Физика и астрономия · 12 клас · Модул 4. Атоми, вълни и кванти (72 ч.)

Енергия и импулс в релативистката механика: E = mc²

Име: Клас: Дата:

Коя формула изразява енергията на покой на тяло с маса m?
- А) E₀ = mc²
- Б) E = mv²/2
- В) E = mgh
- Г) E = hν
Колко енергия съответства на маса 1 g?
- А) 9·10¹³ J
- Б) 9·10¹⁶ J
- В) 3·10⁵ J
- Г) 9·10¹⁰ J
Частица с енергия на покой 0,5 MeV се движи с γ = 2. Каква е пълната ѝ енергия?
- А) 1 MeV
- Б) 0,5 MeV
- В) 0,25 MeV
- Г) 2 MeV
При ядрена реакция се отделят 9·10¹³ J. Колко е масовият дефект?
- А) 1 kg
- Б) 1 g
- В) 1 mg
- Г) 10 g
Слънцето излъчва мощност 3,8·10²⁶ W. С колко намалява масата му всяка секунда?
- А) ≈ 4,2·10⁹ kg
- Б) ≈ 1,3·10¹⁸ kg
- В) ≈ 4,2·10²⁶ kg
- Г) ≈ 1,3·10⁹ kg
Колко е приблизително енергията на покой на електрона?
- А) 0,511 MeV
- Б) 938 MeV
- В) 1 J
- Г) 13,6 eV
Как се нарича разликата E − mc² между пълната енергия и енергията на покой?
- А) Потенциална енергия
- Б) Вътрешна енергия
- В) Енергия на йонизация
- Г) Кинетична енергия
Протон (E₀ ≈ 938 MeV) се движи с γ = 1,5. Каква е кинетичната му енергия?
- А) 1407 MeV
- Б) 938 MeV
- В) 469 MeV
- Г) 625 MeV
Електрон и позитрон се анихилират в покой. Каква е общата енергия на получените фотони?
- А) 0,511 MeV
- Б) 1,022 MeV
- В) 0 MeV
- Г) 938 MeV
Пълната енергия на частица е 5/3 от енергията ѝ на покой. Каква е скоростта ѝ?
- А) 0,6c
- Б) 0,9c
- В) 0,5c
- Г) 0,8c

Отговори

1. А) E₀ = mc² Това е знаменитата формула на Айнщайн.
2. А) 9·10¹³ J E = 10⁻³ · (3·10⁸)² = 9·10¹³ J.
3. А) 1 MeV E = γE₀ = 2 · 0,5 = 1 MeV.
4. Б) 1 g Δm = E/c² = 9·10¹³/(9·10¹⁶) = 10⁻³ kg = 1 g.
5. А) ≈ 4,2·10⁹ kg Δm = P·t/c² = 3,8·10²⁶/(9·10¹⁶) ≈ 4,2·10⁹ kg.
6. А) 0,511 MeV m_ec² ≈ 0,511 MeV.
7. Г) Кинетична енергия E_k = (γ − 1)mc²; при малки скорости тя е приблизително mv²/2.
8. В) 469 MeV E_k = (1,5 − 1) · 938 = 469 MeV.
9. Б) 1,022 MeV Цялата енергия на покой на двете частици, 2 · 0,511 MeV, се предава на фотоните.
10. Г) 0,8c γ = 5/3, 1 − v²/c² = 9/25, v = 0,8c.

Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН