Физика /1.Теоретическая физика
К.п.н. Мищик С.А.
Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф.Ушакова ,
Россия
Системные задачи атома Бора и рентгеновских лучей
прикладной физики морского флота
Системные
задачи атома Бора и рентгеновских лучей прикладной
физики
морского флота отражают целостно-системное моделирование основных элементов
транспортных объектов. При этом возникает ориентация на единство базисных
характеристик предметных и исполнительных условий относительно предмета
содержания и способа его реализации. Рассматривается: в условиях судовой атомной установки радиус первой
боровской электронной орбиты в атоме водорода и скорость электрона; а так же в
условиях судовой рентгеновской установки расчитывается число слоев половинного
ослабления для уменьшения интенсивности рентгеновских лучей на морском флоте.
В процессе решения системных задач атома Бора и рентгеновских лучей прикладной физики
морского флота необходимо применять основные положения теории деятельности,
системного анализа и теории формирования интеллекта.
Системный анализ предполагает
выполнение последовательности системных аналитических действий: выделить объект
анализа – задачу атома Бора и рентгеновских лучей прикладной физики морского
флота (ЗАБРЛПФМФ) как систему; установить порождающую среду ЗАБРЛПФМФ;
определить уровни анализа ЗАБРЛПФМФ; представить целостные свойства ЗАБРЛПФМФ
относительно пространственных, и временных характеристик и их комбинаций; выделить
структуру уровня анализа ЗАБРЛПФМФ; установить структурные элементы уровня
анализа ЗАБРЛПФМФ; определить системообразующие связи данного уровня анализа ЗАБРЛПФМФ;
представить межуровневые связи анализа ЗАБРЛПФМФ; выделить форму организации ЗАБРЛПФМФ;
установить системные свойства и поведение ЗАБРЛПФМФ.
Задача 1
В условиях судовой атомной установки определить радиус
r1
первой боровской электронной орбиты в атоме водорода и скорость υ1
электрона на ней.
Ответ: r1 =
53пм ; υ1 = 2,l9·106 м/c . .
Задача 2
В условиях судовой атомной установки определить
кинетическую WK, потенциальную Wп и полную W
энергии электрона на первой боровской орбите.
Ответ: WK = 13,6эВ; Wn = - 27,2эВ; W = 13,6эВ .
Задача 3
В условиях судовой атомной установки определить период
Т
обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую
скорость ω .
Ответ: Т
= 1,43·10-16 с ; ω =4,4·1016 рад/с .
Задача 4
В условиях судовой атомной установки определить на сколько
изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом
фотона с длиной волны λ=486 нм ?
Ответ: ΔWK
= 2,56эВ .
Задача 5
В условиях судовой атомной установки определить длину
волны де Бройля λ для электрона, движущегося по первой воровской орбите
атома водорода.
Ответ: λ = 0,33 нм .
Задача 6
В условиях судовой атомной установки определить радиус
r1
первой боровской электронной орбиты для однократно ионизованного гелия и
скорость υ1 электрона на ней.
Ответ: r1
= 26,6 пм; υ1 = 4,37·106
м/с .
Задача 7
В условиях судовой рентгеновской установки рассчитать длину
волны
λ, определяющую коротковолновую границу непрерывного
рентгеновского спектра, если к рентгеновской трубке приложена разность
потенциалов U = 50 кВ .
Ответ: λ
= 24,8 пм .
Задача 8
В условиях судовой рентгеновской установки рассчитать длину
волны λ , определяющую коротковолновую границу непрерывного
рентгеновского спектра, если известно, что уменьшение приложенного к рентгеновской
трубке напряжения на Δ U
= 23 кВ увеличивает искомую длину
волны в 2 раза.
Ответ: λ = 27 пм .
Задача 9
В условиях судовой атомной установки длина волны гамма-излучения
радия λ = 1,6 пм. Определить разность потенциалов U,
которую надо приложить к рентгеновской трубке судовой рентгеновской установки,
чтобы получить рентгеновские лучи с этой длиной волны?
Ответ: U = 770 кВ .
Задача 10
В условиях судовой рентгеновской установки рассчитать число
слоев половинного ослабления для уменьшения интенсивности
рентгеновских лучей в 80 раз.
Ответ: n = ln 80/ln 2 = 6,35 .
Задача 11
В условиях судовой рентгеновской установки рассчитать для алюминия толщину Х1/2 слоя половинного ослабления для рентгеновских лучей. Массовый коэффициент поглощения алюминия для этой длины волны μм=5,3 м2/кг .
Ответ: Х1/2 = 0,5 мм .
Задача 12
В условиях судовой рентгеновской установки определить
во сколько раз уменьшится интенсивность рентгеновских лучей с длиной волны λ
=20 пм при прохождении слоя железа толщиной d=0,15 мм . Массовый
коэффициент поглощения железа для этой длины волны μм =1,1 м2/кг .
Ответ: в 3,7 раза .
Литература: