любого тела испускают энергию…
А. непрерывно; Б. отдельными порциями;
В. способами, указанными в А и Б в зависимости от условий;
Г. атомы вообще не испускают энергию, только поглощают.
2. Почему явление внешнего фотоэффекта имеет красную границу?
А. если частота мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома;
Б. если частота большая, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома;
В. если длина волны мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома;
Г. фотоэффект может происходить только под воздействием красного света.
3. Возбужденные атомы сильно разряженных газов и ненасыщенных паров, не взаимодействующие друг с другом, излучают спектры:
4. К какому виду излучения (тепловому или люминесцентному) относятся свечения:
1. раскаленной отливки металла; 2. лампы дневного света;
3. звезд; 4. некоторых глубоководных рыб.
А. 1, 3 – тепловое, 2, 4 – люминесцентные; Б. 1, 2, 3, 4 – только тепловые;
В. 1, 2, 3, 4 и тепловые и люминесцентные; Г. 1, 4 – тепловые, 2, 3 – люминесцентные.
5. Почему высоко в горах загорают особенно быстро?
А. меньше поглощается ультрафиолетовый луч атмосферой;
Б. больше поглощается ультрафиолетовый луч атмосферой;
В. меньше поглощается инфракрасный луч атмосферой;
Г. больше поглощается инфракрасный луч атмосферой.
6. Фотон – это…
А. элементарная частица, лишенная массы покоя и обладающая зарядом, энергией и импульсом;
Б. элементарная частица, имеющая массу покоя, электрический заряд, но не обладающая энергией и импульсом;
В. элементарная частица, лишенная массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом.
7. Как называется явление испускания электронов веществом под действием электромагнитных излучений?
А. электролиз; Б. фотосинтез; В. электризация; Г. фотоэффект.
8. Кто из ниже указанных ученых является создателем специальной теории относительности (СТО)?
А. Арно Пензиас Б. Альберт Майкельсон
В. Альберт Эйнштейн Г. Джеймс Максвелл
9. В космическом корабле, движущемся со скоростью, близкой к скорости света время…
А. идет быстрее Б. идет медленнее
В. на Земле и космическом корабле время идет одинаково.
10. Чему равна масса тела, движущегося со скоростью 0,8 с. Масса покоящегося тела 6 кг.
А. 10 кг Б. 6 кг В. 4,8 кг Г. 3,6 кг
11. Определите массу фотона желтого света (λ ж = 600 нм).
А. 119 ∙ 10 -35 кг; Б. 3,7 ∙ 10 -35 кг; В. 0,37 ∙ 10 -35 кг.
12. Определите длину волны лучей, фотоны которых имеют такую же энергию, что и электрон, ускоренный напряжением 4 В.
А. 31 нм; Б. 3,1 нм; В. 310 нм.
13. Наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект для калия 6,2 ∙ 10 -5 см. Найдите работу выхода электронов из калия. Постоянная Планка 6,63 ∙ 10 -34 Дж∙с.
А. 3,2 ∙ 10 -9 Дж; Б. 3,2 ∙ 10 -19 эВ; В. 5,14 . 10 -49 Дж; Г. 3,2 ∙ 10 -19 Дж.
14. Найдите работу выхода электрона с поверхности некоторого материала, если при облучении этого материала желтым светом скорость выбитых электронов равна 0,26 ∙ 10 6 м/с. Длина волны желтого света равна 590 нм. Масса электрона 9,1 ∙ 10 -31 кг. Постоянная Планка 6,63 ∙ 10 -34 Дж∙с.
А. 3,73 ∙ 10 -19 Дж; Б. 37,3 ∙ 10 -19 Дж; В. 3,06 ∙ 10 -19 Дж; Г. 30,6 ∙ 10 -19 Дж.
15. При фотоэффекте с поверхности серебра задерживающий потенциал оказался равным 1,2 В. Вычислите частоту падающего света, если работа выхода электронов с поверхности серебра равна 4,3 эВ.
А. 0,8 ∙ 10 34 Гц; Б. 1,33 ∙ 10 15 Гц; В. 133 ∙ 10 15 Гц.
1. Максимальная скорость фотоэлектронов зависит…
А. от частоты света и его интенсивности; Б. от частоты света; В. от интенсивности.
2. Число электронов, вырываемых из катода за 1 с (фототок насыщения)…
А. не зависит от интенсивности света;
Б. прямо пропорционально интенсивности света;
В. обратно пропорционально интенсивности света.
