Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

1.

Σε δύο διαφορετικά μέταλλα \[(1)\, ,\, (2)\] προσπίπτουν μονοχρωματικές ακτινοβολίες και δημιουργείται φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Το έργο εξαγωγής του μετάλλου \[(1)\] είναι \[φ_1\] και του μετάλλου \[(2)\] είναι \[φ_2\] με \[φ_2 > φ_1\]. Στα παρακάτω σχήματα φαίνονται τα διαγράμματα της μέγιστης κινητικής ενέργειας των φωτοηλεκτρονίων τη στιγμή που εξέρχονται απ’ τα δύο μέταλλα σε συνάρτηση με τη συχνότητα των μονοχρωματικών ακτινοβολιών που πέφτουν σ’ αυτά σε κοινό σύστημα αξόνων.

Το σωστό διάγραμμα απεικονίζεται ποιοτικά:

στο σχήμα α.

στο σχήμα β.

στο σχήμα γ.

στο σχήμα δ.

2.

Δύο φορτισμένα σωματίδια \[(1)\, ,\, (2)\] με φορτία \[q_1\, ,\, q_2\] αντίστοιχα με \[|q_2 |=4|q_1 |\] εκτελούν ομαλές κυκλικές κινήσεις υπό την επίδραση μόνο της δύναμης Lorentz μέσα στο ίδιο ομογενές πεδίο με ταχύτητες μέτρων \[υ_1, υ_2\] πολύ μικρότερων απ’ το μέτρο της ταχύτητας του φωτός. Τα μέτρα των στροφορμών των δύο σωματιδίων ως προς άξονες κάθετους στο επίπεδο της κυκλικής τους τροχιάς που διέρχονται απ’ τα κέντρα τους είναι ίσα \[(L_1=L_2 )\]. Για τα μήκη κύματος de Broglie ισχύει:

\[ λ_1=2λ_2 \]

\[ λ_1 = \frac{ λ_2 }{ 2 } \]

\[ λ_1 = λ_2 \]

3.

Αν μια μονοχρωματική ακτίνα με μήκος κύματος \[λ_0\] προσπέσει στη μεταλλική κάθοδο, τότε τα αποσπώμενα ηλεκτρόνια έχουν κινητική ενέργεια ίση με το μηδέν. Αν στην ίδια κάθοδο προσπέσει άλλη μονοχρωματική ακτινοβολία με μήκος κύματος \[\frac{λ_0}{5}\] τότε τα αποσπώμενα φωτοηλεκτρόνια θα έχουν μέγιστη κινητική ενέργεια \[K\]. Ο λόγος \[\frac{K}{φ}\] όπου \[φ\] είναι το έργο εξαγωγής του μετάλλου της καθόδου ισούται με:

\[ 3 \],

\[ 4 \],

\[ 5 \].

4.

Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή; Σύμφωνα με το νόμο της μετατόπισης του Wien, το \[λ_{max}\] ενός μέλανος σώματος:

είναι ανάλογο της θερμοκρασίας του.

είναι αντιστρόφως ανάλογο της θερμοκρασίας του.

είναι ανάλογο της τέταρτης δύναμης της θερμοκρασίας του.

εξαρτάται απ’ το υλικό που είναι φτιαγμένο το μέλαν σώμα.

5.

Ποιες από τις επόμενες προτάσεις που αφορούν στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι σωστές;

Η τάση αποκοπής εξαρτάται από τη συχνότητα της φωτεινής δέσμης και είναι μεγαλύτερη για την κίτρινη ακτινοβολία παρά για την πράσινη.

Η αύξηση της έντασης της δέσμης συνεπάγεται αύξηση της συχνότητας κατωφλίου.

Η συχνότητα κατωφλίου εξαρτάται από το έργο εξαγωγής του μετάλλου και είναι μεγαλύτερη για το κάλιο \[(φ_Κ=2,2 eV)\] από ό,τι για το καίσιο \[(φ_{Cs }=1,4 eV)\].

Η τάση αποκοπής εξαρτάται από το έργο εξαγωγής του μετάλλου και είναι μεγαλύτερη για το κάλιο \[(φ_Κ=2,2 eV)\] από ό,τι για το καίσιο \[(φ_{Cs}=1,4 eV)\].

Τα φωτοηλεκτρόνια έχουν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια όταν η κάθοδος φωτίζεται με κίτρινο φως από ό,τι όταν φωτίζεται με πράσινο φως .

