Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

1. Σε μια σκέδαση Compton ένα φωτόνιο ακτίνων Χ μετά τη σκέδαση έχει ορμή μέτρου \[50\, \%\] μικρότερου απ’ το μέτρο της ορμής του προσπίπτοντος φωτονίου και ανιχνεύεται υπό γωνία \[φ=120^0\] απ’ την αρχική διεύθυνση της δέσμης. Αν \[h\] η σταθερά του Planck, \[c\] η ταχύτητα του φωτός και \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου, τότε το μήκος κύματος \[λ\] του προσπίπτοντος ηλεκτρονίου είναι ίσο με:

\[ \frac{h}{ mc } \]

\[ \frac{3}{2} \frac{ h }{ mc } \]

\[ \frac{2h }{ mc } \]

\[ \frac{2}{3 } \frac{ h }{ mc } \]

2. Οι κυματοσυναρτήσεις δυο ελευθέρων ηλεκτρονίων είναι αντίστοιχα οι \[(α)\] και \[(β)\] που απεικονίζονται στο παρακάτω σχήμα. Επιλέξτε την σωστή πρόταση.

Το ηλεκτρόνιο \[(α)\] έχει μεγαλύτερη ταχύτητα

Το ηλεκτρόνιο \[(β)\] έχει μεγαλύτερη ταχύτητα

Τα δυο ηλεκτρόνια έχουν την ίδια ταχύτητα

3. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Μια εξήγηση του γεγονότος ότι οι φασματικές γραμμές του φάσματος εκπομπής ενός ατόμου παρουσιάζουν κάποιο φυσικό εύρος είναι ότι:

η ενέργεια στη θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου είναι προσδιορισμένη με ακρίβεια \[100\, \%\].

σε μια απευθείας μεταπήδηση του ατόμου από μια ενεργειακή κατάσταση σε μια άλλη, το άτομο μπορεί να εκπέμπει περισσότερα από ένα φωτόνια παραπλήσιων συχνοτήτων.

Σε μια διεγερμένη κατάσταση με ενέργεια \[Ε_n\] η ενέργεια αυτή παρουσιάζει μια απροσδιοριστία αφού ο χρόνος παραμονής του ατόμου σ’ αυτήν είναι μικρός.

υπάρχουν πειραματικές ατέλειες στη μέτρηση με το φασματοσκόπιο.

4. Δίνονται τρία διαγράμματα της έντασης της ακτινοβολίας ανά μονάδα μήκους κύματος \[Ι(λ)\], σε συνάρτηση με το μήκος κύματος, για δύο θερμοκρασίες \[Τ_2 > Τ_1\] για ένα μέλαν σώμα.

Ποιο διάγραμμα είναι το σωστό;

Το α.

Το β.

Το γ.

5. 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:

\[ 20 \, \% \]

\[ 25 \, \% \]

\[ 50 \, \% \]

\[ 75 \, \% \]

6. Δέσμη ακτίνων Χ, μήκους κύματος \[λ\] πέφτουν σε στόχο από γραφίτη. Ένα φωτόνιό τους σκεδάζεται σε αρχικά ακίνητο ηλεκτρόνιο του στόχου και ανιχνεύεται σε διεύθυνση που σχηματίζει γωνία \[φ\] με την αρχική διεύθυνση διάδοσης των ακτίνων Χ. Στη σκέδαση αυτή το ηλεκτρόνιο αποκτά κινητική ενέργεια \[Κ_e = \frac{E}{4}\] όπου \[Ε\] η ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου. Αν το \[λ\] είναι \[λ = \frac{3h}{2mc}\] όπου \[h\] η σταθερά του Planck, \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός τότε η γωνία \[φ\] είναι:

\[ 90^0 \]

\[ 180^0 \]

\[ 60^0 \]

\[ 30^0 \]

7. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Σύμφωνα με την κλασική θεωρία η κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων όταν αυτά εξέρχονται απ’ το μέταλλο πρέπει να εξαρτάται:

απ’ τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην μεταλλική κάθοδο.

