Заголовок: ВПР 2020 год по физике 11 класс. Вариант 4.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 182384

ВПР 2020 год по физике 11 класс. Вариант 4.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

альфа-рас­пад, вебер, кри­стал­ли­за­ция, джо­уль, мил­ли­грамм, пре­лом­ле­ние света.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
  
  
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  Чем мень­ше сила тре­ния колёс ав­то­мо­би­ля о до­ро­гу, тем на мень­шей ско­ро­сти ма­ши­на может впи­сать­ся в за­дан­ный по­во­рот.

2)  При по­ни­же­нии тем­пе­ра­ту­ры влаж­но­го воз­ду­ха может об­ра­зо­вы­вать­ся толь­ко иней.

3)  Дей­ствие элек­три­че­ско­го тока на маг­нит­ную стрел­ку может на­блю­дать­ся, толь­ко если элек­три­че­ский ток про­те­ка­ет по же­лез­но­му про­вод­ни­ку.

4)  При пре­лом­ле­нии элек­тро­маг­нит­ных волн на гра­ни­це двух сред ско­рость волны остаётся не­из­мен­ной.

5)  Рент­ге­нов­ские лучи об­ла­да­ют раз­ной про­ни­ка­ю­щей спо­соб­но­стью через мяг­кие и кост­ные ткани че­ло­ве­ка.

3.  
i

Пас­са­жи­ры, на­хо­дя­щи­е­ся в дви­жу­щем­ся ав­то­бу­се, не­про­из­воль­но от­кло­ни­лись впра­во от­но­си­тель­но на­прав­ле­ния дви­же­ния. Как из­ме­ни­лось при этом дви­же­ние ав­то­бу­са?

4.  
i

В таб­ли­це при­ве­де­ны тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния и ки­пе­ния не­ко­то­рых ве­ществ при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии.

 

Ве­ще­ствоТем­пе­ра­ту­ра

плав­ле­ния

Тем­пе­ра­ту­ра

ки­пе­ния

Хлор171 К–34 °С
Спирт 159 К78 °С
Ртуть234 К 357 °С
Наф­та­лин 353 К217 °С

 

Какое(-ие) из дан­ных ве­ществ будет(-ут) на­хо­дить­ся в жид­ком со­сто­я­нии при тем­пе­ра­ту­ре 85 °С и ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии?

5.  
i

По­ло­му ме­тал­ли­че­ско­му телу на изо­ли­ру­ю­щей под­став­ке (см. рис.) сообщён по­ло­жи­тель­ный заряд. Ка­ко­во со­от­но­ше­ние между по­тен­ци­а­ла­ми точек А и В?

6.  
i

Какая ча­сти­ца Х об­ра­зу­ет­ся в ядер­ной ре­ак­ции в сте­пе­ни 6 _3 Li плюс в сте­пе­ни 1 _1parrow X плюс в кубе _2He?

7.  
i

Ры­бо­лов вы­та­щил на­дув­ную лодку из воды и оста­вил её на бе­ре­гу под па­ля­щи­ми лу­ча­ми солн­ца. Как за пер­вые ми­ну­ты пре­бы­ва­ния лодки на бе­ре­гу из­ме­ни­лись масса и дав­ле­ние воз­ду­ха в лодке? Объём лодки счи­тать не­из­мен­ным.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чи­лась;

2)  умень­ши­лась;

3)  не из­ме­ни­лась.

 

Масса воз­ду­хаДав­ле­ние воз­ду­ха
 
8.  
i

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры се­реб­ря­ной де­та­ли от вре­ме­ни её на­гре­ва­ния. Мощ­ность на­гре­ва­те­ля по­сто­ян­на. Пер­во­на­чаль­но се­реб­ро на­хо­ди­лось в твёрдом со­сто­я­нии.

 

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния се­реб­ра со­став­ля­ет 962 °С.

2)  В про­ме­жу­ток вре­ме­ни от 12 до 18 мин. внут­рен­няя энер­гия се­реб­ра не из­ме­ня­ет­ся.

3)  Для плав­ле­ния се­реб­ря­ной де­та­ли по­тре­бо­ва­лось боль­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты, чем для даль­ней­ше­го на­гре­ва­ния рас­пла­ва на 400 °С.

4)  Через 15 мин. после на­ча­ла на­гре­ва­ния всё се­реб­ро ещё на­хо­ди­лось в твёрдом со­сто­я­нии.

5)  Через 20 мин. после на­ча­ла на­гре­ва­ния се­реб­ро на­хо­ди­лось в жид­ком со­сто­я­нии.

9.  
i

В ма­стер­ской элек­три­че­ская линия для ро­зе­ток осна­ще­на ав­то­ма­ти­че­ским вы­клю­ча­те­лем, ко­то­рый раз­мы­ка­ет линию, если по­треб­ля­е­мая включёнными при­бо­ра­ми сум­мар­ная элек­три­че­ская мощ­ность пре­вы­ша­ет 5,5 кВт. На­пря­же­ние элек­три­че­ской сети  — 220 В. В таб­ли­це пред­став­ле­ны элек­три­че­ские при­бо­ры, ис­поль­зу­е­мые в ма­стер­ской, и по­треб­ля­е­мый ими элек­три­че­ский ток при на­пря­же­нии 220 В.

 

Элек­три­че­ские при­бо­рыПо­треб­ля­е­мый элек­три­че­ский ток, А
(при на­пря­же­нии сети 220 В)
Элек­три­че­ский ру­ба­нок3,6
Элек­три­че­ская удар­ная дрель6,0
Элек­три­че­ский лоб­зик2,8
Шли­фо­валь­ная ма­ши­на8,8
Цир­ку­ляр­ная пила7,3
Тор­цо­воч­ная пила10,0

 

В ма­стер­ской ра­бо­та­ет шли­фо­валь­ная ма­ши­на. Можно ли до­пол­ни­тель­но к шли­фо­валь­ной ма­ши­не вклю­чить в сеть цир­ку­ляр­ную пилу и элек­три­че­ский лоб­зик? За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

На участ­ке цепи про­во­дит­ся из­ме­ре­ние силы тока через лампу и на­пря­же­ния на ней. По­греш­но­сти из­ме­ре­ния силы тока и на­пря­же­ния равны цене де­ле­ния при­бо­ров. Ам­пер­метр и вольт­метр счи­тать иде­аль­ны­ми.

За­пи­ши­те в от­ве­те по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний.

 

Ответ:

( ± ).

11.  
i

Ис­сле­дуя элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ме­тал­ли­че­ской про­во­ло­ки, учи­тель в элек­три­че­скую цепь по­сле­до­ва­тель­но к лампе на­ка­ли­ва­ния под­клю­чал оди­на­ко­вые по раз­ме­ру спи­ра­ли, сде­лан­ные из раз­ных ма­те­ри­а­лов (см. рис.). При под­клю­че­нии же­лез­ной спи­ра­ли можно было на­блю­дать не­ко­то­рое ослаб­ле­ние све­че­ния лампы на­ка­ли­ва­ния. При под­клю­че­нии ни­хро­мо­вой спи­ра­ли све­че­ние лампы на­ка­ли­ва­ния осла­бе­ва­ло в зна­чи­тель­но бо́льшей сте­пе­ни.

С какой целью был про­ведён дан­ный опыт?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, как ме­ня­ет­ся ча­сто­та ко­ле­ба­ний го­ри­зон­таль­но­го пру­жин­но­го ма­ят­ни­ка при из­ме­не­нии массы груза. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. ри­су­нок):

— се­кун­до­мер элек­трон­ный;

— набор из трёх пру­жин жёстко­стью 50 Н/м, 100 Н/м и 200 Н/м;

— набор из трёх ша­ри­ков мас­са­ми 0,5 кг, 0,7 кг и 0,9 кг (силой тре­ния ша­ри­ков о го­ри­зон­таль­ную по­верх­ность можно пре­не­бречь);

— рамка для креп­ле­ния ма­ят­ни­ка.

