Τεστ στην Κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

1.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα:

είναι μηχανισμός διάδοσης μηχανικής ενέργειας.

είναι μηχανισμός διάδοσης ενέργειας ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου.

διαδίδονται σ’ όλα τα υλικά με την ίδια ταχύτητα.

παράγονται από ταλαντούμενα άτομα.

μεταφέρουν ενέργεια σ’ ένα άτομο θέτοντάς το σε εξαναγκασμένη ταλάντωση.

2.

Με βάση ποιον από τους παρακάτω ισχυρισμούς μπορεί να ερμηνευτούν τα χρώματα που βλέπουμε τα αντικείμενα γύρω μας:

Το σώμα που ακτινοβολούμε με λευκό φως επανεκπέμπει όλη την ακτινοβολία που του προσπίπτει και το χρώμα καθορίζεται από το περιβάλλον.

Το σώμα που ακτινοβολούμε με λευκό φως απορροφά την ακτινοβολία που φτάνει σε αυτό και στην συνέχεια την επανεκπέμπει σε όλο το ορατό φάσμα από το οποίο παρατηρούμε κάποια μόνο μήκη κύματος.

Το σώμα που ακτινοβολούμε με λευκό φως εν γένει απορροφά κάποια μήκη κύματος του λευκού φωτός ενώ άλλα τα επανεκπέμπει. Από τα μήκη κύματος της επανεκπεμπόμενης ακτινοβολίας καθορίζεται το χρώμα του σώματος.

Το χρώμα του σώματος είναι ίδιο με το χρώμα της ακτινοβολίας που ρίχνουμε πάνω του. Έτσι αν ρίξουμε πάνω του κόκκινη ακτινοβολία θα επανεκπέμψει μήκη κύματος του κόκκινου χρώματος και θα φαίνεται κόκκινο. Αν ρίξουμε μπλε, θα φαίνεται μπλε κτλ.

3.

Ο Βέγας (ο πιο λαμπρός αστέρας του αστερισμού της Λύρας) είναι ένα μπλε αστέρι ενώ ο Αντάρης (ο φωτεινότερος αστέρας του αστερισμού του Σκορπιού) είναι ερυθρός. Να επιλέξετε τη σωστή από τις παρακάτω προτάσεις.

Ο Αντάρης έχει μεγαλύτερη επιφανειακή θερμοκρασία από τον Βέγα

Ο Βέγας έχει μεγαλύτερη επιφανειακή θερμοκρασία από τον Αντάρη

Τα δυο αστέρια έχουν την ίδια επιφανειακή θερμοκρασία αφού εκπέμπουν στο ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

Δεν μπορούμε να συγκρίνουμε τις θερμοκρασίες των δυο άστρων αφού θα πρέπει να ξέρουμε ποιο φαίνεται πιο λαμπρό.

4.

Δύο σφαίρες \[(1)\, ,\, (2)\] με μάζες \[m_1\] και \[m_2=2m_1\] αντίστοιχα αφήνονται από ύψη \[h_1\, ,\, h_2\] με \[h_1=2h_2\] να πέσουν ελεύθερα. Αμέσως πριν οι σφαίρες ακουμπήσουν στο οριζόντιο έδαφος ο λόγος των μηκών κύματος de Broglie \[\frac{λ_1}{λ_2}\] που τις συνοδεύουν είναι:

\[ 2 \]

\[ \frac{\sqrt{2}}{4} \]

\[ \sqrt{2} \]

5.

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:

\[ 20\, \% \]

\[ 25 \, \%\]

\[50\, \% \]

\[ 100 \, \% \]

6.

Το πηλίκο \[λ_C=\frac{h}{mc}\] (όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου, \[h\] η σταθερά του Planck και \[c\] η ταχύτητα του φωτός) καλείται μήκος κύματος Compton. Ένα φωτόνιο σκεδάζεται σε πρακτικώς ακίνητο ηλεκτρόνιο και η γωνία σκέδασης είναι \[φ=120^0\]. Αν η ενέργεια του φωτονίου μετά τη σκέδαση είναι \[Ε'=\frac{2}{3}\, Ε\] όπου \[Ε\] η ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου, τότε το μήκος κύματος \[λ\] του προσπίπτοντος φωτονίου είναι:

\[ λ = \frac{3}{2}\, λ_C \]

\[ λ=λ_C \]

\[ λ=2λ_C \]

\[ λ=3λ_C \]

7.

