Τεστ στην κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

1.

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

\[ Δυ = \frac{1}{2π} υ \]

\[ Δυ = \frac{h}{2π} υ \]

\[ Δυ = \frac{1}{2π} υ^2 \]

2.

Δέσμη ακτίνων Χ σκεδάζονται σε στόχο από γραφίτη και τα σκεδαζόμενα φωτόνιά τους σκορπίζονται σε όλες τις διευθύνσεις. Η δέσμη έχει μήκος κύματος \[λ=\frac{h}{mc}\] όπου \[h\] η σταθερά του Planck. Τα φωτόνια της δέσμης που μετά τη σκέδαση κινούνται κάθετα στη διεύθυνση της προσπίπτουσας δέσμης έχουν δώσει σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο του στόχου με το οποίο σκεδάστηκαν κινητική ενέργεια \[Κ\] ίση με:

\[ \frac{1}{2} mc^2 \]

\[ mc^2 \]

\[ \frac{1}{3} mc^2 \]

\[ \frac{1}{4} mc^2 \]

3.

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

4.

Αν σ’ ένα σώμα ρίξουμε λευκό φως, αυτό έχει χρώμα μπλε. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν στο σώμα ρίξουμε μονοχρωματική ακτινοβολία που το μήκος κύματός της ανήκει στην πράσινη περιοχή του ορατού φάσματος τότε το σώμα θα φαίνεται.

μπλε,

πράσινο,

λευκό,

μαύρο.

5.

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 \[φ\].

6.

Φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ=\frac{h}{mc}\] (όπου \[h\] η σταθερά του Planck, \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός) και ορμή \[p\]. Το φωτόνιο σκεδάζεται με πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και κατά την σκέδαση αυτή το ηλεκτρόνιο αποκτά τη μέγιστη δυνατή ενέργεια που μπορούσε να αποκτήσει κατά την κρούση αυτή. Η μέγιστη αυτή κινητική ενέργεια είναι:

\[ K_e=pc \]

\[ K_e = \frac{pc}{2} \]

\[ K_e = \frac{pc}{3} \]

\[ K_e = \frac{2pc}{3} \]

7.

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.

8.

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.

9.

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.

10.

Το γινόμενο του τετραγώνου του μέτρου της κυματοσυνάρτησης επί το στοιχειώδη όγκο \[dV\]:

μας δίνει την πυκνότητα πιθανότητας να βρεθεί το σωματίδιο στο συγκεκριμένο όγκο \[dV\] μια δεδομένη χρονική στιγμή.

μας δίνει την πιθανότητα να βρεθεί το σωματίδιο στο συγκεκριμένο χώρο \[dV\] μια δεδομένη χρονική στιγμή.

μας δίνει την ακριβή θέση του σωματιδίου μέσα στον όγκο \[dV\].

μας δίνει την αβεβαιότητα της θέσης \[Δx\] σε μια ταυτόχρονη μέτρηση με την ορμή του ίδιου σωματιδίου.

11.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν \[λ\] το μήκος κύματος του προσπίπτοντος φωτονίου και \[λ'\] το μήκος κύματος του σκεδαζόμενου φωτονίου σε μια σκέδαση Compton, τότε η μεταβολή του μήκους κύματος \[λ'-λ\] είναι:

είναι πάντα θετική,

είναι πάντα αρνητική,

έχει πρόσημο που εξαρτάται απ’ τη γωνία σκέδασης \[φ\],

είναι μηδενική αν η γωνία σκέδασης είναι \[90^0\].

12.

Ο ήλιος έχει θερμοκρασία \[Τ_1\] και εκπέμπει τη μεγαλύτερη ενέργεια της ακτινοβολίας του γύρω από μια συχνότητα \[f_1\]. Ένας άλλος αστέρας έχει θερμοκρασία \[Τ_2\] και εκπέμπει τη μεγαλύτερη ενέργεια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του σε συχνότητα \[f_2\]. Ο ήλιος και ο αστέρας θεωρούνται μέλανα σώματα. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

Αν \[Τ_1 > Τ_2\] τότε \[f_1 > f_2\].

Αν \[Τ_1 < Τ_2\] τότε \[f_2 < f_1\].

Αν \[ T_1 = T_2\] τότε \[f_1 > f_2\].

Αν \[ T_1 = T_2\] τότε \[f_1 < f_2\].

13.

Η κβάντωση δεν είναι μόνο φαινόμενο της κβαντικής Φυσικής. Υπάρχουν κβαντισμένες ποσότητες ακόμα και στην κλασική Φυσική. Ποια από τις παρακάτω ποσότητες παίρνει διακριτές τιμές σύμφωνα με την κλασική φυσική:

η ταχύτητα

η μάζα

το ηλεκτρικό φορτίο

η δύναμη

14.

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:

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

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

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

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

15.

Σε ποιες απ’ τις παρακάτω κινήσεις το μήκος κύματος de Broglie του σωματίου μειώνεται;

Στην κίνηση ενός πυρήνα ομόρροπα των δυναμικών γραμμών ενός ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου.

Στην κίνηση ενός νετρονίου αντιπαράλληλα των δυναμικών γραμμών ενός ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου.

Στην κίνηση ενός αρνητικού ιόντος ομόρροπα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου.

Στην κίνηση ενός ηλεκτρονίου αντίρροπα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου.

Στην κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου.

Στην ελικοειδή κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου μέσα σ’ ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο.

16.

