02. Повторение. Решение задач ЕГЭ предыдущих лет по теме “Элементы теории относительности. Квантовая физика.”

Специальная теория относительности

Мы продолжаем разбирать задания ЕГЭ прошлых лет. Сегодня мы будем решать задачи из раздела, посвященного теории относительности Эйнштейна, квантовой физике, физике атома и атомного ядра.

Задачи по этой теме встретятся на ЕГЭ под номерами 19–22, а также задания по этой теме могут встречаться среди заданий № 23–24, 27–28 и 32.

В рамках данных тем мы изучали непривычный нам мир больших скоростей и мир микроскопических частиц. Рассмотренные в этих разделах процессы не объясняются законами классической физики, и поэтому они потребовали новых теорий и постулатов, которые выходят за рамки наших привычных представлений о мире. Например, постулат Эйнштейна о том, что скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета, или гипотеза Планка о том, что свет излучается не непрерывно, а порциями – квантами.

Тем не менее эти законы подтверждаются на практике и помогают объяснить протекание процессов, которые мы рассматривали.

Темы, которым посвящен сегодняшний урок, вы можете подробно вспомнить, обратившись к урокам, на которых мы с ними знакомились. Я лишь кратко напомню основные положения теории и формулы, необходимые для решения задач.

Начнем со специальной теории относительности Эйнштейна. Ее постулаты:

1. Все законы физики во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково.

2. Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника, то есть скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета (является инвариантом).

Мы привыкли, что все скорости относительны, а время и пространство абсолютны. А если скорость света абсолютна, то получается, относительны пространство и время. Мы рассматривали релятивистские эффекты замедления времени, сокращения размеров, изменения массы, импульса и энергии.

Вспомним формулы, по которым вычисляются релятивистские время, размеры и масса, если система отсчета движется со скоростью относительно наблюдателя:

Относительная скорость двух тел равна (релятивистский закон сложения скоростей):

Эти эффекты заметны при скоростях, сравнимых со скоростью света. В мире привычных нам скоростей, малых по сравнению со скоростью света, выражение приблизительно равно 1, и законы механики приобретают классический вид.

Изменение скорости тела в релятивистской механике влечет за собой изменение массы и наоборот, т. е. между массой и энергией существует взаимосвязь. Выглядит она следующим образом:

Это выражение для энергии в состоянии покоя. Полная релятивистская энергия движущегося тела равна:

Задания по теории относительности, которые бывают в ЕГЭ, не всегда, но чаще всего проверяют, насколько мы усвоили постулаты специальной теории относительности. Решим несколько таких заданий.

Какие из следующих утверждений являются постулатами специальной теории относительности?

А. Все инерциальные системы отсчета равноправны при описании любого физического процесса.

Б. Скорость света в вакууме не зависит от скорости источника и приемника света.

В. Энергия покоя любого тела равна произведению его массы на квадрат скорости света в вакууме.

1. А и Б

2. А и В

3. Б и В

4. А, Б и В

Мы только что повторили постулаты специальной теории относительности, поэтому легко их назовем: это утверждения А и Б. Утверждение В также является правильным в СТО, но не является ее постулатом. Правильный ответ – номер 1.

Решим следующую задачу.

Один ученый проверяет закономерности колебания пружинного маятника в лаборатории на Земле, а другой – в лаборатории на космическом корабле, летящем вдали от звезд и планет с выключенным двигателем. Если маятники одинаковые, то в обеих лабораториях эти закономерности будут:

1. одинаковыми, если скорость корабля мала

2. разными, так как на корабле время течет медленнее

3. одинаковыми при любой скорости корабля

4. одинаковыми или разными в зависимости от модуля и направления скорости корабля

Космический корабль летит вдали от звезд и планет с выключенным двигателем, значит, он движется без ускорения и система отсчета, связанная с кораблем, является инерциальной. Первый постулат специальной теории относительности гласит, что физические процессы протекают одинаково во всех инерциальный системах отсчета, и скорость космического корабля, даже если она близка к скорости света, не влияет на этот факт. Поэтому правильный ответ – номер 3.

Решим следующую задачу.