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.

8.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν ένα μέλαν σώμα αρχίζει να θερμαίνεται αργά τότε:

θα φαίνεται στο μάτι μας σταδιακά έχοντας ισχυρότερη απόχρωση πρώτα στο ιώδες μετά στο κυανό και κατόπιν στο πράσινο χρώμα.

θα φαίνεται στο μάτι μας σταδιακά έχοντας ισχυρότερη απόχρωση πρώτα στο πορτοκαλί, μετά στο ιώδες και μετά στο κίτρινο.

θα φαίνεται στο μάτι μας σταδιακά έχοντας ισχυρότερη απόχρωση πρώτα στο ερυθρό, μετά στο πορτοκαλί και κατόπιν στο κίτρινο.

θα φαίνεται συνεχώς μαύρο αφού είναι μέλαν σώμα ανεξαρτήτως της τιμής της θερμοκρασίας που μπορεί να πάρει.

9.

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

10.

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 κινητική ενέργεια. 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

11.

Η κάθοδος μιας συσκευής φωτίζεται με μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] και τότε η τάση αποκοπής είναι \[V_0\]. Αν υποδιπλασιάσουμε το μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, τότε οκταπλασιάζεται η τάση αποκοπής. Αν \[f_0\] η συχνότητα κατωφλίου για το συγκεκριμένο μέταλλο της καθόδου, τότε ισχύει:

\[ f = \frac{5}{3} f_0 \]

\[ f= \frac{3}{2} f_0 \]

\[ f = \frac{7 }{ 6 } f_0 \]

12.

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.

13.

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 κλίση του διαγράμματος είναι αριθμητικά ίση με:

\[ h \]

\[ \frac{h}{ e} \]

\[ \frac{φ}{e } \]

\[ φ \]

14.

Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία \[T_1\], ένα μέλαν σώμα παρουσιάζει \[λ_{max_1}\]. Ένα δεύτερο μέλαν σώμα διαφορετικού υλικού σε θερμοκρασία \[Τ_2\] με \[Τ_2>Τ_1\] παρουσιάζει \[λ_{max_2}\]. Για τα \[λ_{max_1}\, , \, λ_{max_2}\]:

ισχύει \[λ_{max _1}>λ_{max_2} \]

ισχύει \[ λ_{max_1 } < λ_{max_2} \]

ισχύει \[ λ_{max _1 }=λ_{max_2 } \]

δεν μπορούμε να βρούμε τη μεταξύ τους σχέση αφού δεν ξέρουμε το υλικό που είναι φτιαγμένο το καθένα.

15.

Δύο πυρήνες \[Π_1\, , \, Π_2\] έχουν φορτία \[q_1=2q_2\] και μαζικούς αριθμούς \[Α_1\, ,\, Α_2\] με \[Α_1 = \frac{Α_2}{2}\]. Οι δύο πυρήνες επιταχύνονται απ’ την ίδια διαφορά δυναμικού \[V\] και αποκτούν ταχύτητες πολύ μικρότερες της ταχύτητας του φωτός. Αν \[λ_1\, ,\, λ_2\] είναι τα μήκη κύματος de Broglie μετά την επιτάχυνση των δύο πυρήνων, τότε ο λόγος \[\frac{λ_1}{λ_2}\] είναι:

\[ \sqrt{2} \]

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

\[ 2 \]

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

16.

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.

17.

Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή; Η κλασική θεωρία:

μπορεί να ερμηνεύσει το φάσμα του μέλανος σώματος.

προβλέπει ότι η ενέργεια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μπορεί να πάρει μόνο ορισμένες διακριτές τιμές.

προβλέπει ότι μια ακτινοβολία μπορεί να μεταφέρει οποιοδήποτε ποσό διαθέσιμης ενέργειας.

προβλέπει ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν μπορεί να αλληλεπιδράσει με την ύλη, δηλαδή ότι δεν μπορεί να απορροφηθεί από ένα άτομο.

18.

