Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

1.

Φωτόνιο ορμής \[p=\frac{4}{3}\, mc\] και μήκους κύματος \[λ = \frac{h}{mc}\] όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου, \[c\] η ταχύτητα του φωτός και \[h\] η σταθερά του Planck, σκεδάζεται σε πρακτικώς ακίνητο ηλεκτρόνιο που ανακρούεται με κινητική ενέργεια \[Κ_e=\frac{pc}{2}\]. Η γωνία σκέδασης είναι:

\[ 60^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 180^0 \]

2.

Σε μια σκέδαση Compton η μεταβολή του μήκους κύματος του προσπίπτοντος με το σκεδαζόμενο φωτόνιο είναι \[ Δλ = λ'-λ =\frac{3}{2} \frac{ h}{mc} \]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η γωνία σκέδασης είναι:

\[ φ=60^0 \],

\[ φ=90^0 \],

\[ φ=120^0 \],

\[ φ = 145^0 \].

3.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το διάγραμμα της έντασης ανά μονάδα μήκους κύματος \[I(λ)\] με το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από δύο μελανά σώματα \[(1)\, , \, (2)\]. Ποιες απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

Τα δύο σώματα είναι σίγουρα φτιαγμένα από διαφορετικό υλικό.

Το σώμα \[(1)\] βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία απ’ ότι το σώμα \[(2)\].

Αν το σώμα (1) παρουσιάζει λ_(m〖ax〗_1 ) στην υπέρυθρη περιοχή, το σώμα \[(2)\] θα παρουσιάζει \[λ_{max_2 }\] στην ορατή.

Η ένταση της συνολικής θερμικής ακτινοβολίας του σώματος \[(1)\] είναι μεγαλύτερη απ’ αυτή του σώματος \[(2)\].

Αν μεταβάλω τη θερμοκρασία του σώματος \[(2)\] ώστε να γίνει ίση με αυτή του σώματος \[(1)\], τα δύο διαγράμματα θα συμπίπτουν ακόμα και αν τα δύο σώματα είναι φτιαγμένα από διαφορετικό υλικό.

4.

Η διαφορά μεταξύ των μηκών κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Χ και της σκεδαζόμενης γίνεται μέγιστη όταν η γωνία μεταξύ της σκεδαζόμενης και της προσπίπτουσας δέσμης είναι

\[ 0^0 \]

\[45^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 180^0\]

5.

Μέλαν σώμα βρίσκεται σε θερμοκρασία \[T\] και παρουσιάζει μέγιστη ενέργεια εκπεμπόμενης ακτινοβολίας σε μια περιοχή μηκών κύματος με αιχμή το μήκος κύματος \[λ\]. Αν η θερμοκρασία του γίνει \[Τ_1\], το μήκος κύματος στο οποίο η ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος της ακτινοβολίας μεγιστοποιείται τριπλασιάζεται ενώ όταν η θερμοκρασία του γίνει \[T_2\], το αντίστοιχο μήκος κύματος υποτριπλασιάζεται σε σχέση με την αρχική του τιμή \[λ\]. Η διαφορά των θερμοκρασιών \[T_2-T_1\] είναι:

\[ 2T \]

\[ \frac{8Τ}{3 } \]

\[ \frac{5Τ }{ 3 } \]

\[ 9Τ \]

6.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η τάση αποκοπής στη φωτοηλεκτρική διάταξη εξαρτάται:

απ’ το εμβαδόν της επιφάνειας της καθόδου.

απ’ το χρόνο που διαρκεί ο φωτισμός της καθόδου.

απ’ το μήκος κύματος της προσπίπτουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

απ’ την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας αν η συχνότητά της μένει σταθερή.

όλα τα παραπάνω.

7.

Μονοχρωματική ακτινοβολία μήκους κύματος \[λ\] φωτίζει την κάθοδο και φωτοηλεκτρόνια εξέρχονται απ’ αυτήν με μέγιστη κινητική ενέργεια \[Κ\] ενώ η τάση αποκοπής είναι \[V_0\]. Αν υποδιπλασιάσουμε το μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, τότε η τάση αποκοπής τετραπλασιάζεται. Το έργο εξαγωγής \[φ\] του μετάλλου της καθόδου είναι:

\[ φ=2K \]

\[ φ=\frac{K}{2} \]

\[ φ=3K \]

\[ φ = \frac{Κ}{3} \]

8.

