Семинар коучинг по физике

Кванттық физика тарауына ҰБТ есептері

1.Егер уран  ядросы бөлінгенде 200 Мэв энергия шығатын болса, 1 кг уранда бар ядролар толық ыдырағанда бөлінетін энергия

(M(U) = 235∙10^-3 кг/моль; N_A = 6∙10²³ моль^-1; 1эв = 1,6∙10^-19 Дж)

A) ≈ 8,3 ∙10¹¹Дж.

B) ≈ 6,5 ∙10¹¹Дж.

C) ≈ 8,3 ∙10¹³Дж.

D) ≈ 6,5 ∙10¹³Дж.

E) ≈ 8,3 ∙10⁹Дж.

{Дұрыс жауап}= C 

Бер:

Е ₁  = 200 Мэв= 3,2*10^-11 Дж

m= 1кг

 M(U) = 235∙10^-3 кг/моль

N_A = 6∙10²³ моль^-1

Т.к Е_т = ?

 Шешуі:

 Е_т = N Е ₁  

N  =   N_A

Е_т =    N_A Е ₁  

Е_т = ≈ 8,3 ∙10¹³Дж.

2.Радоиактивті натрийдің  жартылай ыдырау периодының

14,8 сағ.Массасы 1г радиоактивті натрийдің 7,4 сағ ішінде ыдыраған атомдарының санын анықтаңдар. Натрийдің мольдік  массасы

24*10 ^-3

Бер:

Т _½ =  14,8 сағ

m   = 1г  =  10^-3 кг

t     = 7.4 сағ

M   =  24*10 ^-3

Т.к     N= ?

Шешуі:

Ыдыраған атомдардың белгілі бір  t уақыт аралығындағы  N санын анықтайық:

N  =  N ₀  - N

N ₀  -  атомдардың бастапқы саны

N  -  t уақыт мезетіндегі ыдырамаған атомдардың саны

Радиоактивті ыдырау заңының форуласын N = N₀ 2^-t/T

N ₀ =    N_A

N  =  N ₀  - N =   N_A  (1-2 ^{– t/T} ) =    6,0210 ²³ моль^-1

(1-2  ^{-7,4сағ/14,8 сағ}  )  = 7,510 ²¹

(1-2  ^{-7,4сағ/14,8 сағ}  )  = 7,510 ²¹

3. Толқын ұзындығы  500нм монохромат жарықтың параллель шоғы қараға боялған бетке перпендикуляр түсіп оған 10 мкПа қысым түсірді.

1) Фотондардың шоғырын

2) Аудан бірлігіне уақыт бірлігі ішінде түсетін фотондардың санын анықтаңдар

Бер:

     =  500 нм  =  510  ^-7м

    p = 10 мкПа = 1010 ^-6  Па

Т.к   n ₀  =  ?   n = ?

Шешуі :

1)  Энергияның   _орт көлемдік тығыздығы бір фотонның энергиясын фотондардың шоғырына көбейткенге тең:

 _орт = n ₀ h  

n ₀  =

Жарық қысымының формуласы   p  =  _орт (1+)

 _орт =

n ₀  =    қара боялған бет үшін = 0, олай болса

n ₀  =   

n ₀  = 2,5210¹⁸ м ^-3

2)    Энергияның көлемдік тығыздығын сәулелену интенсивтігі арқылы да өрнектеуге болады

 _орт =   =  

n ₀  =    =  

n   = n ₀  c

n   = 2.5210 ¹⁸ м ^-3 310 ⁸ м/с =  7,5610²¹

4.Суретте келтірілген өтулердің қайсысында минимал жиілікті сәуле шығарылады?

A) 4      B) 2       C) 5      D) 3      E)  1

5.Атомның беретін толқын ұзындығының дара шығарылған жарық толқынының ұзындығынан айырмашылығы:

A) Тек қана жиілігінде.

B) Жиілігі мен фазасында.

C) Тек қана фазасында.

D) Поляризациясында.

      E) Жиілігі, фазасы және поляризациясында.   

6.Баяу нейтрондардағы реакторлардың ядролық отындары:

1. .

2. .

3. .

A) Тек қана 1.

B) 1 және 2.

C) 1 және 3.

D) Тек қана 3.

      E) Тек қана 2.

Есептер

1.  ПӘК 20 % болатын атомдық электр станциясының қуаты 1000  МВт.Тәулігіне жұмсалатын уран-235 изотобының массасын анықтандар. Уранның бір ядросы ыдырағанда 200 МэВ энергия бөлінеді. Уранның мольдік массасы 235*10^-3 кг/моль.

А)  5,3 кг   В) 7,3 кг   С)  10 кг   Д)  5,3 т    Е)  1т

2.  Бастапқы радиоактивті ядролардың   үлесі 150 с ішінде ыдыраған.Элементтің     жартылай ыдырау периоды неге тең?