Η τάση αποκοπής εξαρτάται από την ενέργεια των φωτονίων της φωτεινής δέσμης και ελαττώνεται όταν φωτίζουμε την κάθοδο με φωτόνια μεγαλύτερης ενέργειας.

6.

Φωτόνιο μήκους κύματος \[λ = \frac{4h}{mc}\] σκεδάζεται με αρχικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Το μέγιστο μήκος κύματος \[λ_{max}\] που μπορεί να έχει το σκεδαζόμενο φωτόνιο είναι:

\[ λ_{max}'=2λ \]

\[ λ_{max}'=3λ \]

\[ λ_{max}'=\frac{3}{2} λ \]

\[ λ_{max}'=\frac{2}{3} λ \]

7.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Κάθε σώμα ανεξαρτήτως της μάζας του και της ταχύτητάς του συνοδεύεται από ένα μήκος κύματος de Broglie.

Σε σώμα που η ταχύτητά του είναι μη σχετικιστική το μήκος κύματος de Broglie που το συνοδεύει είναι αντιστρόφως ανάλογο του μέτρου της ταχύτητάς του.

Η περίθλαση των ακτίνων Χ επιβεβαιώνει το αξίωμα του de Broglie.

Η κυματική φύση της ύλης είναι εμφανής και σ’ ένα κινούμενο μπαλάκι του τέννις και σ’ ένα κινούμενο ηλεκτρόνιο.

8.

Ποιο φαινόμενο οδήγησε τον Planck στην υπόθεση ότι το πόσο ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει ή να εκπέμψει ένα άτομο υπό μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, μπορεί να πάρει μόνο διακριτές τιμές;

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Η ακτινοβολία μέλανος σώματος

Η σκέδαση ακτινών Χ ακίνητα ηλεκτρόνια

Όλα τα παραπάνω

9.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] προσπίπτει σε μεταλλική επιφάνεια. Αν από την επιφάνεια εκπεμφθούν ή όχι ηλεκτρόνια εξαρτάται:

απ’ την ένταση της ακτινοβολίας.

απ’ το εμβαδόν της μεταλλικής επιφάνειας.

απ’ τη συχνότητα της ακτινοβολίας.

απ’ το χρόνο που διαρκεί η έκθεση του μετάλλου στην ακτινοβολία αυτή.

απ’ το είδος της μεταλλικής επιφάνειας.

10.

Η συνθήκη κανονικοποίησης επιβάλλεται:

απ’ την αρχή της απροσδιοριστίας του Heisenberg.

απ’ την αρχή διατήρησης της ενέργειας.

απ’ το γεγονός ότι η πιθανότητα να βρεθεί το σωματίδιο κάπου στο χώρο είναι ίση με τη μονάδα.

όλα τα παραπάνω.

11.

Ποιες απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές; Η τάση αποκοπής \[V_0\] στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου:

είναι η τάση πέραν απ’ την οποία το ρεύμα στο κύκλωμα παίρνει μια μέγιστη και σταθερή τιμή.

μετριέται όταν η κάθοδος είναι συνδεδεμένη με το θετικό πόλο της πηγής.

είναι η τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου που αναγκάζει και τα πιο γρήγορα φωτοηλεκτρόνια απ’ την κάθοδο να φτάσουν αμέσως πριν την άνοδο με μηδενική ταχύτητα.

είναι ίδια για κάθε συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο.

12.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Μια μονοχρωματική ερυθρή ακτινοβολία έχει μεγαλύτερη συχνότητα από μια κίτρινη μονοχρωματική.

Οι κυανές ακτινοβολίες έχουν μικρότερα μήκη κύματος απ’ τις πορτοκαλί ακτινοβολίες.

Οι ιώδεις ακτινοβολίες έχουν μεγαλύτερες συχνότητες από οποιαδήποτε άλλη ακτινοβολία του ορατού φωτός αλλά μικρότερες από οποιαδήποτε ακτινοβολία των ακτίνων Χ.

Μια λεπτή ακτινοβολία είναι μονοχρωματική, δηλαδή έχει μόνο ένα μήκος κύματος (ή μόνο μια συχνότητα).

Δύο διαφορετικές μονοχρωματικές ακτίνες του ορατού φωτός έχουν στο κενό ίσες ταχύτητες διάδοσης.

Η ταχύτητα διάδοσης της υπεριώδους ακτινοβολίας στο κενό είναι μεγαλύτερη απ’ αυτή των υπερύθρων.