Ο ήλιος και ένας αστέρας Α θεωρούνται μελανά σώματα. Η επιφάνεια του ήλιου έχει θερμοκρασία \[T=5800\, K\] και εκπέμπει τη μέγιστη ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του γύρω από ένα μήκος κύματος \[λ_1=500\, nm\] ενώ ο αστέρας Α έχει επιφανειακή θερμοκρασία \[T_2=2900\, K\]. Τη μέγιστη ένταση της ακτινοβολίας του ο αστέρας Α την εκπέμπει γύρω από ένα μήκος κύματος \[λ_2\] που ανήκει:

στην ερυθρή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

στην ιώδη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

στην υπέρυθρη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

στην υπεριώδη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

9.

Ένα διεγερμένο άτομο μπορεί να εκπέμψει ένα φωτόνιο οποιαδήποτε στιγμή στο χρονικό διάστημα από μηδέν μέχρι άπειρο. Ο μέσος χρόνος στον οποίο ένας μεγάλος αριθμός διεγερμένων ατόμων εκπέμπει ακτινοβολία είναι \[Δt\]. Το ελάχιστο εύρος της φασματικής γραμμής δίνεται από την σχέση

\[ Δf = \frac{1}{Δt} \]

\[ Δf = \frac{2π}{Δt} \]

\[ Δf = \frac{1}{2π Δt} \]

10.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Κατά τη σκέδαση Compton των ακτίνων Χ:

το μήκος κύματος της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας είναι μικρότερο απ’ αυτό της προσπίπτουσας.

τα σκεδαζόμενα φωτόνια έχουν ενέργεια μεγαλύτερη απ’ τα φωτόνια πριν τη σκέδαση.

η κινητική ενέργεια των ανακρουόμενων ηλεκτρονίων είναι Κ_e=h(c/λ-c/λ^' ) όπου h η σταθερά του Planck, c η ταχύτητα του φωτός και λ, λ^' το μήκος κύματος του προσπίπτοντος και του σκεδαζόμενου φωτονίου.

η μεταβολή του μήκους κύματος του φωτονίου κατά τη σκέδαση δεν εξαρτάται απ’ την αρχική τιμή του μήκους κύματός του.

η μεταβολή του μήκους κύματος \[λ' - λ\] αυξάνεται όταν αυξάνεται η γωνία σκέδασης.

11.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Ένα μέλαν σώμα φαίνεται μαύρο σε θερμοκρασία δωματίου. Το σώμα αυτό:

θα φαίνεται μαύρο οποιαδήποτε θερμοκρασία και να αποκτήσει.

μπορεί να αποκτήσει μόνο κόκκινο χρώμα αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία του.

μπορεί να αποκτήσει οποιοδήποτε χρώμα αρκεί να μειώσουμε τη θερμοκρασία του.

μπορεί να γίνει ορατό με οποιοδήποτε χρώμα αρκεί να αυξήσουμε τη θερμοκρασία του σε κατάλληλη αντίστοιχη τιμή.

12.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σε μια σκέδαση Compton:

η γωνία σκέδασης \[φ\] είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης κίνησης του φωτονίου και της κατεύθυνσης κίνησης του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου.

το μήκος κύματος του σκεδαζόμενου φωτονίου μπορεί να είναι μικρότερο από αυτό του προσπίπτοντος.

η κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου είναι ίση με την απόλυτη τιμή της μεταβολής της ενέργειας του φωτονίου λόγω της κρούσης.

η κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου παίρνει μέγιστη τιμή όταν η γωνία σκέδασης είναι \[180^0\].

το πηλίκο \[\frac{h}{mc} \] όπου \[h\] η σταθερά του Planck, \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός έχει μονάδα μέτρησης το \[1\, m\] στο S.I.

όταν ένα φωτόνιο των ακτίνων Χ δεν μεταβάλλει την κατεύθυνσή του κατά το πέρασμά του από μια υλική επιφάνεια, τότε διατηρεί σταθερό το μήκος κύματός του.

13.