3. Тела, состоящие из невзаимодействующих между собой возбужденных молекул, излучают спектры:
А. полосатые; Б. сплошные; В. линейчатые.
4. Какое свойство инфракрасных лучей используют при сушке древесины, сена, овощей?
А. химическое; Б. тепловое;
В. люминесцентное; Г. большая проникающая способность.
5. Почему в парниках ставят обыкновенное стекло, а колбы ртутных медицинских ламп делают из кварцевого стекла?
А. колба медицинских ламп не должна пропускать ультрафиолетовые лучи;
Б. колба медицинских ламп должна пропускать ультрафиолетовые лучи;
В. из экономических соображений колбы медицинских ламп делают из кварцевого стекла;
Г. стекло в парниках пропускает ультрафиолетовые лучи, а кварц – нет.
6. Какие из утверждений о свойствах фотона правильны?
1. Фотон является частицей электромагнитного поля;
2. Фотон движется в веществе со скоростью, меньшей скорости света;
3. Фотон существует только в движении.
А. только 1,3; Б. 1, 2, 3; В. только 1, 2; Г. только 2, 3.
7. Как называется коэффициент пропорциональности между энергией кванта и частотой излучения?
А. постоянная Больцмана; Б. постоянная Авогадро;
В. постоянная Планка; Г. постоянная Фарадея.
8. В каком году была создана специальная теория относительности?
А. 1875 Б. 1905 В. 1955 Г. 1975
9. Тело или частица движется со скоростью, близкой к скорости света. При этом ее масса относительно неподвижного наблюдателя…
А. увеличивается Б. уменьшается В. не изменяется
10. Длина покоящегося стержня 10 м. Чему будет равна его длина при движении со скоростью 0,6 с?
А. 6 м Б. 8 м В. 10 м Г. 16 м
11. Определите массу фотона фиолетового света (λф = 400 нм).
А. 80 ∙ 10 -35 кг; Б. 5,5 ∙ 10 -35 кг; В. 0,55 ∙ 10 -35 кг.
12. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении лучами с длиной волны 345 нм. Работа выхода электронов из калия 2,26 эВ, постоянная Планка 4,136 ∙ 10 -15 эВ∙с.
А. 4 ∙ 10 -19 Дж; Б. 2,1 ∙ 10 -19 Дж; В. 1,2 ∙ 10 -19 Дж.
13. Длинноволновая граница фотоэффекта для меди 282 нм. Найдите работу выхода электронов меди в эВ. Постоянная Планка 4,136 ∙ 10 -15 эВ∙с.
А. 2,2 эВ; Б.8,8 эВ; В. 4,4 эВ; Г. 6,6 эВ.
14. Какой длины волны надо направить свет на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2 Мм/с? Работа выхода электронов с поверхности цезия 3,15 ∙ 10 -19 Дж. Масса электрона 9,1 ∙ 10 -31 кг. Постоянная Планка 6,63 ∙ 10 -34 Дж∙с.
А. 93 нм; Б. 93 мкм; В. 930 мкм; Г. 93 мкм.
15. Какое запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм из вольфрамового катода, не могли создать ток в цепи? Работа выхода электронов их вольфрама 4,5 эВ.
А. 7,9 В; Б. 1,76 В; В. 0,2 В; Г. 20 В.
3. Определите массу фотона желтого света (λ ж = 600 нм).
А. 119 ∙ 10 -35 кг; Б. 3,7 ∙ 10 -35 кг; В. 0,37 ∙ 10 -35 кг.
4. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении лучами с длиной волны 345 нм. Работа выхода электронов из калия 3,616∙ 10 -19 Дж.
А. 4 ∙ 10 -19 Дж; Б. 2,1 ∙ 10 -19 Дж; В. 1,2 ∙ 10 -19 Дж.
5. Работа выхода электронов из металла равна 6,63 . 10 -19 Дж. “Красная граница” фотоэффекта (в нм) равна.
1. Чему равен импульс фотона с частотой?
2. Какое из ниже приведенных уравнений наиболее полно объясняет основные закономерности фотоэффекта.
3. Найдите энергию фотона с частотой колебаний 1,1 ∙ 10 15 Гц.
А.. 7,3 ∙ 10 -19 Дж; Б. 4,56 ∙ 10 -19 Дж; В. 11,68 ∙ 10 -38 Дж.