μόνο απ’ το είδος του μετάλλου.

απ’ την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

απ’ την τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου.

8. Δύο διαφορετικά μέταλλα φωτίζονται με μονοχρωματικές ακτινοβολίες και έτσι εξέρχονται ηλεκτρόνια απ’ την επιφάνεια των μετάλλων αυτών. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η γραφική παράσταση των μέγιστων κινητικών ενεργειών των εξερχόμενων ηλεκτρονίων απ’ το κάθε μέταλλο σε συνάρτηση με τη συχνότητα της μονοχρωματικής ακτινοβολίας που προσπίπτει στο καθένα απ’ αυτά. Στο σημείο Α αντιστοιχεί η τιμή:

\[ -8,8\, eV \]

\[ -3 \, eV \]

\[ -4,2\, eV\]

\[ -5 \, eV \]

9. 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:

\[ φ=2K \]

\[ φ=\frac{K}{2} \]

\[ φ=3K \]

\[ φ = \frac{Κ}{3} \]

10. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται τα διαγράμματα σε κοινό σύστημα αξόνων της τάσης αποκοπής σε δύο διαφορετικές φωτοηλεκτρικές διατάξεις \[(1)\, ,\, (2)\] σε συνάρτηση με τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στις καθόδους τους. Για τις γωνίες \[θ_1\, ,\, θ_2\] των δύο διαγραμμάτων ισχύει:

\[ εφθ_1=1,2 εφθ_2 \]

\[ εφθ_1 = \frac{εφθ_2}{1,2} \]

\[ εφθ_1 = εφθ_2 \]

11. Οι παρακάτω κυματομορφές \[(1)\, , \, (2)\, , \, (3)\, ,\, (4)\] αντιστοιχούν σε τέσσερα αντίστοιχα σωματίδια που κινούνται στον άξονα \[x' x\].

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Η ορμή του σωματιδίου \[1\] μπορεί να μετρηθεί με απόλυτη ακρίβεια.

Πιο καλά εντοπισμένο στο χώρο είναι το σωματίδιο \[1\].

Για τις αβεβαιότητες των μετρήσεων των ορμών των σωματιδίων στον άξονα \[x' x\] ισχύει: \[Δp_{x_4} > Δp_{x_3} > Δp_{x_2} > Δp_{x_1 }\].

Η αβεβαιότητα στην ορμή του σωματιδίου \[4\] είναι μηδενική.

Το σωματίδιο \[1\] εμφανίζει πιο έντονα την κυματική του οντότητα.

Τα σωματίδια \[ 2 \, , \, 3 \, , \, 4\] έχουν διαφορετική απροσδιοριστία στην μέτρηση της θέσης αλλά ίδια στη μέτρηση της ορμής τους στον άξονα \[x' x\].

12. Δύο ηλεκτρόνια που κινούνται με ταχύτητες πολύ μικρότερες απ’ την ταχύτητα του φωτός έχουν κινητικές ενέργειες \[Κ_1\, ,\, Κ_2\] με \[Κ_1 > Κ_2\]. Τα μήκη κύματος de Broglie αυτών των ηλεκτρονίων είναι \[λ_1\, ,\, λ_2\] αντίστοιχα. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Ισχύει:

\[ λ_1 = λ_2 \]

\[ λ_1 > λ_2 \]

\[ λ_1 < λ_2 \]

δεν μπορούμε να τα συγκρίνουμε γιατί δεν γνωρίζουμε τη σχέση των ορμών τους.

13. 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 \[T_1\].

Στη θερμοκρασία \[Τ_1\] το μέλαν σώμα:

φαίνεται μαύρο όπως και σε κάθε άλλη θερμοκρασία.

είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι.

είναι ορατό και έχει «αιχμή» μήκους κύματος στην κίτρινη περιοχή.