Φωτόνιο ακτίνων Χ προσκρούει σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και χάνει κατά τη σκέδασή του το \[50\, \%\] της ενέργειάς του. Το ποσοστό μεταβολής του μήκους κύματος του φωτονίου κατά την παραπάνω σκέδαση είναι:

\[ 20\, \% \]

\[ 25 \, \%\]

\[50\, \% \]

\[ 100 \, \% \]

14.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν διαθέτουμε άπειρο χρόνο για την μέτρηση της ενέργειας μιας κατάστασης ενός σωματιδίου τότε η ενέργεια αυτή που θα μετρήσουμε θα έχει:

πεπερασμένη αβεβαιότητα αλλά μη μηδενική.

άπειρη αβεβαιότητα.

μηδενική αβεβαιότητα.

αβεβαιότητα που δεν γνωρίζουμε γιατί αυτή δεν εξαρτάται απ’ το χρόνο παραμονής του σωματιδίου στη συγκεκριμένη κατάσταση.

15.

Ποιες απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

Το φάσμα της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος είναι γραμμικό και όχι συνεχές αφού οι ενέργειες ταλάντωσης των ατόμων του έχουν κβαντισμένες τιμές.

Η θερμική ακτινοβολία του μέλανος σώματος οφείλεται στην ταλάντωση των ατόμων του που συμπεριφέρονται σαν στοιχειώδη ταλαντούμενα ηλεκτρικά δίπολα.

Το \[λ_{max}\] του φάσματος της ακτινοβολίας είναι αντιστρόφως ανάλογο της θερμοκρασίας του σύμφωνα με το νόμο των Stefan-Boltzmann.

Η ένταση της ακτινοβολίας ενός μέλανος σώματος εξαρτάται απ’ τη θερμοκρασία του.

Ένα μέλαν σώμα εκπέμπει με ίδια ένταση ακτινοβολία γύρω από οποιοδήποτε μήκος κύματος που ανήκει στο φάσμα εκπομπής του.

Η ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος έχει μονάδα μέτρησης στο (S.I.) το \[\frac{J}{s \cdot m^3}\].

16.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η κβαντική θεωρία:

ερμηνεύει τα φαινόμενα στο μικρόκοσμο που αδυνατεί να τα ερμηνεύσει η κλασική θεωρία.

αδυνατεί να ερμηνεύσει τα φαινόμενα στο μακρόκοσμο.

ερμηνεύει και τα φαινόμενα του μακρόκοσμου, όμως σ’ αυτόν η κβάντωση γίνεται δυσδιάκριτη και γι’ αυτό τα συμπεράσματά της ταυτίζονται με αυτά της κλασικής θεωρίας.

ερμηνεύει μόνο την ακτινοβολία του μέλανος σώματος και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

17.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το διάγραμμα της έντασης ανά μονάδα μήκους κύματος με το μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας μέλανος σώματος που βρίσκεται σε θερμοκρασία \[T_1\].

Για να εκπέμψει την μεγαλύτερη ενέργεια της θερμικής του ακτινοβολίας στην κυανή περιοχή του ορατού φάσματος πρέπει:

να αλλάξουμε το υλικό του διατηρώντας τη θερμοκρασία του.

να ψύξουμε το μέλαν σώμα σε χαμηλότερη θερμοκρασία.

να θερμάνουμε το μέλαν σώμα.

18.

Φωτόνιο προσκρούει σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο μιας υλικής επιφάνειας. Αν το ποσοστό μεταβολής του μήκους κύματος του φωτονίου είναι \[25\, \%\], τότε το ποσοστό μείωσης της ενέργειάς του κατά τη σκέδαση είναι:

\[ 20 \, \% \]

\[ 25 \, \% \]

\[ 50 \, \% \]

\[ 75 \, \% \]

19.

