Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

1. Σε μια σκέδαση Compton, φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ = \frac{h}{ 2mc }\] και σκεδάζεται σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο με γωνία σκέδασης \[φ=60^0\]. Το ποσοστό μεταβολής του μήκους κύματος μεταξύ σκεδαζόμενου και προσπίπτοντος φωτονίου είναι:

\[ 100\, \% \]

\[ 200\, \% \]

\[ 50\, \% \]

\[150\, \%\]

2. 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:

\[ -8,8\, eV \]

\[ -3 \, eV \]

\[ -4,2\, eV\]

\[ -5 \, eV \]

3. 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:

\[ φ=0,8 E \]

\[ φ=0,2 E \]

\[ φ=0,4 E \]

\[ φ=E \]

4. 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:

\[ λ = \frac{ch }{2φ }\]

\[ λ = \frac{2ch}{φ} \]

\[λ = \frac{ch}{φ} \]

\[ λ= \frac{ch}{2φ} \]

5. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το διάγραμμα της τάσης αποκοπής στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου σε συνάρτηση με τη συχνότητα της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας στην κάθοδο του κυκλώματος. Η συχνότητα \[f_1\] είναι ίση με:

\[ \frac{2φ}{h} \]

\[ \frac{3φ}{h} \]

\[ \frac{φ}{h } \]

ανεξάρτητη του μετάλλου της καθόδου.

6. Μαθητής πειραματίστηκε με τη φωτοηλεκτρική διάταξη και με τις τιμές που συγκέντρωσε έκανε το παρακάτω διάγραμμα της έντασης του φωτορεύματος με τη διαφορά δυναμικού μεταξύ καθόδου-ανόδου όταν διατήρησε σταθερή τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Το διάγραμμα που έφτιαξε είναι σίγουρα λάθος γιατί:

Το ρεύμα συνεχώς αυξάνεται άρα ποτέ δε σταθεροποιείται.

Το ρεύμα έχει σταθερή ένταση για οποιαδήποτε τιμή.

Δεν γίνεται να έχω μηδενικό ρεύμα χωρίς η πολικότητα της τάσης καθόδου-ανόδου να αντιστραφεί ή αλλιώς δεν γίνεται η τάση να επιταχύνει τα ηλεκτρόνια ενώ αυτά να μην φτάνουν στην άνοδο και το ρεύμα να μηδενίζεται.

Η ένταση του φωτορεύματος είναι ανεξάρτητη της τάσης μεταξύ καθόδου-ανόδου.

7. 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:

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

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

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

8. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται τα διαγράμματα της κινητικής ενέργειας των εξερχόμενων φωτοηλεκτρονίων από δύο διαφορετικές καθόδους \[(1)\, ,\, (2)\] σε συνάρτηση με τη συχνότητα μιας μονοχρωματικής ακτινοβολίας που προσπίπτει στη μεταλλική επιφάνειά τους. Το έργο εξαγωγής \[φ_2\] του μετάλλου της καθόδου \[(2)\] είναι:

2,3 eV

4,2 eV

4,5 eV,

5 eV

9. 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.

10. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται τα διαγράμματα της κινητικής ενέργειας των εξερχόμενων φωτοηλεκτρονίων από δύο διαφορετικές καθόδους \[(1)\, ,\, (2)\] σε συνάρτηση με τη συχνότητα μιας μονοχρωματικής ακτινοβολίας που προσπίπτει στη μεταλλική επιφάνειά τους. Αν και στις δύο καθόδους ρίξουμε μονοχρωματική ακτινοβολία ίδιας συχνότητας \[f' > 3f_1\] τότε τα εξερχόμενα ηλεκτρόνια απ’ την κάθοδο \[(1)\] έχουν κινητική ενέργεια \[K_1\] ενώ τα εξερχόμενα ηλεκτρόνια απ’ την κάθοδο \[(2)\] θα έχουν μέγιστη κινητική ενέργεια \[K_2\] ίση με:

\[ 2,8 \, eV \]

\[ 4,2 \, eV \]

\[ 2,2 \, eV \]

11. 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.

12. Δύο δέσμες ακτίνων Χ με μήκη κύματος \[λ_1\, ,\, λ_2\] \[(λ_1 > λ_2 )\] αντίστοιχα σκεδάζονται με πρακτικώς ακίνητα και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Η γωνία σκέδασης και των δύο δεσμών είναι ίδια. Η ενέργεια του κάθε σκεδαζόμενου φωτονίου της δέσμης \[(1)\] είναι \[Ε_1'\] και της δέσμης \[(2)\] \[Ε_2'\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Για τις ενέργειες \[Ε_1'\, ,\, Ε_2'\] ισχύει:

\[ Ε_1' > Ε_2' \]

\[ Ε_1' = E_2' \]

\[ Ε_1' < E_2' \]

ότι η σχέση τους εξαρτάται απ’ τη γωνία \[φ\]

13. Ένα σωμάτιο α (πυρήνας ηλίου) έχει μάζα \[m_α=4m_p\] όπου \[m_p\] η μάζα του πρωτονίου και ταχύτητα μέτρου \[υ_α \ll c\]. Ένα πρωτόνιο έχει ταχύτητα μέτρου \[υ_p = \frac{υ_α }{2 }\]. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Αν \[λ_α\, ,\, λ_p\] τα μήκη κύματος de Broglie του σωματίου α και του πρωτονίου αντίστοιχα τότε ισχύει:

\[ λ_α=8λ_p \],

\[ λ_α = \frac{λ_p}{8}\]

\[ λ_α = \frac{λ_p}{4} \]

\[ λ_α = \frac{λ_p}{2} \]

14. 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 τα έργα εξαγωγής \[φ_1\, ,\, φ_2\] των μετάλλων των δύο καθόδων \[(1)\, ,\, (2)\] αντίστοιχα ισχύει:

\[ φ_1 = \frac{φ_2}{1,2 } \]

\[ φ_1=1,2φ_2 \]

\[ φ_1=φ_2 \]

15. Στα παρακάτω διαγράμματα \[ (1) \, ,\, (2)\] φαίνονται τα κυματοπακέτα \[ (1) \, ,\, (2)\] που συνοδεύουν δύο ανεξάρτητα σωματίδια \[(1)\, ,\, (2)\]. (Ισχύει \[Δx_2 < Δx_1\])

Σε μια ταυτόχρονη μέτρηση της θέσης και της ορμής στον άξονα του κάθε σωματιδίου οι αβεβαιότητες της ορμής του είναι \[Δp_{1_x}\, ,\, Δp_{2_x}\] αντίστοιχα. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

Οι μετρήσεις των θέσεων των δύο σωματιδίων στον άξονα \[x' x\] έχουν αβεβαιότητα μηδέν.

Οι αβεβαιότητες των ορμών των σωματιδίων \[Δp_{1_x}\, ,\, Δp_{2_x}\] είναι άπειρες.

Οι αβεβαιότητες των ορμών των σωματιδίων \[Δp_{1_x }\, ,\, Δp_{2_x}\] είναι πεπερασμένες και ισχύει \[Δp_{1_x} > Δp_{2_x}\].

Οι αβεβαιότητες των ορμών \[Δp_{1_x }\, ,\, Δp_{2_x}\] είναι πεπερασμένες και ισχύει \[Δp_{1_x } < Δp_{2_x }\].

Ισχύει για τις αβεβαιότητες των ορμών των σωματιδίων \[Δp_{1_x }=Δp_{2_x}\].

16. Δύο πρωτόνια \[(1)\, ,\, (2)\] βάλλονται με μη σχετικιστική ταχύτητα μέσα στο ίδιο ομογενές μαγνητικό πεδίο και κάθετα στις δυναμικές γραμμές του. Τα πρωτόνια εκτελούν ομαλές κυκλικές κινήσεις ακτίνων \[R_1\, ,\, R_2\] με \[R_1 > R_2\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν τα μήκη κύματος de Broglie των δύο πρωτονίων είναι \[λ_1 \, , \, λ_2\] τότε:

ισχύει \[ λ_1 > λ_2 \],

ισχύει \[ λ_1 < λ_2 \],

ισχύει \[ λ_1 = λ_2 \],

δεν έχουμε αρκετές πληροφορίες για να συγκρίνουμε τα \[ λ_1\, , \, λ_2\].

17. Μια μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] όταν προσπέσει σε κάθοδο από καίσιο εξοστρακίζει τα ηλεκτρόνιά της με μέγιστη κινητική ενέργεια \[K\] που είναι ίση με το έργο εξαγωγής του καισίου. Αν διπλασιάσουμε τη συχνότητα της προσπίπτουσας μονοχρωματικής, τότε τα ηλεκτρόνια της καθόδου:

δεν θα εξέρχονται απ’ το μέταλλο.

θα εξέρχονται με μέγιστη κινητική ενέργεια \[K'=2 K\].

θα εξέρχονται με μέγιστη κινητική ενέργεια \[K'=3K\].

θα εξέρχονται με μέγιστη κινητική ενέργεια \[K'=3,5 Κ \].

18. 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:

\[ εφθ_1=1,2 εφθ_2 \]

\[ εφθ_1 = \frac{εφθ_2}{1,2} \]

\[ εφθ_1 = εφθ_2 \]

19. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Στο φαινόμενο Compton ισχύει πάντα η αρχή διατήρησης της ορμής του ηλεκτρονίου που σκεδάζεται με το φωτόνιο των ακτίνων Χ.

