6 Квантовая физика. Физика атома 2 Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Название	6 Квантовая физика. Физика атома 2 Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга
Дата	26.05.2021
Размер	451.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	k_2.doc
Тип	Документы #210241

6 Квантовая физика. Физика атома 2 Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

– формула де Бройля.

Принцип неопределенности Гейзенберга: произведение неопределенностей двух канонически сопряженных величин не может быть по порядку величины меньше постоянной Планка .

Соотношения неопределённостей Гейзенберга:

, , , .

Ф6.2.1-1

Если частицы имеют одинаковую длину волны де Бройля, то наименьшей скоростью обладает …

1: позитрон

2: нейтрон

3: α-частица*

4: протон

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы.

Если длины волн де Бройля равны, то зависимость скорости выглядит так (обратно-пропорциональная зависимость), значит, чем больше масса, тем меньше скорость. Из предложенных частиц большей массой обладает α – частица.

Ответ: 3

Ф6.2.1-2

Длина волны де Бройля частицы уменьшилась вдвое. Скорость этой частицы …

1: увеличилась в 4 раза

2: уменьшилась в 4 раза

3: не изменилась

4: уменьшилась вдвое

5: увеличилась вдвое*

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы.

_.

Ответ: 5

Ф6.2.1-3

Если протон и нейтрон двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля λ_p/λ_n равно …

1: 2

2: 1/2

3: 1*

4: 4

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Масса протона незначительно отличается от массы нейтрона, т.е. , скорости равны . Поэтому .

Ответ: 3

Ф6.2.1-4

Если протон и α-частица двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля равно …

1: 4*

2: 1/2

3: 2

4: 1

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Масса протона , масса нейтрона , масса α-частицы скорости равны . Поэтому .

Ответ: 1

Ф6.2.1-5

Если α-частица и нейтрон двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля равно …

1: ¼*

2: 1/2

3: 2

4: 4

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Масса нейтрона , масса протона , масса α-частицы скорости равны . Поэтому .

Ответ: 1

Ф6.2.1-6

Если α-частица и протон двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля равно …

1:1/4*

2:1/2

3:2

4:4

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Масса протона , масса нейтрона , масса α-частицы скорости равны . Поэтому .

Ответ: 1

Ф6.2.1-7

Если нейтрон и α-частица двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля равно …

1: 4*

2: 1/2

3: 2

4: 1/4

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Масса нейтрона , масса протона , масса α-частицы скорости равны . Поэтому .

Ответ: 1

Ф6.2.1-8

Де Бройль обобщил соотношение для фотона на любые волновые процессы, связанные с частицами, импульс которых равен р. Тогда, если скорость частиц одинакова, то наименьшей длиной волны обладают …

1: нейтроны

2: электроны

3: α-частицы*

4: протоны

Длина волны де Бройля выражается по следующей формуле: , где h – постоянная Планка ( ), m – масса частицы, υ – скорость частицы. Длина волны де Бройля обратно пропорциональна скорости и массе частицы, то есть, если скорости частиц одинаковы, то частица с большей массой имеет меньшую длину волны де Бройля и наоборот. Из представленных частиц большей массой обладает α-частица.

Ответ: 3

Ф6.2.1-9

Правильный ответ 1.

Ф6.2.1-10

1*

позитрон

2

нейтрон

3

α-частица

4

протон

Ф6.2.1-11

1*

2

2

1/2

3

1/4

4

4

Ф6.2.2-1

Согласно принципу неопределённости и с учётом величины постоянной Планка Дж^.с, облако свободного электрона массой 9^.10^-31 кг, первоначально локализованное в области атома с диаметром 10^-10 м, за тысячную долю секунды расплывётся до размера порядка …

1: 1 м

2: 1 мм

3: 1 км*

4: 1 мкм

Принципу неопределенности Гейзенберга удовлетворяет соотношение: . Преобразуем его:

. Определяемый размер . Подставим исходные данные:

.

Ответ: 3

Ф6.2.2-2

Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена относительно большим временем жизни электронов в метастабильном состоянии 10^-3 с. Учитывая, что постоянная Планка , ширина метастабильного уровня (в эВ) будет не менее …

1: 1,5^.10^-13

2: 6,6^.10^-13*

3: 1,5^.10^-19

4: 6,6^.10^-19

Связь ширины уровня и времени жизни определяется формулой (соотношение неопределенности Гейзенберга):

. Отсюда .

Ответ: 2

Ф6.2.2-3

Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена относительно большим временем жизни электронов в метастабильном состоянии 10^-3 с. Учитывая, что постоянная Планка , ширина метастабильного уровня (в эВ) будет не менее …

1: 6,6^.10^-13*

2: 6,6^.10^-19

3: 1,5^.10^-19

4: 1,5^.10^-13

Связь ширины уровня и времени жизни определяется формулой (соотношение неопределенности Гейзенберга):

. Отсюда .

Ответ: 1

Ф6.2.2-4

Положение пылинки массой m=1 мкг определено с неопределенностью . Учитывая, что постоянная Планка , неопределенность скорости (в м/с) будет не менее…

1: *

2:

3:

4:

Принципу неопределенности Гейзенберга удовлетворяет соотношение: . Преобразуем его:

. Подставим исходные данные: .

Ответ: 1

Ф6.2.2-5

Электрон локализован в пространстве в пределах . Учитывая, что постоянная Планка , а масса электрона , неопределенность скорости (в м/с) составляет не менее…

1: 115*

2: 0,115

3:

4: 8,7

Принципу неопределенности Гейзенберга удовлетворяет соотношение: . Преобразуем его:

. Подставим исходные данные: .

Ответ: 1

Ф6.2.2-6

Протон локализован в пространстве в пределах . Учитывая, что постоянная Планка , а масса протона , неопределенность скорости (в м/с) составляет не менее…

1: *

2:

3:

4:

Принципу неопределенности Гейзенберга удовлетворяет соотношение: . Преобразуем его:

. Подставим исходные данные: .

Ответ: 1

Ф6.2.2-7

Время жизни атома в возбужденном состоянии τ = 10 нс. Учитывая, что постоянная Планка , ширина энергетического уровня (в эВ) составляет не менее…

1: *

2:

3:

4:

Связь ширины энергетического уровня и времени жизни определяется соотношением неопределенности Гейзенберга:

. Отсюда .

Ответ: 1

Ф6.2.2-8

Положение атома углерода в кристаллической решетке алмаза определено с погрешностью . Учитывая, что постоянная Планка , а масса атома углерода кг, неопределенность скорости его теплового движения (в м/с) составляет не менее…

1: 106*

2: 1,06

3:

4: 0,943

Принципу неопределенности Гейзенберга удовлетворяет соотношение: . Преобразуем его:

. Подставим исходные данные: .

Ответ: 1