Ένα ηλεκτρόνιο, ένα σωμάτιο άλφα και ένα νετρόνιο \[(m_e < m_n < m_α )\] κινούνται με ταχύτητες αρκετά μικρότερες από την ταχύτητα του φωτός και έχουν την ίδια ορμή. Επιλέξτε την σωστή απάντηση. Το μήκος κύματος de Broglie θα είναι

το ίδιο για όλα τα σωμάτια

μεγαλύτερο για το ηλεκτρόνιο

μεγαλύτερο για το νετρόνιο

μεγαλύτερο για το σωμάτιο α

20.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Όταν ένα σωματίδιο αντιπροσωπεύεται από μόνο ένα αρμονικό κύμα μήκους κύματος που διαδίδεται στη διεύθυνση του άξονα \[x' x\]:

μπορούμε να πετύχουμε απόλυτη ακρίβεια στη μέτρηση της θέσης του στον ίδιο άξονα.

η ορμή του στον άξονα \[xx'\] είναι μετρημένη με μηδενική αβεβαιότητα.

η αβεβαιότητα της θέσης του στον άξονα \[x' x\] είναι άπειρη.

μπορούμε να μετρήσουμε τη θέση του στον άξονα \[x' x\] με πεπερασμένη ακρίβεια.

21.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Το μέλαν σώμα:

απορροφά όλες τις προσπίπτουσες ακτίνες ανεξαρτήτως του μήκους κύματός τους.

δεν επανεκπέμπει την προσπίπτουσα ακτινοβολία σ’ αυτό όμως εκπέμπει θερμική ακτινοβολία λόγω των ταλαντώσεων των ατόμων του.

είναι μαύρο στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αλλά μπορεί να πάρει οποιοδήποτε χρώμα λόγω της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει αν βρεθεί σε κατάλληλη θερμοκρασία.

στη θερμοκρασία δωματίου δεν εκπέμπει θερμική ακτινοβολία καμιάς συχνότητας.

στη θερμοκρασία δωματίου εκπέμπει θερμική ακτινοβολία σε συντριπτικό ποσοστό της σε μήκη κύματος της υπέρυθρης και όχι της ορατής γι’ αυτό φαίνεται μαύρο.

δεν μπορεί να εκπέμψει καθόλου ακτινοβολία γι’ αυτό φαίνεται μαύρο.

22.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των πειραματικών μετρήσεων στη φωτοηλεκτρονική διάταξη ο αριθμός των ηλεκτρονίων στη μονάδα του χρόνου που αποσπώνται απ’ την κάθοδο:

είναι ανάλογος της έντασης \[Ι\] της προσπίπτουσας φωτεινής ακτινοβολίας.

εξαρτάται απ’ το έργο εξαγωγής της καθόδου.

εξαρτάται απ’ την τάση αποκοπής του κυκλώματος του φωτοκυττάρου.

όταν αυξάνεται, αυξάνεται και η ένταση του φωτορεύματος.

23.

Δύο μελανά σώματα \[(1)\, , \, (2)\] εκπέμπουν θερμική ακτινοβολία που φαίνεται στο ανθρώπινο μάτι να έχει μπλε χρώμα απ’ το \[(2)\] και κόκκινο χρώμα απ’ το \[(1)\]. Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή;

Τα σώματα είναι σίγουρα φτιαγμένα από διαφορετικό υλικό.

Το σώμα \[ (1)\] βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία απ’ το \[(2)\].

Το σώμα \[(2)\] βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία απ’ το \[(1)\] και η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπει είναι σίγουρα μεγαλύτερη απ’ αυτής του \[(1)\].

24.

Δύο μελανά σώματα έχουν θερμοκρασίες \[θ_1=27\, ^0 C\] και \[θ_2=627\, ^0 C\] αντίστοιχα. Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή; Για τα \[λ_{max _1 } \, , \, λ_{max_2 }\] του φάσματός τους ισχύει:

\[ λ_{max_1}=λ_{max_2 }\],

\[λ_{max_1}=\frac{λ_{max_2} }{ 3 } \]

\[ λ_{max_1}=3λ_{max_2} \]

\[ λ_{max_1 }=\frac{λ_{max_2} } {9} \]

25.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η κλασική θεωρία δεν μπορούσε να εξηγήσει στη μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου:

ότι η συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας πρέπει να έχει τουλάχιστον μια ελάχιστη τιμή για να αποσπαστούν ηλεκτρόνια απ’ το μέταλλο.

ότι ο αριθμός των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων στη μονάδα του χρόνου είναι ανάλογος της έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

ότι η μέγιστη κινητική ενέργεια των αποσπώμενων ηλεκτρονίων εξαρτάται απ’ τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας για συγκεκριμένη συχνότητα της ακτινοβολίας αυτής.