В инерциальной системе отсчета свет от неподвижного источника распространяется со скоростью. Пусть источник света движется в некоторой инерциальной системе со скоростью, а зеркало – со скоростью в противоположную сторону. С какой скоростью распространяется в этой системе отсчета свет, отраженный от зеркала?

1.

2.

3.

4.

Согласно второму постулату специальной теории относительности, скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчета. Таким образом, скорость отраженного от зеркала света в этой инерциальной системе отсчета равна.

Квантовая физика. Строение атома (начало)

Современная физика, рассматривая процессы излучения и поглощения света и взаимодействия света с веществом, основывается на квантовых представлениях. Главное положение квантовой физики предложил Макс Планк: энергия излучения складывается из минимальных долей, т. е. полная излученная энергия принимает дискретные значения, где – натуральное число, а – постоянная Планка, фундаментальная константа.

Квант света, называемый также фотоном, при взаимодействии с веществом ведет себя подобно частице – корпускуле. Он выбивает из вещества электрон, если его энергия достаточна для этого. Оставшаяся энергия передается электрону в виде кинетической энергии. Мы только что на качественном уровне описали уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Запишем его:

Минимальная частота, при которой возможен фотоэффект, называется красной границей. При этом энергии фотона хватает только на то, чтобы выбить электрон из вещества, но не разогнать его:

Фотон, как частица, имеет импульс:

Фотон ведет себя и как частица, что проявляется при фотоэффекте, и как волна, что проявляется в явлениях дифракции и интерференции. Эта двойственность называется корпускулярно-волновой дуализм.

Корпускулярно волновой дуализм проявляется не только у фотонов. Любая частица проявляет и волновые свойства, это показано на примере дифракции электронного пучка. Любая движущаяся частица проявляет волновые свойства, для нее длина волны равна:

Чтобы описать, как фотон излучается и поглощается атомом, давайте вспомним строение атома согласно квантовой модели. Эту модель описал Нильс Бор, который ввел следующие постулаты.

1. Электроны в атомах движутся по орбитам определенного радиуса, которые называются стационарными (или разрешенными).

2. Движение электрона по стационарной орбите не сопровождается излучением или поглощением энергии.

3. При переходе с одной стационарной орбиты с энергией на другую с энергией излучается или поглощается квант энергии:

Для атома водорода энергия электрона на n-ой стационарной орбите равна.

Приступим к решению задач по квантовой физике.

Энергия фотона в первом пуске монохроматического света в 2 раза меньше энергии фотона во втором пучке. Отношение длин волн света в первом и втором пучках равно:

1. 1                       2. 2                  3.               4.

В задаче речь идет об энергии фотона, она равна.

Нам нужно сравнить длины волн. Длина волны связана с частотой по формуле. Тогда и.

Энергии фотонов в двух пучках света равны соответственно:

По условию задачи,. Сравним длины волн:

Правильный ответ – номер 2.

Решим следующую задачу.

Поток фотонов выбивает из металла с работой выхода 5 эВ фотоэлектроны. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

1.      5 эВ                   2. 15 эВ                      3. 30 эВ                      4. 10 эВ

Анализ условия:

- в задаче описан поток фотонов, который выбивает из металла электроны. Этот процесс называется фотоэффектом и описывается уравнением Эйнштейна:.

- по условию задачи, энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии, то есть.

Решение.

Мы уже записали всё необходимое для решения задачи. Запишем еще раз применительно к нашей задаче:

Остается только решить простую систему уравнений.

Приравняем правые части двух уравнений, поскольку они обе равны:

Правильный ответ – номер 4.

Решим следующую задачу.

Красная граница фотоэффекта для калия. Какую максимальную скорость могут иметь фотоэлектроны, вылетающие с поверхности калиевого фотокатода при облучении его светом длиной волны?

580

58

140

14

Анализ условия:

- в задаче описан фотоэффект, значит, будем использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:.

- красная граница фотоэффекта – это минимальная частота, при которой наблюдается фотоэффект, при этом энергии фотона хватает только на выбивание электрона из вещества, но кинетическая энергия электрону не сообщается:.

- мы легко переходим от частоты к длине волны, используя формулу.

Решение.