13.

Φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ=\frac{30h}{mc}\] και σκεδάζεται με αρχικώς ακίνητο ηλεκτρόνιο. Το προσπίπτον φωτόνιο έχει \[5\, \%\] μεγαλύτερη ορμή απ’ αυτή του σκεδαζόμενου. Η γωνία σκέδασης του φωτονίου είναι:

\[ 180^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

14.

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 \[K'=3,5 Κ \].

15.

Μονοχρωματική ακτινοβολία αποτελείται από φωτόνια που το καθένα έχει ορμή \[p_1\] και προσπίπτει σε μέταλλο \[(1)\] αποσπώντας απ’ αυτό ηλεκτρόνια που εξέρχονται με μέγιστη κινητική ενέργεια \[\frac{ p_1 c }{ 5 }\]. Το μέταλλο \[(1)\] έχει έργο εξαγωγής \[φ_1\]. Μια δεύτερη ακτινοβολία που τα φωτόνιά της έχουν ορμή \[\frac{p_1 }{2}\] προσπίπτουν σε δεύτερο μέταλλο \[(2)\] που το έργο εξαγωγής του είναι \[φ_2 = \frac{φ_1}{2}\]. Τότε αποσπώνται απ’ το μέταλλο \[(2)\] ηλεκτρόνια με μέγιστη κινητική ενέργεια:

\[ \frac{p_1 c}{10}\],

\[ 0\] ,

\[ \frac{p_1 c}{5} \],

\[\frac{ p_1 c}{ 3 } \].

16.

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:

\[ 2T \]

\[ \frac{8Τ}{3 } \]

\[ \frac{5Τ }{ 3 } \]

\[ 9Τ \]

17.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Οι ακτίνες Χ είναι:

επιβραδυνόμενα ηλεκτρόνια.

ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος μεγαλύτερο του ορατού φωτός.

ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με συχνότητα μεγαλύτερη του ορατού φωτός.

σκεδαζόμενα φωτόνια οποιασδήποτε συχνότητας.

18.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Μια υπέρυθρη ακτινοβολία έχει μικρότερη συχνότητα από μια υπεριώδη.

Μια λευκή ακτινοβολία περιέχει όλα τα μήκη κύματος από \[300\] ως \[700\, nm\].

Οι ακτινοβολίες όλου του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ταξιδεύουν στο κενό με την ίδια ταχύτητα \[c=3\cdot 10^8 \frac{ m }{ s } \].

Το ορατό φως έχει δύο μόνο συχνότητες άρα και δύο μόνο μήκη κύματος που οι τιμές τους είναι \[400\, nm\] και \[700\, nm\].

Οι ακτίνες Χ έχουν μικρότερο μήκος κύματος απ’ αυτό της ορατής ακτινοβολίας.

Το μήκος κύματος μιας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο κενό είναι ανάλογο της συχνότητάς της.

19.

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

20.

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:

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

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

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

21.

Φωτόνιο έχει ενέργεια \[Ε=mc^2\] όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός. Το φωτόνιο σκεδάζεται με αρχικά ακίνητο ηλεκτρόνιο και του μεταφέρει το \[\frac{1}{3}\] της κινητικής του ενέργειας. Η γωνία σκέδασης είναι:

\[ 180^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

22.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Οι ακτίνες Χ παράγονται:

όταν ορατή ακτινοβολία πέσει πάνω σε μεταλλική επιφάνεια.

όταν ηλεκτρόνια πέφτουν πάνω σε μεταλλική επιφάνεια.

όταν ορατό φως σκεδάζεται κατά την πρόσκρουσή του σε μια υλική επιφάνεια.

από θερμαινόμενη μεταλλική επιφάνεια.

23.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η σχέση \[p=\frac{h}{λ}\]:

προκύπτει απ’ τις σχέσεις \[Ε=pc\] και \[Ε=hf\].

συνηγορεί στην άποψη ότι το φως έχει μόνο σωματιδιακή φύση.

συσχετίζει μια κυματική ιδιότητα το \[λ\] με μια σωματιδιακή που είναι η ορμή και έτσι δείχνει τη δυαδική φύση του φωτός.

μας δείχνει ότι ένα φωτόνιο της κόκκινης περιοχής έχει μεγαλύτερη ορμή από ένα φωτόνιο της ιώδους περιοχής.

