19世纪90年代人们发现氢原子光谱中 (R为一常量,n=3,4,5…),物理学家玻尔在他28岁时连续发表三篇论文,成功地解释了氢原子光谱的规律,揭示了光谱线与原子结构的内在联系,玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡,为量子力学的诞生提供了条件.玻尔既引入量子化的概念,同时又运用了"软道"等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式.
请同学们试用课本知识和以下设定量做玻尔的推导. (1)绕氢原子核旋转的电子质量为m,电量为-e;(2)取离核无限远处的电势能为零,半径r处电子的电势能为(k为静电力恒量); (3)电子所在的轨道在圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时,这样的轨道才是电子的可能轨道.
利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量,图(a)中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,仪器A和B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形。
现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲,如图(b)中幅度较大的波形,反射波滞后的时间已在图中标出,其中T和△T为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0,根据所给信息求小车的运动方向和速度大小。
如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍,则
(1)物体对弹簧的最小压力是多大?(2)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅最大为A的多少倍?
卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,原子的核式结构模型又叫原子的行星模型,这是因为两者之间有极大的相似之处,带电粒子间遵循库仑定律,而星体之间遵循万有引力定律,两定律有相似的表达形式.若以无穷远处为零电势点,点电荷的电势为
,可推出氢原子的基态能级为-13. 6 eV.
今以距地球无穷远处的重力势能为零.试计算:质量为1 t的卫星绕地球表面飞行,其总机械能为多大?再补充多少能量,可使它脱离地球的引力.(6. 4×103 km,g=9.8m/s2 )
随着社会经济的发展,迫切需要大量的能源。因此,核能的应用作为第三次技术革命的标志之一,受到了人们的普遍重视.
(1)核电站中要用核反应堆使重核裂变,将释放出的巨大能量转化为电能.
①完成下列核反应方程式:+
+
Zr+3
+8
+反中微子(反中微子的质量数和核电荷数均为零)
②核裂变反应和化学反应有一些不同点,如:
a:对单位质量的物质而言,核裂变反应的能量远远大于化学反应释放的能量;
b:同一元素的不同同位素,它们的化学性质是相同的,但它们的核反应性质是不同的;
C:_________________________________________________________.
③核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质,试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由:
a.______________________________________________;
b.___________________________________________________.
(2)依据上述核反应计算:
①lkg铀235全部裂变产生多少千焦的能量?
(已知:核的质量为235.0439u,中子(n)质量为1.0087u,钕(Nd)核的质量为 142.9098u,锆(Zr)核的质量为89.9047u,1u=1.6606×10-27kg.)
(3)核反应除释放巨大的能量外,还可以用来生产各种放射性同位素,请举例说明放射性同位素在医疗和工业上的应用:①_____________________________________________;②_____________________________________________ .