Применим к данной задаче уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и выражение для красной границы. В задаче заданы значения длин волн, поэтому сразу перейдем от частот к длинам волн по формуле. Запишем:

Получили систему уравнений, решив которую, найдем максимальную скорость электрона. Получим ответ номер 1. 580.

Свертка. Математическая часть решения задачи

Подставим выражение для работы выхода из второго уравнения в первое:

Выразим отсюда искомую скорость:

Вычислим:

Решим следующую задачу.

В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода и стали освещать ее светом частотой. Затем частоту света увеличили в 2 раза, одновременно увеличив в 1,5 раза число фотонов, падающих на пластину за 1 с. При этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

• увеличилась в 1,5 раза

• увеличилась в 3 раза

• увеличилась в 2 раза

• не определена, так как фотоэффекта не будет

Анализ условия:

- в задаче описаны опыты по фотоэффекту, значит, будем применять уравнение Эйнштейна:.

- опыт проводили два раза. При этом изменили частоту в 2 раза,, и количество фотонов, падающих на пластину в 1,5 раза. Количество фотонов никак не влияет на кинетическую энергию фотоэлектронов: понятно и из уравнения Эйнштейна, и из результатов опытов по наблюдению фотоэффекта, что энергия электрона зависит от энергии фотона, она определяется частотой.

Решение.

Применим уравнение Эйнштейна для двух случаев: до повышения частоты и после:

Остается только выразить и сравнить кинетические энергии фотоэлектронов.

В обоих случаях значения кинетической энергии отрицательны. Это значит, что, энергии фотона не хватит на то, чтобы выбить электрон из вещества. Правильный ответ под номером 4, фотоэффекта не будет.

Квантовая физика. Строение атома (продолжение)

Мы с вами продолжаем решать задачи по квантовой физике.

В таблице приведены значения энергии для второго и четвертого энергетических уровней атома водорода.

Какой должна быть энергия фотона, при поглощении которого атом переходит со второго уровня на четвертый?

1.

2.

3.

4.

Анализ условия:

- в задаче описано поглощение атомом фотона.

- из постулатов Бора мы знаем, что атом поглощает энергию, когда электрон переходит с одного стационарного уровня с энергией на другой с энергией.

- энергия фотона равна разности энергий электрона на стационарных уровнях:

.

Решение.

В нашем случае атом переходит со второго уровня на четвертый. Запишем:

Осталось только подставить числа из таблицы и вычислить энергию фотона. Обратите внимание на единицы измерения энергии для стационарных уровней:

Правильный ответ – под номером 1.

Решим следующую задачу.

Схема низших энергетических уровней атомов разреженного атомарного газа имеет вид, изображенный на рисунке 1. В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией. Согласно постулатам Бора, данный газ может излучать фотоны с энергией

0,3 эВ, 0,5 эВ и 1,5 эВ

только 1,5 эВ

любой в пределах от 0 до 0,5 эВ

только 0,3 эВ

Анализ условия:

- в задаче описано излучение атомом фотона.

- из постулатов Бора мы знаем, что атом излучает энергию, когда электрон переходит с одного стационарного уровня с энергией на другой с энергией.

- энергия фотона равна разности энергий электрона на стационарных уровнях:

.

Решение.

Атом излучает фотон при переходе атома с верхнего уровня на нижний, то есть из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией.

В начальный момент времени атом находится на втором энергетическом уровне. Меньше второго уровня только первый, поэтому излучить фотон атом может только в одном случае: в случае перехода. Вычислим энергию фотона:

Правильный ответ – номер 2.

Решим следующую задачу.

На рисунке 2 приведен спектр поглощения неизвестного газа и спектры поглощения атомарных паров известных элементов. По виду спектров можно утверждать, что неизвестный газ содержит атомы:

– азота магния и других элементов, но не калия

– только азота и калия

– только и азота

– магния, калия и азота

Анализ условия:

- согласно постулатам Бора, атом может находиться только в состояниях с определенными значениями энергии.

- атом поглощает фотоны, переходя из одного состояния в другое.

- т. к. у атомов каждого вещества свои индивидуальные значения разрешенных уровней энергии, то и поглощают они фотоны с определенной энергией и определенных частот.