4. Найдите наибольшую кинетическую энергию электронов. если работа выхода электронов с поверхности вольфрама равна 7,2 ∙ 10 -19 Дж, а длина волны света, которым освещают вольфрам, равна 0,18 мкм.
А. 3,8 ∙ 10 -19 Дж; Б. 3,8 ∙ 10 -20 Дж; В. 38 ∙ 10 -19 Дж.
5. “Красная граница” фотоэффекта для металла равна 620 нм. Работа выхода электронов равна.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Решение задач по теме «Световые явления» , презентация по физике для учащихся 8 класса. Можно использовать для повторения в 11 классе. Даны задачи с подробным решением, а также построением.
Тема урока: » Световые лучи. Закон преломления света. Призма». 11-й класс(полная версия http://mostschool6.ucoz.ru/Prizma11/Prizma11.doc)Цели урока: образовательные: формирование понятий «оптика», «Ко.
ТС-6. Световые кванты. 1 вариант. .
1 . Отдельная порция электромагнитной энергии, испускаемая атомом, называется:
А. Джоулем Г. Квантом
Б. Электрон-вольтом Д. Ваттом
2 . Энергия кванта пропорциональна :
А. Скорости кванта Г. Частоте колебаний
Б. Времени излучения Д. Мощности излучения
3 . Под фотоэффектом понимают явление взаимодействия света с веществом, при котором происходит :
А. Вырывание атомов Г. Поглощение электронов
Б. Поглощение атомов Д. Нагревание вещества
В. Вырывание электронов
4 . Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетевших при освещении поверхности металла, зависит от:
А. Интенсивности света Г. Работы выхода и частоты света
Б. Работы выхода электрона Д. Мощности светового излучения
В. Частоты света
5 . Энергия фотона определяется формулой :
А. Б. В. Г. Д. hc
6 . При увеличении длины световой волны в 3 раза импульс фотона :
А. Увеличится в 3 раза Г. Уменьшится в 9 раз
Б. Увеличится в 9 раз Д. Не изменится
В. Уменьшится в 3 раза
7. При увеличении интенсивности света в 4 раза количество электронов, вырываемых светом за 1 секунду :
А. Не изменится Г. Увеличится в 2 раза
Б. Уменьшится в 2 раза Д. Уменьшится в 4 раза
В. Увеличится в 4 раза
8. Работа выхода электронов с катода вакуумного фотоэлемента равна
2 эВ. При этом график зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на катод фотонов имеет вид:
9 . Работа выхода электронов для натрия равна 2,27 эВ. Найдите красную границу фотоэффекта для натрия.
А. 2,5∙10 -7 м Б. 4,5∙10 -6 м В. 5,5∙10 -7 м Г. 5,4∙10 -8 м Д. 8,7∙10 -7 м
10 . Масса фотона с длиной волны 0,7∙10 -6 м равна:
А. 2,3∙10 -30 кг Б. 3,2∙10 -36 кг В. 2,5∙10 -33 кг Г. 5,2∙10 -39 кг Д. 4,2∙10 -28 кг
11 . При освещении вольфрама с работой выхода 7,2∙10 -19 Дж светом с длиной волны 200 нм максимальная скорость вылетевших электронов равна:
А. 7,7∙10 5 м/с Б. 6∙10 6 м/с В. 3,3∙10 7 м/с Г. 4,4∙10 4 м/с Д. 5,5∙10 3 м/с
12. Во сколько раз энергия фотона рентгеновского излучения с длиной волны 10∙10 -10 м больше энергии фотона видимого света с длиной волны 0,4 мкм?
А. В 4 раза Б. В 80 раз В. В 400 раз Г. В 4∙10 3 раз Д. В 8∙10 3 раз
13 . Если работа выхода электронов из фотокатода равна 3 эВ и фотокатод освещается светом, энергия квантов которого равна 6 эВ, то величина задерживающего потенциала, при котором фототок прекратится, равна:
А. 3 В Б. 9 В В. 1,5 В Г. 4,5 В Д. 12 В
14 . Частота падающего на фотоэлемент излучения уменьшается вдвое. Во сколько раз нужно изменить задерживающее напряжение, если работой выхода можно пренебречь?
А. Увеличить в 2 раза Г. Уменьшить в раз
Б. Уменьшить в 2 раза Д. Оставить без изменений
В. Увеличить в раз
15 . Считая, что 25 – ваттная лампочка излучает электромагнитные волны с длиной волны 1100 нм, рассчитайте, сколько фотонов испускает лампочка за 10 с работы в нормальном режиме.
