Wybrane zagadnienia z fizyki współczesnej. Zadania i pytania do

Wybrane zagadnienia z fizyki współczesnej. Zadania i pytania do wykładu 3. 1. Natężenie promieniowania słonecznego docierającego do górnych warstw atmosfery Ziemi jest S=1360
W/m2. Odległość Ziemi od Słońca jest d=1,5×1011 m. Oblicz o jaką wartość zmniejsza się masa Słońca
w ciągu sekundy, jeśli ubytek masy wynika tylko z wypromieniowania energii w postaci światła.
2. Całkowita energia elektronu wyemitowanego przez jądro atomowe jest Ec=2,044 MeV. Oblicz pęd
elektronu i jego prędkość. Energia spoczynkowa elektronu jest E0=0,511 MeV.
3. Cząstka o masie spoczynkowej m, poruszająca się z prędkością v=0,99c zderza się z taką samą cząstką
znajdującą się w spoczynku. Zderzenie jest niesprężyste – cząstki łączą się ze sobą. Jaka jest prędkość nowo
utworzonej cząstki? Jaka jest jej masa spoczynkowa?
4. Proton o masie spoczynkowej mp ma energię spoczynkową E0p=mpc2=938,3 MeV. Podczas zderzenia dwu
protonów może zostać wytworzona para cząstek proton-antyproton p + p → p + p + ( p + p ) . Energia progowa
dla tej reakcji odpowiada sytuacji, gdy cztery cząstki powstałe po zderzeniu poruszają się razem jako cząstka
o masie spoczynkowej M=4mp. Jaka musi być energia kinetyczna protonu przed zderzeniem, aby osiągnąć
energię progową, gdy
a) protony biegną naprzeciw siebie z jednakową szybkością (wiązki przeciwbieżne w zderzaczu hadronów)?
b) pędzący proton uderza w proton tarczy, który jest przed zderzeniem w spoczynku?
5. Zapisz w postaci matematycznej i naszkicuj wykresy zależności:
a) energii całkowitej od prędkości cząstki;
b) energii całkowitej od pędu cząstki;
c) pędu od prędkości cząstki.
Uwzględnij zakresy: małych prędkości i prędkości bliskich prędkości światła.
6. Jaka jest energia spoczynkowa (masa) cząstki, której zmierzony pęd jest p=500 MeV/c a energia całkowita
E=1746 MeV? Z jaką prędkością porusza się ta cząstka?
7. Co to są izotopy danego pierwiastka? Liczba atomowa platyny wynosi 78. Ile protonów i ile neutronów
znajduje się w nuklidzie izotopu: a) 192Pt b) 194Pt ? c) 195Pt ? d) 196Pt ? e) 198Pt ?
8. Gwiazdy neutronowe mają gęstość zbliżoną do gęstości materii jądrowej. Jaki jest promień gwiazdy
neutronowej o masie równej masie Słońca mS=1,99×1030 kg.
9. Spośród nuklidów: 126C , 136C , 146C , 137N , 147N , 157N , 158O, 168O, 178O, 188O, 189F , 199F , 1020Ne.
Wybierz podzbiory: a) izotopów, b) izobarów, c) izotonów.