АТОМ И АТОМНОЕ ЯДРО ВАРИАНТ 2 ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ 1. Модель атома Резерфорда описывает...

Часть А

1. Модель атома Резерфорда описывает атом как:

   • 4) положительно заряженное малое ядро, вокруг которого движутся электроны

   Модель Резерфорда, предложенная в 1911 году, описывает атом как систему, в которой вокруг небольшого положительно заряженного ядра на значительных расстояниях вращаются электроны. Это ядро содержит почти всю массу атома, а электроны, двигаясь по орбитам, создают электронную оболочку.

2. Выберите верное утверждение:

   • 1) электроны в атоме движутся по определенным орбитам, при этом не излучают энергию.

   Это утверждение соответствует модели атома Нильса Бора, предложенной в 1913 году. Согласно этой модели, электроны движутся по стационарным орбитам, не излучая энергию, пока находятся на этих орбитах. Энергия излучается или поглощается только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

3. На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Поглощение фотона наименьшей длины волны происходит при переходе:

   • Ответить на этот вопрос можно только при наличии рисунка, но, основываясь на принципах квантовой механики, можно сказать, что поглощение фотона наименьшей длины волны соответствует наибольшей разности энергетических уровней.

4. Ядро атома циркония 40Zr93 содержит:

   • 3) 40 протонов и 53 нейтрона

   Число протонов (атомный номер) циркония равно 40. Массовое число (число нуклонов) равно 93. Число нейтронов определяется как разность массового числа и числа протонов: 93 - 40 = 53.

5. Ядро изотопа урана 92U238 после нескольких радиоактивных распадов превратилось в ядро изотопа 92U234. Какие это были распады?

   • 1) один α и два β распада

   Альфа-распад уменьшает массовое число на 4 и атомный номер на 2. В результате один альфа-распад уменьшит массовое число на 4, что приведет к 234. Бета-распад увеличивает атомный номер на 1. Таким образом, чтобы вернуться к атомному номеру 92 после уменьшения его на 2 (альфа-распад), нужно два бета-распада.

6. Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа составляет 17 с. Это означает, что:

   • 3) около половины изначально имевшихся ядер распадается за 17 с

   Период полураспада — это время, за которое распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер.

7. В уран-графитовом реакторе применяется графитовый блок как:

   • 4) замедлитель, в котором быстрые нейтроны замедляются до тепловых скоростей

   Графит используется как замедлитель нейтронов, чтобы уменьшить их кинетическую энергию и сделать их тепловыми, что повышает вероятность деления урана-235.

Часть В

1. Установите соответствия ядерных реакций из левого столбца таблицы с недостающими обозначениями в правом столбце:

   Без конкретных данных из таблицы невозможно точно установить соответствия, но в общем случае:

   • α-частица представляет собой ядро гелия (He).
   • нейтрон обозначается символом n.
   • протон обозначается символом p.

2. Электрон переходит со стационарной орбиты с энергией -3,4 эВ на орбиту с энергией -1,75 эВ. Определить частоту поглощаемого при этом фотона.

   Энергия поглощенного фотона равна разности энергий орбит: ( E = -1,75 \, \text{эВ} - (-3,4 \, \text{эВ}) = 1,65 \, \text{эВ} ).

   Используем уравнение Планка для определения частоты: ( E = h \nu ),

   где ( h ) — постоянная Планка ( ( 4,135667696 \times 10^{-15} \, \text{эВ} \cdot \text{с} ) ).

   Частота ( \nu ): ( \nu = \frac{E}{h} = \frac{1,65 \, \text{эВ}}{4,135667696 \times 10^{-15} \, \text{эВ} \cdot \text{с}} \approx 3,99 \times 10^{14} \, \text{Гц} ).

3. Вычислить энергетический выход ядерной реакции ( \text{Li}_3^7 + \text{He}_2^4 \rightarrow \text{B}_5^{10} + \text{n}_0^1 ). Ответ представить в МэВ с точностью до целых.

   Энергетический выход определяется разницей масс до и после реакции, умноженной на ( c^2 ) (скорость света в квадрате).

   Массы (приблизительно):

   • ( \text{Li}_3^7 ): 7,016005 МеВ/c^2
   • ( \text{He}_2^4 ): 4,002603 МеВ/c^2
   • ( \text{B}_5^{10} ): 10,012937 МеВ/c^2
   • нейтрон: 1,008665 МеВ/c^2

   Сумма масс до реакции: ( 7,016005 + 4,002603 = 11,018608 \, \text{МеВ/c}^2 ).

   Сумма масс после реакции: ( 10,012937 + 1,008665 = 11,021602 \, \text{МеВ/c}^2 ).

   Разница масс (дефект массы): ( 11,018608 - 11,021602 = -0,002994 \, \text{МеВ/c}^2 ).

   Энергетический выход (с учетом того, что дефект массы умножается на ( c^2 )): ( \Delta E = 0,002994 \, \text{МеВ} \approx 3 \, \text{кэВ} ).

   Округляем до целых: ( \Delta E \approx 3 \, \text{кэВ} ).

   Однако для точного ответа нужно учитывать более точные массы и перерасчеты.

1. Ответ: 4) положительно заряженное малое ядро, вокруг которого движутся электроны
2. Ответ: 3) электроны в атоме движутся по определенным орбитам, при этом излучают энергию.
3. Ответ: 2) 2
4. Ответ: 3) 40 протонов и 53 нейтрона
5. Ответ: 1) один α и два β распада
6. Ответ: 3) около половины изначально имевшихся ядер распадается за 17 с
7. Ответ: 4) замедлитель, в котором быстрые нейтроны замедляются до тепловых скоростей

ЧАСТЬ В

1. Ответ: 1) α-частица - 3) протон 2) нейтрон - 1) α-частица 3) протон - 2) нейтрон

2. Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой энергии фотона: E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота. После нахождения разности энергий электрона на разных орбитах, можно найти энергию поглощаемого фотона и затем частоту.

3. Для вычисления энергетического выхода ядерной реакции нужно вычислить разницу между начальной и конечной энергиями ядерных частиц, учитывая их массы. В данном случае, важно учесть, что массовое число и заряд должны быть сбалансированы до и после реакции. Ответ представить в МэВ.

1. 4) положительно заряженное малое ядро, вокруг которого движутся электроны
2. 3) электроны в атоме движутся по определенным орбитам, при этом излучают энергию.
3. 2) 2
4. 1) 40 протонов и 93 нейтрона
5. 2) один α и один β распад
6. 2) одно ядро распадается каждые 17 с
7. 4) замедлитель, в котором быстрые нейтроны замедляются до тепловых скоростей

ЧАСТЬ В

1. • 1) α-частица - 3) протон
   • 2) нейтрон - 1) α-частица
   • 3) протон - 2) нейтрон

2. 5,1 * 10^15 Гц

3. 0,4 МэВ