14. Δύο φορτισμένα σωματίδια \[(1)\, ,\, (2)\] εκτελούν ομαλή κυκλική κίνηση μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με ταχύτητες μέτρων πολύ μικρότερες της ταχύτητας του φωτός και ακτίνες κυκλικής τροχιάς \[R_1\, ,\, R_2\] αντίστοιχα με \[R_1 > R_2 \]. Τα σωματίδια έχουν ίσες κατά μέτρο στροφορμές ως προς άξονες κάθετους στις κυκλικές τροχιές που διέρχονται απ’ τα κέντρα τους. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Τα μήκη κύματος de Broglie \[λ_1\, ,\, λ_2\] των δύο σωματιδίων είναι:

\[ λ_1 = λ_2 \]

\[ λ_1 < λ_2 \]

\[ λ_1 > λ_2 \]

χρονικά μεταβαλλόμενα.

15. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Στο φαινόμενο της σκέδασης Compton τα προσπίπτοντα και τα σκεδαζόμενα φωτόνια έχουν:

ίδια ενέργεια,

ίδια συχνότητα,

ίδια ορμή,

ίδια κατά μέτρο ταχύτητα,

τίποτα απ’ τα παραπάνω.

16. Μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] προσπίπτει κάθετα σε μια επίπεδη και τέλεια ανακλαστική επιφάνεια. Η ταχύτητα του φωτός είναι \[c\] και \[h\] είναι η σταθερά του Planck. Αν στην επιφάνεια πέφτουν \[10^{25}\, \frac{ φωτόνια}{sec}\] τότε το μέτρο της δύναμης που δέχεται η ανακλαστική επιφάνεια λόγω της πρόσπτωσης της ακτινοβολίας σ’ αυτήν είναι:

\[ 10^5 \, \frac{ hf }{ c} \]

\[ 2 \cdot 10^{25} \, \frac{ hf }{ c } \]

\[ 10^{25} \, \frac{ hf }{ 2c } \]

17. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

\[ ΔΕ \cdot Δx≥\frac{h}{2π} \]

\[ ΔΕ \cdot Δx≥\frac{h}{π} \]

\[ Δp_x \cdot Δx≥\frac{h}{2π} \]

\[ Δp_z \cdot Δy≥0 \]

\[ ΔΕ \cdot Δt≥\frac{h}{π} \]

\[ Δp_x \cdot Δp_y ≥ \frac{h}{ 2π} \]

\[ ΔΕ \cdot Δt≥\frac{h}{2π} \]

18. Σε ένα μέταλλο με έργο εξαγωγής \[φ\] προσπίπτει μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\]. Η ταχύτητα του φωτός είναι \[c\] και η σταθερά του Planck είναι \[h\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Για να εξέρχονται φωτοηλεκτρόνια με μηδενική ταχύτητα απ’ το μέταλλο πρέπει το μήκος κύματος της ακτινοβολίας να είναι ίσο με:

\[ λ = \frac{ch }{2φ }\]

\[ λ = \frac{2ch}{φ} \]

\[λ = \frac{ch}{φ} \]

\[ λ= \frac{ch}{2φ} \]

19. Μέλαν σώμα βρίσκεται σε θερμοκρασία \[T\] και η μέγιστη ένταση της ηλεκτρομαγνητικής του ακτινοβολίας αντιστοιχεί σε μήκος κύματος \[λ_1\]. Αν η θερμοκρασία του αυξηθεί κατά \[25\, \%\], η μέγιστη ένταση της ακτινοβολίας του αντιστοιχεί σε μήκος κύματος \[λ_2\]. Για τα μήκη κύματος \[λ_1\, ,\, λ_2\] ισχύει:

\[ λ_1=1,25 \, λ_2 \]

\[ λ_1=0,8\, λ_2 \]

\[ λ_1 = 0,3 \, λ_2 \]

\[ λ_1 = 0,9 \, λ_2 \]

20. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η επιτυχία της θεωρίας του Planck οφείλεται:

στο ότι η συνάρτηση που βρήκε για την \[Ι(λ)\] με το \[λ\] έδινε τιμές που ταυτίζονταν με τις πειραματικές σ’ όλα τα μήκη κύματος.

υπολόγιζε πεπερασμένη τιμή για την ένταση της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος, που η τιμή της συμφωνούσε με τον πειραματικό νόμο των Stefan-Boltzmann.