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между устрой­ства­ми и ви­да­ми элек­тро­маг­нит­ных волн, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в этих устрой­ствах. Для каж­до­го устрой­ства из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щий вид элек­тро­маг­нит­ных волн из вто­ро­го столб­ца.

УСТРОЙ­СТВА

А)  теп­ло­ви­зор (устрой­ство для по­лу­че­ния изоб­ра­же­ний от ис­точ­ни­ков теп­ло­во­го из­лу­че­ния)

Б)  квар­це­вые лампы, ши­ро­ко ис­поль­зу­е­мые для дез­ин­фек­ции воз­ду­ха, воды

ВИДЫ ЭЛЕК­ТРО­МАГ­НИТ­НЫХ ВОЛН

1)  гамма-из­лу­че­ние

2)  ин­фра­крас­ные

3)  рент­ге­нов­ские

4)  уль­тра­фи­о­ле­то­вые

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Масс-спек­тро­метр

Масс-спек­тро­мет­рия  — это метод ис­сле­до­ва­ния ве­ще­ства, ос­но­ван­ный на раз­де­ле­нии раз­лич­ных по массе и пред­ва­ри­тель­но иони­зи­ро­ван­ных мо­ле­кул и опре­де­ле­нии от­но­ше­ния массы к за­ря­ду ионов. Со­вре­мен­ные масс-спек­тро­мет­ры (рис. 1) поз­во­ля­ют уста­но­вить со­став ис­сле­ду­е­мо­го ве­ще­ства и ис­поль­зу­ют­ся в самых раз­ных об­ла­стях: химии, эко­ло­гии, гео­ло­гии, кри­ми­на­лист­ке и т. д.

На рис. 2 пред­став­ле­на схема устрой­ства масс-спек­тро­мет­ра. Из ион­но­го ис­точ­ни­ка 1 уско­рен­ные ионы через щель 2 по­па­да­ют в об­ласть 3 по­сто­ян­ных и од­но­род­ных элек­три­че­ско­го и маг­нит­но­го полей. На­прав­ле­ние элек­три­че­ско­го поля между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра по­ка­за­но стрел­ка­ми. Маг­нит­ное поле под­би­ра­ет­ся таким об­ра­зом, чтобы ионы дви­га­лись рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но.

Ион не от­кло­ня­ет­ся от на­прав­ле­ния дви­же­ния и про­хо­дит через вто­рую щель 4, по­па­дая в об­ласть 5 од­но­род­но­го и по­сто­ян­но­го маг­нит­но­го поля c ин­дук­ци­ей \vecB, на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка. В маг­нит­ном поле \vecB ион дви­жет­ся по окруж­но­сти 6, ра­ди­ус R ко­то­рой прямо про­пор­ци­о­на­лен от­но­ше­нию массы иона к его за­ря­ду: дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: q конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BR, зна­ме­на­тель: v конец дроби .

В ка­че­стве де­тек­то­ра ионов 7 можно ис­поль­зо­вать фо­то­пла­стин­ку, хотя в со­вре­мен­ных масс-спек­тро­мет­рах в ка­че­стве де­тек­то­ров обыч­но ис­поль­зу­ют элек­трон­ные умно­жи­те­ли или мик­ро­ка­наль­ные пла­стин­ки.

Рис. 2

При каком усло­вии ионы могут дви­гать­ся через об­ласть 3 рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но?

15.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Масс-спек­тро­метр

Масс-спек­тро­мет­рия  — это метод ис­сле­до­ва­ния ве­ще­ства, ос­но­ван­ный на раз­де­ле­нии раз­лич­ных по массе и пред­ва­ри­тель­но иони­зи­ро­ван­ных мо­ле­кул и опре­де­ле­нии от­но­ше­ния массы к за­ря­ду ионов. Со­вре­мен­ные масс-спек­тро­мет­ры (рис. 1) поз­во­ля­ют уста­но­вить со­став ис­сле­ду­е­мо­го ве­ще­ства и ис­поль­зу­ют­ся в самых раз­ных об­ла­стях: химии, эко­ло­гии, гео­ло­гии, кри­ми­на­лист­ке и т. д.