Таким образом, по наличию в спектре смеси линий, которые есть в спектре поглощения элемента, можно судить о наличии этого элемента в смеси.

Рассмотрим заданные спектры.

В спектре поглощения газа есть все линии, которые есть в спектре поглощения магния, значит, в газе есть пары магния.

Аналогично делаем вывод, что в газе есть пары азота и пары калия. Других линий, которых нет в спектрах магния, азота и калия, в спектре газа тоже нет, значит, газ содержит только атомы этих трех элементов. Правильный ответ – номер 4.

Решим следующую задачу.

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой:

 где

При переходе атома из состоянияи атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода,. Чему равна максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?

Анализ условия:

- в задаче описаны два процесса: атом испускает фотон и фотон выбивает электрон из фотокатода.

- первый процесс опишем, зная постулаты Бора. При переходе атома из состояния с энергией в состояние с энергией он испускает фотон с энергией, равной:.

- далее фотон выбивает с поверхности фотокатода электрон, этот процесс называется фотоэффектом и описывается уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:.

- красная граница фотоэффекта – это минимальная частота, при которой наблюдается фотоэффект, при этом энергии фотона хватает только на выбивание электрона из вещества, но кинетическая энергия электрону не сообщается:.

- мы легко переходим от частоты к длине волны, используя формулу.

Решение.

Опишем математически происходящие процессы. Атом излучает фотон, сразу с учетом того, что:

Опишем математически фотоэффект:

Для красной границы запишем, сразу перейдя от частоты к длине волны:

Получили систему уравнений, которую остается решить и найти искомую кинетическую энергию электрона.

Свертка. Математическая часть решения задачи

Подставим энергию фотона из первого уравнения и работу выхода из третьего во второе:

Выразим:

Подставим известные значения и вычислим, не забыв перевести 13,6 эВ в СИ:

Квантовая физика. Строение атома (окончание)

Решим несколько задач из третьей части, требующих развернутого ответа.

Мощность излучения лазерной указки с длиной волныравна. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с.

Анализ условия:

- в задаче описывается излучение лазерной указки и речь идет о количестве фотонов, то есть рассматривается квантовая модель излучения.

- мы знаем, что энергия одного фотона равна или, сразу перейдя к длине волны, запишем.

- за секунду лазер испускает фотонов, понятно, что их суммарная энергия равна.

- по определению, мощность излучения – это энергия, которая излучается за единицу времени:.

Решение.

Запишем формулы, которые мы в ходе анализа условия решили применять.

Мощность излучения равна:

Где суммарная энергия испускаемых за секунду фотонов равна. Запишем:

Энергия одного фотона равна. Тогда конечное выражение для мощности примет вид:

Осталось только выразить и вычислить количество фотонов:

Решим следующую задачу.

Металлическая пластина облучается светом частотой. Работа выхода электронов из данного металла равна. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряженностью, причем вектор напряженности направлен к пластине перпендикулярно ее поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

Анализ условия.

- в задаче описаны электроны, которые под действием света покидают поверхность металла, этот процесс называется фотоэффектом и описывается уравнением Эйнштейна:.

- после вылета с поверхности металла электрон попадает в однородное электрическое поле. Электрон движется под действием силы, значит, совершается работа. Линии напряженности электрического поля направлены к пластине, значит, сила, действующая на отрицательно заряженный электрон, направлена от пластин и электрон разгоняется.

- из определения потенциала как энергетической характеристики поля работа электрического поля по переносу заряда равна.

- работа консервативной силы, совершенная над телом, равна изменению кинетической энергии тела:, где – конечная скорость электрона на участке пути.

- разность потенциалов и напряженность однородного электрического поля связаны по формуле:.

Решение.

Применим к нашей задаче закономерности, которые мы обсудили в ходе анализа условия. Опишем фотоэффект:

Работа электрического поля по разгону электронов, равная, равна изменению кинетической энергии:

Где разность потенциалов равна:

Получили систему уравнений, которую осталось только решить и получить ответ:.

Свертка. Математическая часть решения задачи

Выразим из первого уравнения максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов в момент вылета из пластины:

Подставим ее и разность потенциалов из третьего уравнения во второе:

Остается только выразить и вычислить максимальную кинетическую энергию электронов после разгона электрическим полем, не забыв перевести работу выхода из эВ в Дж:

Решим следующую задачу.