ότι κάθε μέταλλο έχει διαφορετική τιμή έργου εξαγωγής.

ότι όταν αυξάνεται η ένταση της ακτινοβολίας αυξάνεται και η ένταση του φωτορεύματος.

26.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Σύμφωνα με την υπόθεση de Broglie:

το φως εμφανίζει και σωματιδιακή συμπεριφορά.

μόνο στα σώματα του μακρόκοσμου αντιστοιχούν κύματα με μήκος κύματος \[ λ =\frac{h}{p}\] όπου \[h\] η σταθερά του Planck και \[p\] το μέτρο της ορμής των σωματιδίων.

κυματική συμπεριφορά παρουσιάζουν μόνο τα ηλεκτρόνια, τα νετρόνια και τα σωματίδια α που οι δέσμες τους παρουσιάζουν το φαινόμενο της περίθλασης.

ένα οποιοδήποτε σωμάτιο ορμής \[p\] είναι συνδεδεμένο με ένα κύμα με μήκος κύματος \[ λ =\frac{h}{p}\].

27.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν η θέση ενός ηλεκτρονίου είναι μετρημένη με ακρίβεια \[100\%\] στον άξονα \[x' x\] τότε η τιμή της ορμής του στον ίδιο άξονα και την ίδια στιγμή:

είναι πλήρως ακριβής.

έχει μια πεπερασμένη αβεβαιότητα \[Δp_x\].

έχει άπειρη αβεβαιότητα.

έχει ακρίβεια που εξαρτάται απ’ το όργανο μέτρησης.

28.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Σύμφωνα με την κλασική θεωρία:

έπρεπε να εκπέμπονται ηλεκτρόνια απ’ την κάθοδο με οποιαδήποτε συχνότητα προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο γιατί τα ηλεκτρόνια απορροφούν συνεχώς ενέργεια της ακτινοβολίας και κάποια στιγμή θα αποκτούσαν την κατάλληλη ενέργεια να ξεφύγουν απ’ το μέταλλο έστω και με μια χρονοκαθυστέρηση.

το φως αποτελείται από μικρά πακέτα ενέργειας.

η κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων εξαρτάται απ’ τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

δεν μπορούσε να εξηγηθεί γιατί ο ρυθμός εκπομπής των φωτοηλεκτρονίων στην κάθοδο είναι ανάλογος της έντασης της μονοχρωματικής ακτινοβολίας.

29.

Στο κύκλωμα του φωτοκύτταρου προσπίπτει στην κάθοδο μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f > f_0\] όπου \[f_0\] η συχνότητα κατωφλίου και η ένταση του μικροαμπερόμετρου είναι ίση με το μηδέν. Η κάθοδος απ’ την οποία εξέρχονται τα φωτοηλεκτρόνια:

έχει μεγαλύτερο δυναμικό απ’ την άνοδο.

έχει μικρότερο δυναμικό απ’ την άνοδο.

έχει ίδιο δυναμικό με την άνοδο.

30.

Στο παρακάτω διάγραμμα της τάσης αποκοπής με τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο μιας φωτοηλεκτρικής διάταξης έχουν φτιαχτεί με πειραματικές μετρήσεις και με σφάλμα μικρότερο του \[0,5\, \%\]. Με βάση τις δοθείσες τιμές του διαγράμματος η εξίσωση που συνδέει την τάση αποκοπής \[V_0\] με τη συχνότητα \[f\] είναι:

\[ V_0=4\cdot 10^{-15} f-1,5 \quad (S.I.) \]

\[ V_0 = 3,94f - 1,5 \quad (S.I.) \]

\[V_0=4 \cdot 10^{-15} f-1,44 \quad (S.I.) \]

Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

Σχετικά με εμάς

Πανελλαδικές

Πρόσθετες Παροχές

Επικοινωνία

Πρότυπα

Α’ Γυμνασίου

Β’ Γυμνασίου

Γ’ Γυμνασίου

Α’ Λυκείου

Β’ Λυκείου

Γ’ Λυκείου

Απόφοιτοι

Ιδιαίτερα

Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

Ας μιλήσουμε!