На рис. 2 пред­став­ле­на схема устрой­ства масс-спек­тро­мет­ра. Из ион­но­го ис­точ­ни­ка 1 уско­рен­ные ионы через щель 2 по­па­да­ют в об­ласть 3 по­сто­ян­ных и од­но­род­ных элек­три­че­ско­го и маг­нит­но­го полей. На­прав­ле­ние элек­три­че­ско­го поля между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра по­ка­за­но стрел­ка­ми. Маг­нит­ное поле под­би­ра­ет­ся таким об­ра­зом, чтобы ионы дви­га­лись рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но.

Ион не от­кло­ня­ет­ся от на­прав­ле­ния дви­же­ния и про­хо­дит через вто­рую щель 4, по­па­дая в об­ласть 5 од­но­род­но­го и по­сто­ян­но­го маг­нит­но­го поля c ин­дук­ци­ей \vecB, на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка. В маг­нит­ном поле \vecB ион дви­жет­ся по окруж­но­сти 6, ра­ди­ус R ко­то­рой прямо про­пор­ци­о­на­лен от­но­ше­нию массы иона к его за­ря­ду: дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: q конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BR, зна­ме­на­тель: v конец дроби .

В ка­че­стве де­тек­то­ра ионов 7 можно ис­поль­зо­вать фо­то­пла­стин­ку, хотя в со­вре­мен­ных масс-спек­тро­мет­рах в ка­че­стве де­тек­то­ров обыч­но ис­поль­зу­ют элек­трон­ные умно­жи­те­ли или мик­ро­ка­наль­ные пла­стин­ки.

Рис. 2

Тяжёлый и лёгкий ионы, име­ю­щие оди­на­ко­вые за­ря­ды, вле­та­ют в об­ласть 5 маг­нит­но­го поля с оди­на­ко­вы­ми ско­ро­стя­ми. Ра­ди­ус тра­ек­то­рии ка­ко­го иона будет боль­ше? Ответ по­яс­ни­те.

16.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Рент­ге­нов­ские лучи

Рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние  — это элек­тро­маг­нит­ные волны, энер­гия фо­то­нов ко­то­рых лежит на шкале элек­тро­маг­нит­ных волн между уль­тра­фи­о­ле­то­вым из­лу­че­ни­ем и гамма-из­лу­че­ни­ем.

Рент­ге­нов­ские лучи воз­ни­ка­ют все­гда, когда дви­жу­щи­е­ся с вы­со­кой ско­ро­стью элек­тро­ны тор­мо­зят­ся ма­те­ри­а­лом анода (на­при­мер, в га­зо­раз­ряд­ной труб­ке низ­ко­го дав­ле­ния). Часть энер­гии, не рас­се­и­ва­ю­ща­я­ся в форме тепла, пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных волн (рент­ге­нов­ские лучи).

Есть два типа рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния: тор­моз­ное и ха­рак­те­ри­сти­че­ское. Тор­моз­ное рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние не яв­ля­ет­ся мо­но­хро­ма­ти­че­ским, оно ха­рак­те­ри­зу­ет­ся раз­но­об­ра­зи­ем длин волн, ко­то­рое может быть пред­став­ле­но сплош­ным (не­пре­рыв­ным) спек­тром.

Ха­рак­те­ри­сти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние имеет не сплош­ной, а ли­ней­ча­тый спектр. Этот тип из­лу­че­ния воз­ни­ка­ет, когда быст­рый элек­трон, до­сти­гая анода, вы­би­ва­ет элек­тро­ны из внут­рен­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов анода. Пу­стые места в обо­лоч­ках за­ни­ма­ют­ся дру­ги­ми элек­тро­на­ми атома. При этом ис­пус­ка­ет­ся рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние с ха­рак­тер­ным для ма­те­ри­а­ла анода спек­тром энер­гий.