Iσχύει η αρχή διατήρησης της ορμής και της ενέργειας για το σύστημα φωτόνιο-ηλεκτρόνιο.

Οι ακτίνες Χ συμπεριφέρονται σαν ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

Η συχνότητα του σκεδαζόμενου φωτονίου είναι πάντα μικρότερη απ’ αυτή του προσπίπτοντος.

Η κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου είναι ίση με αυτήν του προσπίπτοντος φωτονίου.

Η διαφορά των συχνοτήτων του σκεδαζόμενου και του προσπίπτοντος φωτονίου \[f' - f \] εξαρτάται μόνο απ’ τη γωνία σκέδασης \[φ\].

20. 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:

\[ λ_{max_1}=λ_{max_2 }\],

\[λ_{max_1}=\frac{λ_{max_2} }{ 3 } \]

\[ λ_{max_1}=3λ_{max_2} \]

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

21. Ένα σωματίδιο κινείται ευθύγραμμα, με ταχύτητα \[υ\] πολύ μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός. Αν η αβεβαιότητα στον προσδιορισμό της θέσης του \[(Δx)\] είναι ίση με το μήκος κύματος που έχει κατά de Broglie, τότε η ελάχιστη αβεβαιότητα στον προσδιορισμό της ταχύτητας του \[(Δυ)\] είναι

\[ Δυ = \frac{1}{2π} υ \]

\[ Δυ = \frac{h}{2π} υ \]

\[ Δυ = \frac{1}{2π} υ^2 \]

22. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σύμφωνα με τη φωτοηλεκτρική εξίσωση του Einstein η μέγιστη κινητική ενέργεια των αποσπώμενων ηλεκτρονίων:

εξαρτάται απ’ το εμβαδόν της επιφάνειας του μετάλλου απ’ την οποία εκπέμπονται.

είναι μηδενική αν η συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας είναι ίση με τη συχνότητα κατωφλίου.

για δύο διαφορετικά μέταλλα που προσπίπτει σ’ αυτά μονοχρωματική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ίδιας συχνότητας, είναι μεγαλύτερη στα ηλεκτρόνια που αποσπώνται απ’ το μέταλλο με μικρότερο έργο εξαγωγής.

για το ίδιο μέταλλο είναι πάντα ίδια, ανεξάρτητη της συχνότητας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

αυξάνεται στο ίδιο μέταλλο αν αυξήσω την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας χωρίς να μεταβάλω τη συχνότητά της.

23. 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.

24. 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.

Αν το σώμα στην θερμοκρασία \[Τ_1\] παρουσιάζει πράσινο χρώμα, τι απόχρωση μπορεί να έχει στην θερμοκρασία \[Τ_2\];

κόκκινο

πορτοκαλί

ιώδες

25. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Το μήκος κύματος Compton \[λ_C =\frac{h }{mc}\] είναι το μήκος κύματος που πρέπει να έχει ένα φωτόνιο σε σκέδασή του σε ακίνητο ελεύθερο ηλεκτρόνιο ώστε το μήκος κύματος του φωτονίου να διπλασιαστεί αν το φωτόνιο αυτό εκτραπεί απ’ την αρχική του διεύθυνση κίνησης κατά:

\[ 180^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

\[ 120^0 \]

26. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Σε μια σκέδαση Compton για να γίνει η μεταβολή του μήκους κύματος \[λ'-λ=\frac{3h}{2mc}\] όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου, \[h\] η σταθερά του Planck και \[c\] η ταχύτητα του φωτός, πρέπει η γωνία σκέδασης \[φ\] να είναι:

\[ φ=0 \]

\[ φ=90^0 \]

\[ φ=120^0 \]

\[ φ=60^0 \]

27. Φωτόνιο των ακτίνων Χ έχει μήκος κύματος \[λ = \frac{h}{mc}\] και σκεδάζεται σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Η γωνία σκέδασης είναι \[φ=60^0\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Το μήκος κύματος \[λ'\] του σκεδαζόμενου φωτονίου είναι:

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

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

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

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

28. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το διάγραμμα της τάσης αποκοπής στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου σε συνάρτηση με τη συχνότητα της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας στην κάθοδο του κυκλώματος. Το έργο εξαγωγής \[φ\] του μετάλλου της καθόδου του κυκλώματος είναι:

\[ -2,4\, eV \]

\[ 2,4 \, eV \]

\[ 4,8 \, eV \]

μη υπολογίσιμο με τα δεδομένα του διαγράμματος.

29. 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.

30. 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.

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!