επαλήθευσε και θεωρητικά το νόμο του Wien.

όλα τα παραπάνω.

21. Δέσμη μονοχρωματικών ακτίνων Χ μήκους κύματος \[λ\] προσκρούει σε στόχο από άνθρακα και ένα φωτόνιό της σκεδάζεται υπό γωνία σκέδασης \[60^0\] και αποκτά μήκος κύματος \[λ_1\]. Ένα δεύτερο φωτόνιό της σκεδάζεται υπό γωνία σκέδασης \[90^0\] και αποκτά μήκος κύματος \[λ_2\] ενώ ένα τρίτο μετά τη σκέδασή του αποκτά το μέγιστο δυνατό μήκος κύματός του \[λ_3\]. Η διαφορά των μηκών κύματος \[λ_2-λ_1\] είναι:

\[ λ_3-λ \]

\[ \frac{λ_3-λ}{4} \]

\[ \frac{λ_3-λ}{2 } \]

22. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στο φαινόμενο Compton η κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου εξαρτάται:

απ’ τη συχνότητα του προσπίπτοντος φωτονίου στο πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο.

απ’ τις απώλειες ενέργειας του συστήματος φωτονίου-ηλεκτρονίου που έχουμε κατά τη σκέδαση.

απ’ τη γωνία σκέδασης \[φ\].

απ’ όλα τα παραπάνω.

23. Μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] προσπίπτει κάθετα σε μια επίπεδη και τέλεια ανακλαστική επιφάνεια. Η ταχύτητα του φωτός είναι \[c\] και \[h\] είναι η σταθερά του Planck. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής ενός φωτονίου της ακτινοβολίας λόγω της πρόσκρουσής του στην επιφάνεια είναι:

\[ \frac{hf }{c }\]

\[ \frac{2hf }{c } \]

\[ \frac{hf}{2c} \].

24. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία του Planck:

τα ταλαντούμενα άτομα έχουν μόνο διακριτές (κβαντισμένες) τιμές ενέργειας.

ένα ταλαντούμενο άτομο μπορεί να εκπέμψει ή να απορροφήσει οποιοδήποτε ποσό διαθέσιμης ενέργειας.

επειδή οι τιμές εκπομπής και απορρόφησης ενέργειας με μορφή ακτινοβολίας είναι κβαντισμένες, γι’ αυτό και το φάσμα του μέλανος σώματος είναι γραμμικό.

το ποσό που μπορεί να εκπέμψει ή να απορροφήσει ένα άτομο μπορεί να πάρει μόνο διακριτές τιμές που είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του κβάντου ενέργειας.

το κβάντο ενέργειας για τα ταλαντούμενα άτομα είναι ίσο με \[hf\] όπου \[f\] η συχνότητα της ταλάντωσής τους και \[h\] η σταθερά του Planck.

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

οι ακτίνες Χ συμπεριφέρονται σαν σωματίδια και όχι σαν ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

η μεταβολή \[Δλ\] μεταξύ του προσπίπτοντος και του σκεδαζόμενου φωτονίου υπολογίζεται εφαρμόζοντας τις αρχές διατήρησης της ορμής και της ενέργειας του συστήματος φωτονίου-ηλεκτρονίου.

η κλασική θεωρία μπορούσε να προβλέψει μεταβολή \[Δλ\].

η διαφορά της ενέργειας μεταξύ του προσπίπτοντος και του σκεδαζόμενου φωτονίου είναι ίση με την κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου για να ισχύει η αρχή διατήρησης της ενέργειας.

τα φωτόνια έχουν ορμή παρόλο που η μάζα ηρεμίας τους είναι μηδενική.

26. Ένας πυρήνας και ένα νετρόνιο βάλλονται ταυτόχρονα μέσα σ’ ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο με ίσες κατά μέτρο ορμές που είναι κάθετες στις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Ο πυρήνας τη στιγμή της βολής έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος de Broglie γιατί έχει μεγαλύτερη μάζα απ’ το νετρόνιο.