Электрон, имеющий импульс, сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона водорода задаются формулой:

Анализ условия:

- в задаче описан движущийся электрон, который сталкивается с покоящимся протоном и образует атом в состоянии с определенной энергией.

- в первый момент энергия системы протона и электрона была равна кинетической энергии электрона, поскольку он двигался, а протон покоился.

- после образования атома система обладала энергией, соответствующей уровню с.

- при переходе из первого состояния во второе по условию задачи излучился фотон. Из постулатов Бора мы знаем, что его энергия равна разности энергий атома в двух состояниях.

- импульс движущегося электрона по определению равен, кинетическая энергия равна.

Решение.

Опишем математически процессы, которые мы обсудили в ходе анализа условия.

В начальный момент времени энергия системы равна (сразу подставим скорость, выраженную через заданный в условии импульс,):

После образования атома его энергия стала равна по условию задачи:

Это выражение мы записали, переведя 13,6 эВ в джоули в СИ.

При переходе из одного состояния в другое атом излучает фотон с энергией:

Остается только решить последнее уравнение с одним неизвестным и найти частоту фотона.

Свертка. Математическая часть решения задачи

Подставим заданные значения и вычислим частоту:

Строение ядра атома. Ядерные реакции

Нам осталось попрактиковаться решении задач по еще одной теме: ядерная физика.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов (вместе они называются нуклоны). Массы протона и нейтрона приблизительно равны одной атомной единице массы. Заряд нейтрона равен нулю, заряд протона равен.

Элемент с его химическими свойствами определяется зарядом атомного ядра, то есть количеством протонов в ядре. Оно равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева, а также при обозначении элемента записывается в левом нижнем индексе. В электронейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов и равно Z.

Масса ядра определяется количеством всех нуклонов при обозначении элемента записывается в левом верхнем индексе. Т. к. – это количество всех нуклонов, а– это количество протонов, то несложно вычислить количество нейтронов:.

Ядра атомов одного и того же элемента могут содержать разное количество нейтронов. Атомы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов называются изотопами, их ядра отличаются массой.

В релятивистской физике мы говорили о связи массы и энергии.

Энергия связи нуклонов в атомном ядре достаточно большая, чтобы заметно повлиять на массу и привести дефекту массы ядра. Энергия связей равна:

А дефект массы ядра равен разности массы ядра и массы отдельно его составляющих протонов в количестве и нейтронов в количестве:

При составлении ядерных реакций главное помнить, что должен сохраняться общий электрический заряд частиц и суммарная масса, то есть суммарное массовое число частиц до и после реакции. Дефект масс здесь не учитываем, он ничтожно мал по сравнению с массой частицы.

Важно знать возможные продукты радиоактивного распада: α-частица – это ядро гелия,-частица – это электрон или, если оговорено, позитрон,-частица – это квант энергии, не имеющий заряда и массы покоя.

Радиоактивный распад происходит так, что количество оставшихся радиоактивных частиц, еще не распавшихся, уменьшается через равные промежутки времени в одинаковое количество раз, для каждого радиоактивного элемента эти числа свои.

Для описания скорости распада удобно использовать время, на протяжении которого количество радиоактивных частиц уменьшается в 2 раза. Это время называется периодом полураспада. По закону радиоактивного распада в момент времени остается количество радиоактивных ядер, равное:

Приступим к решению задач по ядерной физике.

Ядра радона испытывают с периодом полураспада 4 с. В момент начала наблюдения в образце содержится ядер радона. Через какую из точек, кроме точки, пройдет график зависимости от времени числа ядер радиоактивного радона в образце (рис. 3)?

Анализ условия и решение:

- в задаче описан радиоактивный распад, он описывается законом.

- период полураспада ядра радона равен 4 с, значит, через каждые 4 с количество ядер радона должно уменьшаться в 2 раза, то есть в начальный момент времени их было, через 4 с стало, еще через 4 с (в момент 8 с), еще через 4 c (в момент 12 с). Все эти точки можно было получить, как это сделали мы, деля количество ядер радона каждый раз на 2, а можно было использовать уравнение.