А)  40 с   В) 20с   С)  50 с   D)  60c    Е)  1c

3.   Қуаты 100 Вт электр шамының ішкі бетіне қандай қысым түседі? Шамды радиусы 5 см  сфера деп есептеңдер. Шағылу коэффициенті 0,1. Шам тұтынатын барлық қуат сәулеленуге жұмсалады деп алындар.

А)  3,25 *10^-5 Па       В)2,25 Па    С)  20 Па    D)  1.17*10^-5 Па     Е)  1,8 Па

Есептер

1.  ПӘК 20 % болатын атомдық электр станциясының қуаты 1000  МВт.Тәулігіне жұмсалатын уран-235 изотобының массасын анықтандар. Уранның бір ядросы ыдырағанда 200 МэВ энергия бөлінеді. Уранның мольдік массасы 235*10^-3 кг/моль.

А)  5,3 кг   В) 7,3 кг   С)  10 кг   Д)  5,3 т    Е)  1т

2.  Бастапқы радиоактивті ядролардың   үлесі 150 с ішінде ыдыраған.Элементтің     жартылай ыдырау периоды неге тең?

А)  40 с   В) 20с   С)  50 с   D)  60c    Е)  1c

3.   Қуаты 100 Вт электр шамының ішкі бетіне қандай қысым түседі? Шамды радиусы 5 см  сфера деп есептеңдер. Шағылу коэффициенті 0,1. Шам тұтынатын барлық қуат сәулеленуге жұмсалады деп алындар.

А)  3,25 *10^-5 Па       В)2,25 Па    С)  20 Па    D)  1.17*10^-5 Па     Е)  1,8 Па

Есептер

1.  ПӘК 20 % болатын атомдық электр станциясының қуаты 1000  МВт.Тәулігіне жұмсалатын уран-235 изотобының массасын анықтандар. Уранның бір ядросы ыдырағанда 200 МэВ энергия бөлінеді. Уранның мольдік массасы 235*10^-3 кг/моль.

А)  5,3 кг   В) 7,3 кг   С)  10 кг   Д)  5,3 т    Е)  1т

2.  Бастапқы радиоактивті ядролардың   үлесі 150 с ішінде ыдыраған.Элементтің     жартылай ыдырау периоды неге тең?

А)  40 с   В) 20с   С)  50 с   D)  60c    Е)  1c

3.   Қуаты 100 Вт электр шамының ішкі бетіне қандай қысым түседі? Шамды радиусы 5 см  сфера деп есептеңдер. Шағылу коэффициенті 0,1. Шам тұтынатын барлық қуат сәулеленуге жұмсалады деп алындар.

А)  3,25 *10^-5 Па       В)2,25 Па    С)  20 Па    D)  1.17*10^-5 Па     Е)  1,8 Па

1есеп жауабы:

Бер:

n = 20%

  E₁ =200 МэВ= 3,2*10^-11Дж

P = 1000 MВт=10 ⁶  Вт

t = 24 сағ= 86400 с

М = 23510^-3 кг/моль

m -?

Шешуі: Атом электростанциясының ПӘК-і былай табылады n=   ,мұндағы P t пайдалы энергия,яғни электростанцияның бір тәулікте өндіретін энергиясы.

Е – шығындалған энергия.Шығындалған энергия мынаған тең: E = E₁  N

Е₁ – бір ядоның бқліп шығарған энергиясы.N =  N_a – бір тәулікте ядролық реакция кезіндегі атом саны.

Сонда n =   немесе

E ₁= 200 MэВ  1,6  10^-19 Дж = 320  10^-19 MДж = 32 10^-12Дж ескеріп,

 t = 24 с = 86400 с,уран жұмсалатын изотопының шығыны:

m =   

2) Бер:

t = 150c

  

T-?

Шешуі:Радиоактивті ядролардың жартылай ыдырау периодын табу үшін радиоактивті ыдырау заңын пайдаланамыз: N = N₀ 2^-t/T

Бұдан t уақыт ішіндегі ыдыраған ядро саны келесі: N ₀  - N = N ₀    (1-2 ^{– t/T} ).

Сонда      1-2 ^{– t/T}           немесе 2³ = 2^r/Т, 3=. Олай болса,радиоактивті ядроның жартылай ыдырау периоды мынаған тең: Т =  ,яғни Т=   

3)      Бер:

N= 100 Вт

r= 5 см =5*10^-2м

p=0.1

p=?

шешуі:Сфералық шамның бетіне түсетін жарық қысымы: p=    мұндағы

I =    - шамның сәулелену интенсивтілігі,яғни уақыт бірлігі ішінде бет бірлігіне түсетін фотон энергиясы.Сонда қысым үшін теңдік мына түрге айналады: p= , p=