Το νετρόνιο δεν μεταβάλλει το μήκος κύματος de Broglie που έχει σ’ όλη τη διάρκεια της κίνησής του μέσα στο πεδίο.

Ο πυρήνας αποκτά κεντρομόλο επιτάχυνση απ’ το μαγνητικό πεδίο του πυρήνα και έτσι μεταβάλλει συνεχώς το μήκος κύματος de Broglie που του αντιστοιχεί.

Τα δύο σωμάτια έχουν ίσα μήκη κύματος de Broglie που παραμένουν σταθερά σ’ όλη τη διάρκεια της κίνησης του καθενός μέσα στο μαγνητικό πεδίο.

Για να συγκρίνουμε τα μήκη κύματος de Broglie των δύο σωματίων πρέπει να γνωρίζουμε τη σχέση των μέτρων των ταχυτήτων τους.

27. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στη διάταξη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου:

τα ηλεκτρόδια περικλείονται από σωλήνα υψηλού κενού ώστε να μην συγκρούονται τα φωτοηλεκτρόνια με τα μόρια του αέρα.

η κάθοδος έχει πολύ μικρότερη επιφάνεια απ’ την άνοδο.

η κάθοδος είναι επιστρωμένη με αλκαλιμέταλλο.

η τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου μπορεί να μεταβληθεί αλλά όχι ν’ αντιστρέψει την πολικότητά της.

η αλλαγή της τάσης γίνεται με μια ποτενσιομετρική διάταξη.

28. Στην επιφάνεια ενός μετάλλου προσπίπτει μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f_1\] και ενέργειας κάθε φωτονίου \[E\]. Τα ηλεκτρόνια αποσπώνται απ’ την κάθοδο με κινητική ενέργεια \[K=20\%\, E\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Το έργο εξαγωγής του μετάλλου είναι:

\[ φ=0,8 E \]

\[ φ=0,2 E \]

\[ φ=0,4 E \]

\[ φ=E \]

29. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Αν μια μονοχρωματική ακτινοβολία πέσει σε μια επιφάνεια φτιαγμένη από Cs (καίσιο) και επιφέρει σ’ αυτήν εκπομπή ηλεκτρονίων, τότε η ίδια αυτή ακτινοβολία θα επιφέρει εκπομπή ηλεκτρονίων:

και σε κάθε άλλη μεταλλική επιφάνεια.

σε κάθε άλλη μεταλλική επιφάνεια που η τιμή της συχνότητας κατωφλίου είναι μεγαλύτερη απ’ αυτή που αντιστοιχεί στο καίσιο.

σε κάθε μεταλλική επιφάνεια που είναι φτιαγμένη από μέταλλο που το έργο εξαγωγής του έχει μικρότερη τιμή απ’ το έργο εξαγωγής του καισίου.

πιθανόν και σε μια μεταλλική επιφάνεια που το μέταλλό της έχει μεγαλύτερο έργο εξαγωγής απ’ το καίσιο αλλά τότε τα φωτοηλεκτρόνια θα βγουν με μικρότερη ταχύτητα απ’ την επιφάνεια αυτή απ’ την ταχύτητα με την οποία θα εξέλθουν απ’ την επιφάνεια του καισίου.

30. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν η διαφορά δυναμικού μεταξύ ανόδου-καθόδου είναι θετική \[( V_{αν} - V_{καθ}>0)\] τότε:

το ρεύμα στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου έχει πάντα τη μέγιστη τιμή του.

το έργο της \[F_{ηλ}\] που δέχεται ένα φωτοηλεκτρόνιο κατά τη μετάβασή του απ’ την άνοδο στην κάθοδο είναι αρνητικό.

το φωτοηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να μηδενιστεί αν και η προσπίπτουσα μονοχρωματική ακτίνα στην κάθοδο έχει συχνότητα μεγαλύτερη της συχνότητας κατωφλίου.

τα φωτοηλεκτρόνια πάντα επιταχύνονται απ’ την άνοδο προς την κάθοδο.

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!