А. 7∙10 20 Б. 10∙10 20 В. 14∙10 20 Г. 28∙10 20 Д. 25∙10 20
16 . В одном из опытов по фотоэффекту металлическая пластина освещалась светом с длиной волны 420 нм. Работа выхода электрона с поверхности пластины равна 2 эВ. При какой задерживающей разности потенциалов прекратится фототок?
17 . Определите длину волны света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию 4,5∙10 -20 Дж, а работа выхода электрона из металла равна 4,7 эВ.
ТС-6. Световые кванты. 2 вариант
1. Отдельная порция электромагнитной энергии, поглощаемая атомом, называется:
А. Джоулем Г. Квантом
Б. Электрон-вольтом Д. Ваттом
2 . Гипотезу о том, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями, выдвинул:
А. М. Фарадей Б. Д. Джоуль В. М. Планк
Г. А. Столетов Д. А. Эйнштейн
3 . Явление вырывания электронов из вещества под действием света называют:
А. Фотосинтезом Г. Электризацией
Б. Ударной ионизацией Д. Квантованием
4 . Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:
5. Импульс фотона определяется формулой:
А. Б. В. Г. Д. hc
6. Энергия фотонов при уменьшении длины световой волны в 2 раза :
А. Уменьшится в 2 раза Г. Увеличится в 4 раза
Б. Увеличится в 2 раза Д. Не изменится
В. Уменьшится в 4 раза
7. При уменьшении интенсивности света в 9 раз количество электронов, вырываемых светом за 1 секунду :
А. Не изменится Г. Увеличится в 9 раз
Б. Уменьшится в 9 раз Д. Уменьшится в 3 раза
В. Увеличится в 3 раза
8. Работа выхода электронов с катода вакуумного фотоэлемента равна 1 эВ. При этом график зависимости макси-мальной энергии фото-электронов от энергии падающих на катод фотонов имеет вид :
9. Определите красную границу фотоэффекта для калия, если работа выхода равна 2,15 эВ.
А. 2,3∙10 -7 м Б. 5,8∙10 -7 м В. 4,6∙10 -6 м Г. 8,5∙10 -8 м Д. 9,2∙10 -7 м
10 . При частоте колебаний в световой волне 8,2∙10 14 Гц масса фотона равна:
А. 2∙10 -30 кг Б. 3∙10 -33 кг В. 6∙10 -36 кг Г. 4∙10 -39 кг Д. 9∙10 -28 кг
11. При освещении Цинка с работой выхода 6,72∙10 -19 Дж светом с длиной волны 200 нм максимальная скорость вылетевшего электрона равна:
А. 8,3∙10 5 м/с Б. 6,2∙10 6 м/с В. 6,9∙10 6 м/с Г. 3,1∙10 4 м/с Д. 2,3∙10 3 м/с
12. Если энергия первого фотона в 4 раза больше энергии второго, то отношение импульса первого фотона к импульсу второго фотона равно:
А. 8 Б. В. 4 Г. Д. 2
13. Если длина волны падающего на катод и вызывающего фотоэффект излучения уменьшается вдвое, то величина задерживающей разности потенциалов(работа выхода мала)
А. Возрастает в 2 раза Г. Убывает в раз
Б. Возрастает в раз Д. Убывает в 2 раза
14 . Потенциал, до которого может зарядиться металлическая пластина, работа выхода электронов из которой 1,6 эВ, при длительном освещении потоком фотонов с энергией 4 эВ, равен:
А. 5,6 В Б. 3,6 В В. 2,8 В Г. 4,8 В Д. 2,4 В
15 . Глаз человека воспринимает свет длиной волны 0,5 мкм, если световые лучи, попадающие в глаз, несут энергию не менее 17,874∙10 -18 Дж в секунду. Какое количество квантов света при этом ежесекундно попадает на сетчатку глаза?
А. 18 Б. 27 В. 36 Г. 45 Д. 54
16 . Каким наименьшим напряжением полностью задерживаются электроны, вырванные ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 300 нм из вольфрамовой пластины, если работа выхода равна 4,5 эВ
17 . Электрон вылетает из цезия с кинетической энергией 0,32∙10 -18 Дж. Определите длину волны света, вызывающего фотоэффект, если работа выхода электрона из цезия равна 1,9 эВ.
Физика. 11 класс. КИМы.
2-е изд., перераб. — М.: 2014. — 112 с.