Τα ηλεκτρόνια υψηλών ταχυτήτων προσπίπτουν σε μια μεταλλική επιφάνεια. Το κάθε ηλεκτρόνιο έχει κινητική ενέργεια \[Κ_e\]. Τα φωτόνια ακτίνων Χ που παράγονται από την επιβράδυνση των ηλεκτρονίων αυτών έχουν ενέργεια \[Ε\]. Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή;

\[ Ε ≤ K_e \]

μόνο \[Ε=Κ_e\]

\[ Ε > Κ_e \]

τίποτα απ’ τα παραπάνω.

19.

Σε μια φωτοηλεκτρική διάταξη στην κάθοδο προσπίπτει μονοχρωματική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που επιφέρει την εκπομπή φωτοηλεκτρονίων. Ποιες απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές; Αν αυξήσουμε την ένταση της μονοχρωματικής ακτινοβολίας χωρίς να μεταβάλλουμε τη συχνότητα τότε:

τα φωτοηλεκτρόνια θα διαφύγουν απ’ την κάθοδο με μεγαλύτερη κινητική ενέργεια.

η μέγιστη ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα αυξάνεται.

η τάση αποκοπής του κυκλώματος αυξάνεται.

ο ρυθμός εκπομπής των φωτοηλεκτρονίων στην κάθοδο θα αυξηθεί.

θα μειωθεί το έργο εξαγωγής του μετάλλου της καθόδου.

20.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η αρχή της απροσδιοριστίας του Heisenberg:

δεν ισχύει στο μακρόκοσμο.

δεν ισχύει στο μικρόκοσμο.

ισχύει τόσο στο μικρόκοσμο όσο και στο μακρόκοσμο αλλά οι αβεβαιότητες στο μικρόκοσμο είναι τόσο μικρές που θεωρούνται αμελητέες.

ισχύει τόσο στο μικρόκοσμο όσο και στο μακρόκοσμο αλλά στο μακρόκοσμο οι απροσδιοριστίες της ορμής και της θέσης σε κάθε άξονα είναι μηδαμινές λόγω των μεγάλων μαζών και διαστάσεων των σωμάτων.

21.

Ένα πρωτόνιο που η μάζα του είναι \[m_p\] και ένα ηλεκτρόνιο που η μάζα του είναι \[m_e\] κινούνται με μη σχετικιστικές ταχύτητες μέτρων \[υ_p\] και \[υ_e\] αντίστοιχα και για τις μάζες τους ισχύει \[m_p=1800 m_e\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Για να έχει το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο ίδια μήκη κύματος de Broglie τότε ισχύει:

\[ υ_e=1800υ_p \],

\[ υ_e = \frac{υ_p}{1800} \]

\[ υ_e = υ_p \],

\[ υ_e = 3600υ_p \]

22.

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.

23.

Κατά την σκέδαση Compton η διαφορά μεταξύ των μηκών κύματος της προσπίπτουσας \[(λ)\] και της σκεδαζόμενης \[(λ')\] ακτινοβολίας συμβολίζεται με \[Δλ=λ'-λ\]. Η κινητική ενέργεια \[Κ\] του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου δίνεται από την έκφραση (Δίνονται η σταθερά Planck \[h\] και η ταχύτητα του φωτός \[c\])

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ} \]

\[ Κ= \frac{hc λ}{λ+Δλ} \]

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ+Δλ} \]

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ(λ+Δλ)}\]

24.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το διάγραμμα της έντασης ανά μονάδα μήκους κύματος \[I(λ)\] της ακτινοβολίας μέλανος σώματος με το μήκος κύματος \[λ\] για δύο διαφορετικές θερμοκρασίες του \[Τ_1\, , \, Τ_2\]. Αν ένα ταλαντούμενο άτομο του μέλανος σώματος εκπέμπει ακτινοβολία μήκους κύματος \[λ_1\], τότε το κβάντο της ενέργειάς του είναι \[1,2\] φορές μεγαλύτερο απ’ το κβάντο της ενέργειας ενός ταλαντούμενου ατόμου που εκπέμπει ακτινοβολία μήκους κύματος \[λ_2\]. Για τις θερμοκρασίες \[Τ_1\, ,\, Τ_2\] ισχύει:

\[ Τ_1=1,2\, Τ_2 \]

\[ Τ_1 = \frac{5}{6}\, Τ_2 \]

\[ T_1=2,4\, T_2 \]

\[ Τ_1 =\frac{ 5 }{ 12}\, Τ_2\]

25.