- из всех полученных точек только точка совпадает с точками, нанесенными на график, правильный ответ – номер 3.

Решим следующую задачу.

На рисунке 4 показан график изменения массы находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Период полураспада этого изотопа равен:

1 мес.

2 мес.

3 мес.

4 мес.

Анализ условия и решение:

- в задаче описан радиоактивный распад.

- период полураспада – это время, за которое количество радиоактивных ядер уменьшается в 2 раза.

- удобнее всего на графике взять первый такой промежуток. На графике видно, что в начальный момент наблюдения в пробирке было 6 мг изотопа. Количество изотопа уменьшилось в 2 раза и стало равно 3 мг через 1 месяц после начала наблюдения, это и будет период полураспада. Правильный ответ – номер 1.

Решим следующую задачу.

Какое уравнение противоречит закону сохранения электрического заряда в ядерных реакциях?

Анализ условия:

- в задаче описаны ядерные реакции.

- при протекании ядерных реакций суммарный электрический заряд сохраняется, то есть сумма зарядов частиц реакции равна сумме зарядов частиц после реакции.

- заряд частицы – это число в нижнем левом индексе.

Решение.

Проверим для каждой реакции, равна ли сумма зарядов до и после реакции. Выпишем значения зарядов:

Закон сохранения заряда не выполняется в уравнении номер 4.

Решим следующую задачу.

Период полураспада ядер изотопа неона составляет Это означает, что в препарате начальной массой 1 г:

– каждое ядро наполовину распадется за 1,2 с

– примерно половина изначально имевшихся ядер распадается за 1,2 с

– все изначально имеющиеся ядра изотопа неона распадаются за 2,4 с

– для полного распада каждого ядра требуется 1,2 с

По определению период полураспада – это время, за которое количество оставшихся радиоактивных ядер уменьшается в 2 раза, что соответствует утверждению номер 2.

Решим следующую задачу.

В результате реакции деления урана тепловыми нейтронами кроме нейтронов и ядер тяжелых элементов испускаются в соответствии с уравнением. При этом образуется ядро. Что это за ядро?

Анализ условия:

- в задаче описана ядерная реакция.

- при ядерной реакции суммарный заряд до реакции, который записан в нижнем индексе каждого элемента, равен суммарному заряду после реакции.

- сохраняется также масса: сумма массовых чисел элементов до реакции, записанных в верхнем индексе элементов, равна сумме массовых чисел после реакции.

--частица – это квант энергии, который не имеет заряда и массы покоя.

Решение.

Запишем закон сохранения заряда математически:

Запишем закон сохранения массы:

Заряд ядра равен порядковому номеру атома в таблице Менделеева. Номер 52 имеет теллур. Искомый элемент – изотоп теллура с массовым числом 137:,

вариант номер 4.

Решим следующую задачу.

На рисунке 5 представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. При этом нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространенность изотопа в природе.

Число протонов и число нейтронов в ядре самого распространенного изотопа галлия соответственно равно:

• 31 протон, 38 нейтронов

• 69 протонов, 31 нейтрон

• 38 протонов,31 нейтрон

• 38 протонов, 60 нейтронов

Анализ условия и решение.

Галлий имеет порядковый номер 31 (в таблице видно, это числа, которые идут подряд). Порядковый номер элемента равен заряду его ядра или количеству протонов,.

Указано два массовых числа с нижними индексами 60 и 40, наиболее распространен изотоп с массовым числом 69. Массовое число А – это количество вместе протонов и нейтронов, значит количество нейтронов, в нашем случае 69-31=38.

Получили 31 протон и 38 нейтронов, правильный ответ – номер 1.

Заключение

На этом уроке мы решали задачи ЕГЭ предыдущих лет по темам:

• Специальная теория относительности

• Квантовая физика

• Строение атома

• Ядерные реакции

• Теперь вы представляете себе на примере прошлых лет, какие на ЕГЭ бывают задания по перечисленным темам.

На следующем уроке мы будем решать задачи, подобные задачам пробного ЕГЭ 2015 года, и завершим подготовку к успешной сдаче экзамена.