Формат: pdf
Размер: 1 Мб
Смотреть, скачать: drive.google
СОДЕРЖАНИЕ
От составителя 3
Тест 1. Повторение изученного в 10 классе: кинематика, динамика, статика 6
Тест 2. Повторение изученного в 10 классе: законы сохранения 10
Тест 3. Повторение изученного в 10 классе: электродинамика 14
Тест 4. Основы электродинамики. Магнитное поле 18
Тест 5. Электромагнитная индукция 22
Тест 6. Обобщение темы «Основы электродинамики» 26
Тест 7. Колебания и волны. Механические колебания 30
Тест 8. Электромагнитные колебания 32
Тест 9. Производство, передача и использование электрической энергии 34
Тест 10. Обобщение темы «Колебания» 38
Тест 11. Механические волны 42
Тест 12. Электромагнитные волны 44
Тест 13. Обобщение темы «Волны» 46
Тест 14. Световые явления 50
Тест 15. Обобщение темы «Световые волны» 54
Тест 16. Элементы теории относительности 58
Тест 17. Излучение и спектры 60
Тест 18. Обобщение тем «Элементы теории относительности», «Излучение и спектры» 64
Тест 19. Световые кванты 68
Тест 20. Атомная физика 72
Тест 21. Физика атомного ядра. Элементарные частицы 74
Тест 22. Обобщение темы «Квантовая физика» 76
Тест 23. Повторение: магнитное поле, электромагнитная индукция, электрический ток в различных средах, электромагнитные колебания и волны 80
Тест 24. Повторение: геометрическая оптика, световые волны 84
Тест 25. Повторение: геометрическая оптика, световые волны 88
Тест 26. Итоговый по программе 11 класса 92
Тест 27. Итоговый за курс физики 98
Ключи к тестам 106
От составителя
Цель данного пособия — провести комплексную дифференцированную оценку достижений учащихся, помочь учителю подготовить учащихся к ЕГЭ. Контрольно-измерительные материалы позволяют определить уровень усвоения учениками федерального компонента Государственного образовательного стандарта. При разработке содержания контрольно-измерительных материалов учитывалась необходимость проверки усвоения элементов знаний, представленных в кодификаторе элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников общеобразовательных учреждений для Единого государственного экзамена по физике. Контрольно-измерительные материалы включают задания, проверяющие следующие разделы (темы) курса физики:
Магнитное поле, электромагнитная индукция, механические и электромагнитные колебания.
Электродинамика и основы СТО (электрическое поле, постоянный ток, магнитное поле, основы СТО).
Оптика.
Квантовая физика.
Физика и методы научного познания.
С помощью материалов пособия можно осуществлять систематический индивидуальный и групповой контроль при проверке домашних заданий и закреплении полученных знаний на уроках, пригодятся они при составлении заданий для олимпиад и конкурсов по физике.
В конце книги приведены ответы ко всем тестам и заданиям.
отдельная порция электромагнитной энергии,испускаемая атомом,называется. А)джоулем б) электрон — вольтом в)электроном
Гипотезу о том, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями, выдвинул: 1) М. Фарадей; 2) Д. Джоуль; 3) М. Планк; 4) А. Эйнштейн.
наверное, А тогда )
Остальные ответы
А что, фотона в списке не было?
То, что приведено в Ваших вариантах, я бы не назначил правильным. .
Аня, Джоуль-единица работы и энергии, электрон-вольт тоже, но внесистемная единица.
КВАНТ СВЕТА (фотон) . – порция энергии электромагнитного излучения
выдвинул планк вроде.
ибо аж*ню = энергия кванта
Итоговая контрольная работа в формате теста по физике 11 класс
Автор: Литвиненко Ирина Витальевна, преподаватель физики, ГАУ КО ПОО «Колледж сервиса и туризма», г. Калининград.
Проводится по окончанию программы 11 класса по предмету «Физика» на 1 курсе.
Цель: Проверка знаний по темам 11 класса.
Работа состоит из 20 заданий базового уровня сложности.
Заданий с кратким ответом — 20.
Работа рассчитана на 15 минут.
Максимальный балл за работу – 20.
Инструкция к заданиям.
Внимательно прочитайте вопрос. В каждом вопросе, только один правильный ответ. Ответом к заданиям является одна буква или цифра, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответ запишите в виде столбика, где первой цифрой является номер вопроса, а второй – буква или цифра, соответствующая правильному ответу на вопрос.
1. Как направлены линии магнитной индукции для магнитного поля прямолинейного проводника?
А. Вдоль проводника.
Б. Линии магнитной индукции – концентрические окружности, лежащие в плоскости,
перпендикулярной этому проводнику с током.
В. Перпендикулярно проводнику с током.
Г. Нет правильного ответа
2. Носителями зарядов являются:
А. Атомы, электроны, ионы. Б. Электроны, атомы. В. Ионы, электроны.
3. Как определяется магнитный поток?
4. Колебания в системе под действием внутренних сил, которые возникают после выведения ее из положения равновесия, называются:
А. Электромагнитными колебаниями
Б. Вынужденными колебаниями
В. Свободными колебаниями
Г. Механическими колебаниями
5. В каких единицах в системе СИ измеряется амплитуда колебаний?
А. Гц.
6. Какой ток называется переменным током?
А. Ток, изменяющийся только по величине.
Б. Ток, изменяющийся и по величине, и по направлению.
В. Ток, неизменяющийся ни по величине, ни по направлению.
Г. Нет правильного ответа.
7. Планетарная модель атома не позволяет объяснить:
А. Нейтральность атома
Б. Устойчивость атома
В. Положительный заряд ядра атома
Г. Поведение электронов в атоме
8. Чему приблизительно равна скорость света в вакууме?
9. Углом падения называется угол между
А. отраженным лучом и падающим;
Б. отражающей поверхностью и падающим лучом;
В. перпендикуляром и падающим лучом;
Г. преломленным лучом и отражающей поверхностью.
10. Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к отражающей поверхности лежат
А. на одной прямой
Б. на двух прямых
В. в двух плоскостях
Г. в одной плоскости
11. Прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями, называется
А. стеклянной призмой
12. Предмет расположен на двойном фокусном расстоянии от тонкой линзы.
Его изображение будет
А. перевернутым и увеличенным
Б. прямым и увеличенным
В. прямым и равным по размерам предмету
Г. перевернутым и равным по размеру предмету
13. Укажите формулу тонкой линзы.
14. Явление дисперсии открыл
А. Гюйгенс; Б. Ньютон; В. Юнг; Г. Рёмер.
15. Огибание волной малых препятствий называется
16. Отдельная порция электромагнитной энергии, испускаемая атомом, называется:
17. Энергия кванта пропорциональна:
А. Скорости кванта
В. Частоте колебаний
Б. Времени излучения
Г. Мощности излучения
18. Под фотоэффектом понимают явление взаимодействия света с веществом, при котором происходит:
А. Вырывание атомов
Б. Вырывание электронов
В. Поглощение атомов
Г. Нагревание вещества
19. Энергия фотонов при уменьшении частоты в 2 раза:
А. Уменьшится в 2 раза
Б. Увеличится в 2 раза
В. Уменьшится в 4
Г. Увеличится в 4 раза
20. Кто из перечисленных ниже ученых создал планетарную модель атома?
Разработка урока по физике «Строение атома. Опыт Резерфорда» (11 класс)
· развивающая: способствовать развитию знаний об атоме, пробудить у учащихся интерес к научно-популярной литературе и изучению физики, к изучению предпосылок открытия конкретных явлений; заинтересовать процессом мышления первооткрывателей атомной физики; продолжить развитие мышления, умение анализировать, сравнивать, делать логические;
· воспитательная: навыков культуры общения; воспитание основ нравственного самосознания; толерантного отношения друг к другу; умение излагать свою точку зрения и отстаивать свою правоту.
Задачи урока:
1. рассмотреть факты, доказывающие сложное строение атома;
2. сформировать целостное представление об атоме.
Оборудование:
1. Мульмедийный проектор.
2. Опорный конспект: «История открытия атомного ядра» (презентация).
1. Оргмомент
2. Повторение пройденного материала
Перед тем как перейти к изучению новой темы, давайте повторим предыдущий материал. А для этого напишем физический диктант («Световые кванты»), который состоит из 5 вопросов. После того, как ответите на вопросы, обмениваетесь листочками с соседом по парте и выставляете оценку по критериям приведенных на доске и эталону правильных ответов.
Количество правильных ответов
1. Отдельная порция электромагнитной энергии, испускаемая атомом, называется
а) джоулем; б) электрон-вольт; в) электроном; г) квантом; д) ваттом.
2. Коэффициентом пропорциональности во второй из простых «великих» формул называется постоянной
а) Фарадея; б) Авогадро; в) Планка; г) Больцмана; д) Эйнштейна.