Мо­но­хро­ма­ти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние, длины волн ко­то­ро­го со­по­ста­ви­мы с раз­ме­ра­ми ато­мов, ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ществ. В ос­но­ве дан­но­го ме­то­да лежит яв­ле­ние ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лучей на трёхмер­ной кри­стал­ли­че­ской решётке. Ди­фрак­ция рент­ге­нов­ских лучей на мо­но­кри­стал­лах была от­кры­та в 1912 г. М. Лауэ. На­пра­вив узкий пучок рент­ге­нов­ских лучей на не­по­движ­ный кри­сталл, он на­блю­дал на помещённой за кри­стал­лом пла­стин­ке ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну, ко­то­рая со­сто­я­ла из боль­шо­го ко­ли­че­ства рас­по­ло­жен­ных в опре­делённом по­ряд­ке пятен.

Ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на, по­лу­ча­е­мая от по­ли­кри­стал­ли­че­ско­го ма­те­ри­а­ла (на­при­мер, ме­тал­лов), пред­став­ля­ет собой набор чётко обо­зна­чен­ных колец. От аморф­ных ма­те­ри­а­лов (или жид­ко­стей) по­лу­ча­ют ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну с раз­мы­ты­ми коль­ца­ми.

Какой из типов рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния имеет не­пре­рыв­ный спектр?

17.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Рент­ге­нов­ские лучи

Рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние  — это элек­тро­маг­нит­ные волны, энер­гия фо­то­нов ко­то­рых лежит на шкале элек­тро­маг­нит­ных волн между уль­тра­фи­о­ле­то­вым из­лу­че­ни­ем и гамма-из­лу­че­ни­ем.

Рент­ге­нов­ские лучи воз­ни­ка­ют все­гда, когда дви­жу­щи­е­ся с вы­со­кой ско­ро­стью элек­тро­ны тор­мо­зят­ся ма­те­ри­а­лом анода (на­при­мер, в га­зо­раз­ряд­ной труб­ке низ­ко­го дав­ле­ния). Часть энер­гии, не рас­се­и­ва­ю­ща­я­ся в форме тепла, пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных волн (рент­ге­нов­ские лучи).

Есть два типа рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния: тор­моз­ное и ха­рак­те­ри­сти­че­ское. Тор­моз­ное рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние не яв­ля­ет­ся мо­но­хро­ма­ти­че­ским, оно ха­рак­те­ри­зу­ет­ся раз­но­об­ра­зи­ем длин волн, ко­то­рое может быть пред­став­ле­но сплош­ным (не­пре­рыв­ным) спек­тром.

Ха­рак­те­ри­сти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние имеет не сплош­ной, а ли­ней­ча­тый спектр. Этот тип из­лу­че­ния воз­ни­ка­ет, когда быст­рый элек­трон, до­сти­гая анода, вы­би­ва­ет элек­тро­ны из внут­рен­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов анода. Пу­стые места в обо­лоч­ках за­ни­ма­ют­ся дру­ги­ми элек­тро­на­ми атома. При этом ис­пус­ка­ет­ся рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние с ха­рак­тер­ным для ма­те­ри­а­ла анода спек­тром энер­гий.

Мо­но­хро­ма­ти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние, длины волн ко­то­ро­го со­по­ста­ви­мы с раз­ме­ра­ми ато­мов, ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ществ. В ос­но­ве дан­но­го ме­то­да лежит яв­ле­ние ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лучей на трёхмер­ной кри­стал­ли­че­ской решётке. Ди­фрак­ция рент­ге­нов­ских лучей на мо­но­кри­стал­лах была от­кры­та в 1912 г. М. Лауэ. На­пра­вив узкий пучок рент­ге­нов­ских лучей на не­по­движ­ный кри­сталл, он на­блю­дал на помещённой за кри­стал­лом пла­стин­ке ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну, ко­то­рая со­сто­я­ла из боль­шо­го ко­ли­че­ства рас­по­ло­жен­ных в опре­делённом по­ряд­ке пятен.

Ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на, по­лу­ча­е­мая от по­ли­кри­стал­ли­че­ско­го ма­те­ри­а­ла (на­при­мер, ме­тал­лов), пред­став­ля­ет собой набор чётко обо­зна­чен­ных колец. От аморф­ных ма­те­ри­а­лов (или жид­ко­стей) по­лу­ча­ют ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну с раз­мы­ты­ми коль­ца­ми.

На ри­сун­ках пред­став­ле­ны ди­фрак­ци­он­ные кар­ти­ны, по­лу­чен­ные на мо­но­кри­стал­ле, ме­тал­ли­че­ской фоль­ге и воде. Какая из кар­тин со­от­вет­ству­ет ди­фрак­ции на ме­тал­ле?

18.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Рент­ге­нов­ские лучи

Рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние  — это элек­тро­маг­нит­ные волны, энер­гия фо­то­нов ко­то­рых лежит на шкале элек­тро­маг­нит­ных волн между уль­тра­фи­о­ле­то­вым из­лу­че­ни­ем и гамма-из­лу­че­ни­ем.

Рент­ге­нов­ские лучи воз­ни­ка­ют все­гда, когда дви­жу­щи­е­ся с вы­со­кой ско­ро­стью элек­тро­ны тор­мо­зят­ся ма­те­ри­а­лом анода (на­при­мер, в га­зо­раз­ряд­ной труб­ке низ­ко­го дав­ле­ния). Часть энер­гии, не рас­се­и­ва­ю­ща­я­ся в форме тепла, пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных волн (рент­ге­нов­ские лучи).

Есть два типа рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния: тор­моз­ное и ха­рак­те­ри­сти­че­ское. Тор­моз­ное рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние не яв­ля­ет­ся мо­но­хро­ма­ти­че­ским, оно ха­рак­те­ри­зу­ет­ся раз­но­об­ра­зи­ем длин волн, ко­то­рое может быть пред­став­ле­но сплош­ным (не­пре­рыв­ным) спек­тром.

Ха­рак­те­ри­сти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние имеет не сплош­ной, а ли­ней­ча­тый спектр. Этот тип из­лу­че­ния воз­ни­ка­ет, когда быст­рый элек­трон, до­сти­гая анода, вы­би­ва­ет элек­тро­ны из внут­рен­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов анода. Пу­стые места в обо­лоч­ках за­ни­ма­ют­ся дру­ги­ми элек­тро­на­ми атома. При этом ис­пус­ка­ет­ся рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние с ха­рак­тер­ным для ма­те­ри­а­ла анода спек­тром энер­гий.

Мо­но­хро­ма­ти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние, длины волн ко­то­ро­го со­по­ста­ви­мы с раз­ме­ра­ми ато­мов, ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ществ. В ос­но­ве дан­но­го ме­то­да лежит яв­ле­ние ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лучей на трёхмер­ной кри­стал­ли­че­ской решётке. Ди­фрак­ция рент­ге­нов­ских лучей на мо­но­кри­стал­лах была от­кры­та в 1912 г. М. Лауэ. На­пра­вив узкий пучок рент­ге­нов­ских лучей на не­по­движ­ный кри­сталл, он на­блю­дал на помещённой за кри­стал­лом пла­стин­ке ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну, ко­то­рая со­сто­я­ла из боль­шо­го ко­ли­че­ства рас­по­ло­жен­ных в опре­делённом по­ряд­ке пятен.

Ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на, по­лу­ча­е­мая от по­ли­кри­стал­ли­че­ско­го ма­те­ри­а­ла (на­при­мер, ме­тал­лов), пред­став­ля­ет собой набор чётко обо­зна­чен­ных колец. От аморф­ных ма­те­ри­а­лов (или жид­ко­стей) по­лу­ча­ют ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну с раз­мы­ты­ми коль­ца­ми.

Ме­ня­ет­ся ли, и если ме­ня­ет­ся, то как мак­си­маль­ная ча­сто­та из­лу­че­ния при тор­мо­же­нии элек­тро­нов на аноде га­зо­раз­ряд­ной труб­ки, если уве­ли­чить на­пря­же­ние между ка­то­дом и ано­дом? Ответ по­яс­ни­те.