一名宇航员抵达一半径为R的星球表面后,为了测定该星球的质量,做了如下实验:将一个小球从该星球表面某位置以初速度v竖直向上抛出,小球在空中运动一段时间后又落回原抛出位置,测得小球在空中运动的时间为t,已知万有引力恒量为G,不计阻力。试根据题中所提供的条件和测量结果,求:(1)该星球表面的“重力”加速度g的大小;(2)该星球的质量M;(3)如果在该星球上发射一颗围绕该星球做匀速圆周运动的卫星,则该卫星运行的最小周期T为多大?
如图所示,有界的匀强磁场磁感应强度为B=0.05 T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界.在磁场中A处放一个放射源,内装Ra,Ra放出某种射线后衰变成Rn. (1)写出上述衰变方程. (2)若A处距磁场边界MN的距离OA=1.0 m时,放在MN左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子,此时接收器距过OA的直线1.0 m.求一个静止Ra核衰变过程中释放的核能有多少?(取1 u=1.6×10-27 kg,e=1.6×10-19 C,结果保留三位有效数字)
太阳的能量来源是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子.试写出核反应方程,并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u=×10-26 kg).
在研究原子物理时,科学家经常借用宏观模型进行模拟.在玻尔原子模型中,完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动.当然这时的向心力不是粒子间的万有引力(可忽略不计),而是粒子的静电力.设氢原子中,电子和原子核的带电荷量大小都是e=1.60×10-19 C,电子在第1、2可能轨道 运行时,其运动半径分别为r1=0.53×10-10 m,r2=4r1,据此求: (1)电子分别在第一、二可能轨道运行时的动能(以eV为单位). (2)当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时,原子还需吸收10.2 eV的光子,那么电子的电势能增加了多少?(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2)
如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子,问: (1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子? (2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.
普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,铝的逸出功W0=6.72×10-19 J,现用波长λ=200 nm的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字). (1)求光电子的最大初动能; (2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动,求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计).