3. Явление вырывания электронов из вещества под действием света называют
а) фотосинтезом; б) ударная ионизацией; в) фотоэффектом;
г) электризацией; д) квантованием.
4. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов …
а) линейно возрастает с увеличением длины волны и мощности излучения;
б) линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности;
в) линейно взрастает с частотой света и его интенсивностью;
г) линейно убывает с частотой света и не зависит от его интенсивности;
д) линейно убывает с частотой света и его интенсивностью.
5. Какое из перечисленных ниже выражений показывает зависимость энергии кванта от работы выхода и кинетической энергии электрона?
а) А+ б) hν ; в ) г) д) [ 3, 25 ]
Вариант ответа
3. Объяснение нового материала
Гипотеза о том, что все вещества состоят из большого числа атомов, зародилась свыше двух тысячелетий тому назад. Сторонники атомической теории рассматривали атом как мельчайшую неделимую частицу и считали, что все многообразие мира есть не что иное, как сочетание неизменных частиц — атомов.
Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления физикой фактов о свойствах вещества. Открыли электрон, измерили его массу и заряд. Мысль об электронном строении атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 году, развил Л. Лоренц. Именно он создал электронную теорию: электроны входят в состав атома.
В начале века в физике бытовали самые разные и часто фантастические представления о строении атома. Например, ректор Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман в 1905 г. утверждал, что «атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы — форму лепешки». Продолжала жить и теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно которой, атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта опытным курильщиком.
Опираясь на открытия, Дж. Томсон в 1898 г. предложил одну из первых модель строения атома. Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Внутри шара находятся электроны. Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю.
Большинство физиков склонялось, что прав Дж. Томсон.
Рис.1. Строение атома
Однако в физике уже более 200 лет принято правило: окончательный выбор между гипотезами вправе сделать только опыт. Такой опыт поставил в 1909 г. Эрнест Резерфорд (1871-1937) со своими сотрудниками.
Пропуская пучок α-частиц (заряд +2е, масса 6,64·10 -27 кг ) через тонкую золотую фольгу, Э. Резерфорд обнаружил, что какая-то из частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего первоначального направления, а небольшая часть α-частиц отражается от фольги. Но, согласно модели атома Томсона, эти α-частицы при взаимодействии с атомами фольги должны отклоняться на малые углы, порядка 2°. Однако несложный расчет показывает: чтобы объяснить даже такие небольшие отклонения, нужно допустить, что в атомах фольги может возникать огромное электрическое поле напряженностью свыше 200 кВ/см. В полиэтиленовом шаре Томсона таких напряжений быть не может. Столкновения с электронами тоже не в счет. Ведь по сравнению с ними, α-частица, летящая со скоростью 20 км/с, все равно, что пушечное ядро с горошиной.
Рис. 3. Опыт Резерфорда
В поисках разгадки Резерфорд предложил Гейгеру и Марсдену проверить: «а не могут ли α-частицы отскакивать от фольги назад».
Прошло два года. За это время Гейгер и Марсден сосчитали более миллиона сцинтилляций и доказали, что назад отражается примерно одна α-частица из 8 тысяч.
Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоречии с его опытом. Обобщая результаты своих опытов, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома:
1. Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома.
2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
3. Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.
Расчеты показали, что α-частицы, которые взаимодействуют с электронами в веществе, почти не отклоняются. Только некоторые α-частицы проходят вблизи ядра и испытывают резкие отклонения.
При расчете учитывают, что qα =2 e , где е — заряд электрона q я = Ze ; Z — зарядовое число, равное количеству электронов в атоме; диаметр ядра 10 -14 -10 -15 м , атома 10 -10 м . [ 2, 324 ]
Рис. 5. Размеры атома
Рис. 6. Строение атома
Открытие нейтрона. Идея о существовании тяжелой нейтральной частицы казалась Резерфорду настолько привлекательной, что он незамедлительно предложил группе своих учеников во главе с Дж. Чедвиком заняться поиском такой частицы.
Через 12 лет в 1932 г. Чедвик экспериментально исследовал излучение, возникающее при облучении бериллия? — частицами, и обнаружил, что это излучение представляет собой поток нейтральных частиц с массой, примерно равной массе протона. Так был открыт нейтрон. На следующем рисунке приведена упрощенная схема установки для обнаружения нейтронов.
Рис.7. Опыт Д. Чедвика
Это не протон-электронная пара, как первоначально предполагал Резерфорд. По современным измерениям масса нейтрона mn = 1,6749·10 -27 кг = 1,008665 а.е.м.