Φωτόνιο ακτίνων Χ μήκους κύματος \[λ_1\] σκεδάζεται από πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και το σκεδαζόμενο φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ_1'\]. Ένα δεύτερο φωτόνιο μήκους κύματος \[λ_2 > λ_1\] σκεδάζεται με όμοιο τρόπο και το σκεδαζόμενο φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ_2'\]. Η γωνία σκέδασης \[φ\] είναι ίδια και στις δύο περιπτώσεις. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Για τις μεταβολές των μηκών κύματος των φωτονίων ισχύει:

\[ λ_1 ' - λ_1 > λ_2' - λ_2 \]

\[ λ_1 ' - λ_1 < λ_2' - λ_2 \]

\[ λ_1 ' - λ_1 = λ_2' - λ_2 \]

\[ λ_1' - λ_1 = λ_2' - λ_2\] μόνο όταν \[φ=180^0\].

17.

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:

\[ φ=0,8 E \]

\[ φ=0,2 E \]

\[ φ=0,4 E \]

\[ φ=E \]

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.

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:

\[ 180^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

20.

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

21.

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 \[x' x\].

22.

Στο σχήμα φαίνονται τέσσερις περιπτώσεις ηλεκτρονίων που κινούνται μέσα σε ηλεκτρικό ή μέσα σε μαγνητικό πεδίο. Σε ποια ή σε ποιες περιπτώσεις το μήκος κύματος de Broglie

Α) μεγαλώνει;

Β) μικραίνει;

Γ) μένει ίδιο;

Α) α, Β) β, Γ) γ, δ

Α) β, Β) α, Γ) γ, δ

Α) α, Β) β, γ, Γ) δ

Α) γ, δ, Β) α, Γ) β

Α) γ, Β) β, δ, Γ) α

23.

Φορτισμένο σωματίδιο εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα μέτρου πολύ μικρότερου του μέτρου της ταχύτητας του φωτός. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Κατά την κυκλική κίνηση του σωματιδίου:

μένει σταθερό το μήκος κύματός του κατά de Broglie και το μέτρο της στροφορμής του ως προς άξονα κάθετο στο επίπεδο της κυκλικής τροχιάς που διέρχεται απ’ το κέντρο της αλλά αλλάζει συνεχώς η κατεύθυνσή της.

μένει σταθερό το μήκος κύματός του κατά de Broglie και το διάνυσμα της ορμής του.

αυξομειώνεται το μήκος κύματός του κατά de Broglie αλλά η στροφορμή του ως προς άξονα κάθετο στο επίπεδο της κυκλικής τροχιάς που διέρχεται απ’ το κέντρο της μένει σταθερή.

μένει σταθερό το μήκος κύματός του κατά de Broglie, το διάνυσμα της στροφορμής του ως προς άξονα κάθετο στο επίπεδο της κυκλικής τροχιάς που διέρχεται απ’ το κέντρο της και το μέτρο της ορμής του.

μένει σταθερό το μήκος κύματός του κατά de Broglie αλλά αλλάζουν συνεχώς οι κατευθύνσεις της ορμής και της στροφορμής του ως προς άξονα κάθετο στο επίπεδο της κυκλικής τροχιάς που διέρχεται απ’ το κέντρο της.

24.

Με τη βοήθεια της κυματοσυνάρτησης \[Ψ(x,y,z,t)\] που περιγράφει ένα υποατομικό σωματίδιο προσδιορίζουμε:

την ακριβή θέση του σωματιδίου.

την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί σε κάθε σημείο του χώρου κάθε χρονική στιγμή.

την ένταση του μαγνητικού πεδίου που δημιουργεί σε κάθε σημείο του χώρου και κάθε χρονική στιγμή αν αυτό είναι φορτισμένο.

την πιθανότητα να βρίσκεται το σωματίδιο σ’ ένα στοιχειώδη όγκο γύρω από μια συγκεκριμένη θέση σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

25.

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται το διάγραμμα έντασης της ακτινοβολίας ανά μονάδα μήκους κύματος, σε συνάρτηση με το μήκος κύματος, για δύο θερμοκρασίες \[Τ_1\, ,\, Τ_2\] για ένα μέλαν σώμα. Αν είναι γνωστό ότι \[λ_2=2λ_1\] ο λόγος \[\frac{Τ_1}{Τ_2}\] είναι ίσος με

\[ 2 \]

\[ \frac{1}{2} \]

\[ 1 \]

26.

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.

27.

Ένα πρωτόνιο που έχει μάζα \[m_p\] και ένα σωμάτιο α μάζας \[m_α=4m_p\] κινούνται με σταθερές ταχύτητες πολύ μικρότερες απ’ την ταχύτητα του φωτός και τα μήκη κύματος de Broglie είναι \[λ_p\] και \[λ_α\] αντίστοιχα. Τα μέτρα των ταχυτήτων τους είναι \[υ_p\] και \[υ_α\] αντίστοιχα. Αν \[\frac{λ_p}{λ_α} =16\], τότε ο λόγος των ταχυτήτων \[\frac{υ_p}{υ_α}\] είναι:

\[ 4 \]

\[ \frac{1}{4} \]

\[ 2 \]

\[ \frac{1}{2} \]

28.

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:

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

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

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

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

29.

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.

30.

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:

\[ λ_α=8λ_p \],

\[ λ_α = \frac{λ_p}{8}\]

\[ λ_α = \frac{λ_p}{4} \]

\[ λ_α = \frac{λ_p}{2} \]

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!