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:

\[ φ=0 \]

\[ φ=90^0 \]

\[ φ=120^0 \]

\[ φ=60^0 \]

26.

Σκεδάζεται ένα ερυθρό και ένα πράσινο φωτόνιο από ακίνητο ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές για ίδιες γωνίες σκέδασης;

Η μεταβολή του μήκους κύματος και για τα δυο φωτόνια είναι η ίδια.

Η ποσοστιαία μεταβολή του μήκους κύματος \[\left( \frac{λ'-λ}{λ} \cdot 100\, \%\right) \] είναι μεγαλύτερη για το ερυθρό.

Η ποσοστιαία μεταβολή του μήκους κύματος \[\left( \frac{λ'-λ}{λ} \cdot 100\, \%\right)\] είναι μεγαλύτερη για το πράσινο.

το μήκος κύματος του σκεδαζόμενου φωτονίου είναι ίδιο και για τα δυο φωτόνια.

27.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Κατά την κλασική θεωρία οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία άρα δεν έχουν ούτε μάζα ούτε ορμή.

Κατά την κβαντική θεωρία οι ακτίνες Χ αποτελούνται από φωτόνια που έχουν ορμή παρόλο που η μάζα τους είναι μηδενική.

Η κλασική θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει τη μεταβολή του μήκους κύματος \[Δλ\] σε μια σκέδαση Compton.

Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, το μέτρο της ορμής του φωτονίου είναι ανάλογη του μήκους κύματός του.

Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία η ενέργεια του φωτονίου είναι ανάλογη του μέτρου της ορμής του.

28.

Ηλεκτρόνιο βάλλεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα μέτρου \[υ≪c\] που η κατεύθυνσή της σχηματίζει γωνία \[φ\] με \[0 < φ < 180^0\] με τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Στη διάρκεια της κίνησης του ηλεκτρονίου το μήκος κύματος de Broglie που το συνοδεύει:

μένει σταθερό.

αυξάνεται.

μειώνεται.

άλλοτε αυξάνεται και άλλοτε μειώνεται γιατί για άλλες τιμές της φ αυξάνει το μέτρο της ταχύτητας του ηλεκτρονίου και για άλλες μειώνεται.

29.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Ένα άτομο εκπέμπει ακτινοβολία όταν βρίσκεται σε μια διεγερμένη κατάσταση.

Το άτομο εκπέμπει ένα φωτόνιο όταν μεταβεί από μια διεγερμένη κατάσταση στη θεμελιώδη με ένα «κβαντικό άλμα».

Το εύρος των φασματικών γραμμών μπορεί να εξηγηθεί απ’ την αρχή της αβεβαιότητας για την ενέργεια ενός συστήματος.

Όσο μικρότερο χρόνο μένει το άτομο σε μια διεγερμένη κατάσταση τόσο μεγαλύτερη αβεβαιότητα έχουμε για την ενέργεια της κατάστασης αυτής.

Ο μέσος χρόνος στην οποία ένας μεγάλος αριθμός διεγερμένων ατόμων εκπέμπει ακτινοβολία είναι της τάξης του \[10^{-8}\, s\].

Όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος παραμονής των ατόμων σε μια διεγερμένη κατάσταση, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος συχνοτήτων που παρουσιάζει η φασματική γραμμή που οφείλεται στην αποδιέγερσή τους στη θεμελιώδη κατάσταση.

30.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Στη σκέδαση Compton το προσπίπτον φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ\] και το σκεδαζόμενο \[λ'\] ενώ η γωνία σκέδασης είναι \[φ\]. Η μεταβολή του μήκους κύματος \[λ-λ'\]:

εξαρτάται απ’ το υλικό της επιφάνειας που προσπίπτουν οι ακτίνες Χ.

εξαρτάται απ’ το \[λ\] και τη \[φ\].

εξαρτάται μόνο απ’ το \[λ\].

εξαρτάται μόνο απ’ τη \[φ\].

Τεστ στην Κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

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: Δύσκολο)

Ας μιλήσουμε!