В энергетических единицах масса нейтрона равна 939,56563 МэВ.
Масса нейтрона приблизительно на две электронные массы превосходит массу протона.
Протон-нейтронная модель ядра. Сразу же после открытия нейтрона российский ученый Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении атомных ядер, которая полностью подтвердилась последующими исследованиями.
По современным измерениям, положительный заряд протона в точности равен элементарному заряду e = 1,6·10 -19 Кл, то есть равен по модулю отрицательному заряду электрона. В настоящее время равенство зарядов протона и электрона проверено с точностью 10 –22 . Такое совпадение зарядов двух непохожих друг на друга частиц вызывает удивление и остается одной из фундаментальных загадок современной физики.
Масса протона, по современным измерениям, равна mр = 1,6726·10 -27 кг .
Протоны и нейтроны в ядре принято называть нуклонами.
Рис.9. Строение ядра
Символическое обозначение ядра атома — Х
А — число нуклонов , т.е. протонов + нейтронов (или атомная масса)
Z — число протонов (равно числу электронов)
N — число нейтронов (или атомный номер )
Для того, чтобы атомные ядра были устойчивыми, протоны и нейтроны должны удерживаться внутри ядер огромными силами, во много раз превосходящими силы нуклоновского отталкивания протонов.
Силы, удерживающие нуклоны в ядре, называются ядерными.
Особенности ядерных сил:
1. Ядерные силы примерно в 100 раз превосходят электростатические силы и на десятки порядков превосходят силы гравитационного взаимодействия нуклонов.
2. Важной особенностью ядерных сил является их короткодействующий характер. Ядерные силы заметно проявляются, как показали опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц, лишь на расстояниях порядка размеров ядра (10 –14 –10 –15 м ). Ядерные силы очень быстро спадают с расстоянием.
Радиус их действия порядка 10 -15 м .
Для этой сверхмалой длины, характеризующей размеры атомных ядер, ввели специальное обозначение Фм (в честь итальянского физика Э. Ферми, 1901-1954).
Все ядра имеют размеры нескольких Ферми.
Радиус действия ядерных сил равен размеру нуклона, поэтому ядра — концентрация очень плотной материи. Возможно, самой плотной в земных условиях. Ядерные силы — сильные взаимодействия.
На больших расстояниях проявляется действие сравнительно медленно убывающих кулоновских сил.
На основании опытных данных можно заключить, что протоны и нейтроны в ядре притягиваются не зависимо от наличия заряда, т. е. ядерные силы не зависят от электрического заряда.
4. Закрепление нового материала
1. В чем заключается сущность модели Томсона?
2. Начертите и объясните схему опыта Резерфорда по рассеиванию α-частиц. Что наблюдаем в этом опыте?
3. Объясните причину рассеивания α-частиц атомами вещества?
4. В чем сущность планетарной модели атома?
5. Решение задач
1. № 1204, стр. 158 (Задачник, автор Рымкевич)
Na : А = 23, N = 23 — 11 = 12, Z = 11
F : А = 19, N = 19 — 9 = 10, Z = 9
Ag : А = 107, N = 107 — 47 = 60, Z = 47
Cm : А = 247, N = 247 — 96 = 151, Z = 96
Md : А = 257, N = 257 — 101 = 156, Z = 101
2. Самостоятельно: 8 O 16 3 Li 7 6 C 12 7 N 14 9 F 19 13 Al 27 92 U 235 82 Pb 207
3. Чем отличаются следующие элементы:
6. Домашнее задание
§ 94, упр. 13 (1), № 1205
7. Подведение итогов урока
Стихотворение. Валерий Брюсов “Мир электрона”. (1922г)
Быть может, эти электроны-
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков.
Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет,
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но так же то, чего здесь нет.
Их меры малы, но все та же
Их бесконечность, как и здесь,
Там скорбь и страсть, как здесь, и даже
Там та же мировая спесь.
Их мудрецы, свой мир бескрайний
Поставив центром бытия,
Спешат проникнуть в искры тайны
И умствуют, как ныне я.
А в миг, когда из разрушенья
Творятся точки новых сил.
Кричат, в мечтах самовнушенья.
Что Бог свой светоч загасил!
1. http :// stihi . globala . ru / category /114/ page /4
2. Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 11 класс. – М.: ВАКО, 2006. – 464с.
3. Иванов А.А., Иванова З.И. Тесты по физике. 11-й класс. – Саратов: «Лицей», 200. -48 с.