24.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται σε κοινό σύστημα αξόνων τα διαγράμματα της τάσης αποκοπής με συχνότητα της μονοχρωματικής προσπίπτουσας ακτινοβολίας για δύο διαφορετικά μέταλλα \[(1)\] , \[(2)\] της καθόδου δύο φωτοηλεκτρικών διατάξεων. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Η \[f_1\] είναι η συχνότητα κατωφλίου για το μέταλλο \[(1)\].

Μπορεί μια μονοχρωματική που έχει συχνότητα μικρότερη της \[f_2\] να αποσπάσει ηλεκτρόνια απ’ την επιφάνεια του μετάλλου \[(1)\].

Αν η \[f_1\] ανήκει στην ιώδη περιοχή του ορατού φάσματος, μια μπλε μονοχρωματική μπορεί να επιφέρει φωτοηλεκτρικό φαινόμενο στο μέταλλο \[(2)\].

Το έργο εξαγωγής του μετάλλου \[(2)\] είναι μεγαλύτερο απ’ αυτό του μετάλλου \[(1)\].

Οι δύο ημιευθείες είναι παράλληλες αφού έχουν ίδια κλίση που είναι ίση με το πηλίκο \[\frac{h}{e} \] όπου \[h\] η σταθερά του Planck και \[e\] η απόλυτη τιμή του φορτίου του ηλεκτρονίου.

Το έργο εξαγωγής του μετάλλου \[(1)\] είναι μεγαλύτερο απ’ αυτό του (2).

Στη διάταξη του μετάλλου \[(1)\] αν πέσει μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f_1\], τα ηλεκτρόνια θα αποσπαστούν απ’ το μέταλλο αυτό έχοντας αμέσως μετά την απόσπαση τους μηδενική ταχύτητα.

25.

Ένα σωμάτιο μάζας \[m\] έχει μήκος κύματος de Broglie ίσο με το μήκος κύματος ενός φωτονίου. Το σωμάτιο κινείται με ταχύτητα μέτρου πολύ μικρότερου αυτού της ταχύτητας του φωτός και έχει κινητική ενέργεια \[Κ\]. Η ενέργεια του φωτονίου είναι:

\[ Κ \]

\[ 2Κ \]

\[ \sqrt{2K \cdot mc^2 } \]

μη προσδιορίσιμη γιατί δεν γνωρίζουμε το μέτρο της ταχύτητας του σωματίου.

26.

Φωτόνιο με ενέργεια \[Ε=mc^2\] όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός χτυπάει σε στόχο από γραφίτη και παθαίνει δύο διαδοχικές σκεδάσεις σε πρακτικώς ακίνητα και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Η ελάχιστη ενέργεια που θα έχει το φωτόνιο μετά και τη δεύτερη σκέδαση είναι:

\[ \frac{E}{2} \]

\[ \frac{Ε}{4} \]

\[ \frac{Ε}{5} \]

\[0 \].

27.

Μια μπάλα του τένις και μια μπάλα ποδοσφαίρου κινούνται με ίσες σταθερές ορμές πάνω στο οριζόντιο δάπεδο. Για τα μήκη κύματος \[λ_τ\, , \, λ_π\] αντίστοιχα ισχύει:

\[ λ_τ = λ_π \]

\[ λ_τ > λ_π \]

\[ λ_τ < λ_π \],

δεν μπορούμε να γνωρίζουμε τη σχέση τους γιατί δεν ξέρουμε τη σχέση των μέτρων των ταχυτήτων τους.

28.

Ποιες απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές; Στη φωτοηλεκτρική διάταξη του παρακάτω σχήματος προσπίπτει στην κάθοδο μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f ≥ f_0\].

Τα φωτοηλεκτρόνια επιταχύνονται απ’ το ηλεκτρικό πεδίο \[\vec{Ε}\] που δημιουργεί η πηγή και φτάνουν στην κάθοδο.

αν το κύκλωμα έχει φωτοηλεκτρικό ρεύμα και αρχίσω να αυξάνω σταδιακά την απόλυτη τιμή της τάσης το ρεύμα κάποια στιγμή θα μηδενιστεί.

αν αυξάνω την απόλυτη τιμή της τάσης, η ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα αυξάνεται και κάποια στιγμή σταθεροποιείται σε μια μέγιστη τιμή.

το ρεύμα στο κύκλωμα έχει σίγουρα την τιμή μηδέν αν \[f=f_0\].

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; 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.

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!