Концепции современного естествознания

Оценить во сколько раз сила электростатического взаимодействия двух электронов между собой больше их гравитационного притяжения

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Задачи

101. Оценить во сколько раз сила электростатического взаимодействия двух электронов между собой больше их гравитационного притяжения?
Решение
Разделим одну силу на другую для расстояния 1м:
(9*109*1,62*10-38)/(6,67*10-11*9,112*10-62)=4*1042

111. Вычислить длину волны де Бройля для электрона в кинескопе, ускоряющая разность потенциалов которого 10 кВ. Надо ли учитывать волновые свойства электрона, если диаметр электронного пучка 1 мм.
Решение
Найдем длину волны де Бройля для электронов, ускоренных электрическим полем с разностью потенциалов V. Электроны в этом случае приобретают кинетическую энергию
Т = e V.
При нерелятивистском рассмотрении импульс электрона будет равен:
P = = .
Таким образом, получаем
,
где е и т  заряд и масса электрона. Из этой формулы следует, что для электронов с энергиями от 1 до 1000 эВ длины волн де Бройля лежат в пределах от 1 до 0,01 нм, т.е. в интервале длин волн рентгеновских лучей. Поэтому волновые свойства электронов должны проявляться, например, при их рассеянии на кристаллах, т.е. в тех же условиях, при которых наблюдается дифракция рентгеновских лучей. В данном случае кристалл выступает в качестве естественной дифракционной решетки.
h = 6.6210-34Джс
е = -1.610-19Кл
m = 9.110-31 кг
V = 10 кВ =10103 В
= =(6.62/2*9.1*1.6*10)10-34+24=0,3910-1010-9м
Так как длина волны де Бройля много меньше характерных размеров пучка
Б /d = 10-9/10-3 = 10-9+3=10-6,
то волновые свойства электрона не проявляются.
Ответ: Б =10-9м, волновые свойства электрона не проявляются.

121. Дописать ядерную реакцию и определить кинетическую энергию частиц, вылетающих в результате распада:
1) Th230  Ra226 + ?
90 88
Применив закон сохранения числа нуклонов, получим уравнение 226+А=230, откуда А=4. Применив закон сохранения заряда, получим уравнение 88+Я=90, откуда Z=2. Следовательно, неизвестное ядро является ядром атома изотопа углерода С. Окончательно записываем реакцию :
6

1 177
В результате α-распада ядер более тяжелые обычно покоятся, а α-частицы вылетают из ядер и обладают значительной кинетической энергией.
В процессах распада полная кинетическая энергия частиц сохраняется.
E10 = E20 + E0 + Eкин
Поэтому кинетическая энергия α -частиц равна:
Eкин α =Е10 - E20 - E0
или Eкин =(М10 - М20 - м0)  с2

где E10 =М10 с2 – энергия покоя распадающегося ядра
М10 –масса покоя распадающегося ядра
E20 =М20 с2 – энергия покоя получившегося ядра
М20 - масса покоя получившегося ядра
E0 -энергия покоя α –частицы
м0 -масса покоя α –частицы
Представляя массы покоя частиц в килограммах и умножая на квадрат скорости света, получим кинетическую энергию α –частиц в джоулях.
Но в таблицах обычно указываются массы элементов в атомных единицах массы, а энергия в ядерной физике определяется в мегаэлектронвольтах (МэВ =106эВ=1.6 10-13Дж)
В этих единицах с2=9 1016м2/c2=931 МэВ/а.е.м.
Тогда кинетическая энергия α –частиц, выражаемая в мегаэлектронвольтах, равна
Eкин =(М10 - М20 - м) 931
Энергетический эффект Q ядерной реакции определяется по формуле
Q=931{(mHe+ mB) - (mH+ mB)} = 931{(4.00260 + 10.01294) – (1.00783 + +13.00335)}МэB= 4.06 МэВ

131. Вычислить радиус белого карлика, если при коллапсе этой звезды было сброшено 50% ее массы. Радиус образовавшейся нейтронной звезды 10 км, а периоды вращения белого карлика и нейтронной звезды 10 суток и 0.3 с соответственно.
Решение:
ДАНО
 = 0.50
m2/m1 =1-  =0.50
R1 = ?
R2 =10 км = 10103 м
T1 = 10 cуток = 30246060 c.
T2 = 0,3 cуток = 0,3246060 c.
Определить: R1 = ?
Решение:
Белый карлик при гравитационном коллапсе превращается в нейтронную звезду. Так как коллапс происходит за доли секунды (т.е. почти мгновенно), то справедлив закон сохранения момента количества движения:
J11 =J2 2 (1)
где J1 =0.4 m1R21 - момент инерции звезды (белого карлика) в виде шара;
J2 =0.4 m2R22 - момент инерции нейтронной звезды;
1 = 2 n1 =2/T1 - угловая скорость вращения белого карлика;
2 = 2 n2 = 2/T2 - угловая скорость вращения нейтронной звезды;
T1, T2 - периоды обращения белого карлика и нейтронной звезды соответственно.
Подставляя значения моментов инерции и угловых скоростей в (1) получим соотношение для определения периода звезды:
0.4 m1R1 2/T1 =0.4 m2 R222/T2
Откуда
0.4 m1R1 2/T1 =0.4 m2 R222/T2
R1 = (0.4 m2 R222/T2 ) / (0.4 m1 2/T1)
R1 = (0.4* 0,50 *(10*103)20,3246060) / (0.4 *50 30246060) = 8320 км.
Ответ: Радиус белого карлика равен 8320 км.

141. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность лучше писать правой рукой доминирует над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах.
1. Голубоглазый (m) правша (B) женился на кареглазой (M) правше (b). У них родилось двое детей - кареглазый левша и голубоглазый правша. Каковы генотипы родителей?
У человека близорукость (М) доминирует над нормальным зрением (m), а карий цвет глаз (B) - над голубым (b). Гетерозиготная кареглазая женщина с нормальным зрением вышла замуж за голубоглазого гетерозиготного близорукого мужчину. Определить возможные фенотипы и генотипы их детей.
Условие задачи
Фенотип Ген Генотип
M MM, Mm
голубоглазый m mm
правша B BB, Bb
левша b bb

Решение:
Р Bbmm х bbMm
G Bm bm bM bm
F1 BbMm Bbmm bbMm bbmm

151. Участок одной нити ДНК имеет следующую структуру: ТАТТЦТТТТТГТГГГ…..Укажите структуру соответствующей части молекулы белка, синтезированного при участии комплиментарной цепи. Как изменится первичная структура фрагмента белка, если выпадет второй нуклеотид?

Решение
Три рядом расположенных нуклеотида (триплет или кодон) присоединение одной аминокислоты. Соответствующие триплетам аминокислоты находим по таблице кодонов (табл.). Кодон ЦЦГ соответствует пролину, ТАЦ - тирозину, ЦТА - лейцину, ГТЦ - валину.
Первичная структура фрагмента белка изменится следующим образом, если выпадет второй нуклеотид
ДНК: Ц Ц Г Ц Т А Г Т Ц


Скачиваний: 1
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат