Τεστ στην Κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

1.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Ένα απ’ τα αποτελέσματα της φωτοηλεκτρικής εξίσωσης του Einstein που συμφωνεί και με τις πειραματικές μετρήσεις είναι ότι η τάση αποκοπής άρα και η μέγιστη κινητική ενέργεια των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων στη διάταξη της μελέτης του φωτοηλεκτρικού φαινομένου:

εξαρτάται απ’ την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο για σταθερή τιμή της συχνότητάς της.

εξαρτάται μόνο απ’ τη συχνότητα της μονοχρωματικής ακτινοβολίας.

αυξάνεται όσο μειώνεται η συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο.

εξαρτάται και απ’ τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και απ’ το μέταλλο της ανόδου.

αυξάνεται γραμμικά με τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας για συγκεκριμένο μέταλλο της καθόδου.

2.

Ένα ηλεκτρόνιο μάζας \[m_e\] και φορτίου \[e\], επιταχύνεται από την ηρεμία σε διαφορά δυναμικού \[V\] και αποκτά ταχύτητα πολύ μικρότερη της ταχύτητας του φωτός. Το μήκος κύματος de Broglie του ηλεκτρονίου δίνεται από την σχέση (\[h\] η σταθερά Planck)

\[ λ = \frac{h}{eV} \]

\[ λ= \frac{m_e\cdot eV}{\sqrt{2h} }\]

\[ λ = \frac{h}{\sqrt{2m_e\cdot eV} } \]

3.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Σύμφωνα με την κλασική θεωρία:

όσο αυξάνεται η συχνότητα της μονοχρωματικής ακτινοβολίας αυξάνεται και η μέγιστη κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων στην κάθοδο.

όσο αυξάνεται η ένταση της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας αυξάνεται και ο αριθμός των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων στην μονάδα του χρόνου γιατί περισσότερα ηλεκτρόνια στην μονάδα του χρόνου παίρνουν ενέργεια που μπορεί να τα αποσπάσει απ’ το μέταλλο.

δεν μπορούσε να εξηγηθεί καμιά πειραματική διαπίστωση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

αν αντιστραφεί η τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου το ρεύμα πρέπει να μηδενίζεται όσο μικρές απόλυτες τιμές και αν έχει η τάση αυτή.

4.

Φωτόνιο των ακτίνων Χ μήκους κύματος \[λ\], ορμής \[p\] και ενέργειας \[Ε\] σκεδάζεται με πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Το σκεδαζόμενο φωτόνιο έχει μήκος κύματος \[λ'\], ορμή \[p'\] και ενέργεια \[Ε'\]. Ποια απ’ τις παρακάτω σχέσεις είναι η σωστή;

\[ λ' > λ\, , \, p' > p \, , \, Ε' < Ε \]

\[ λ' p\, ,\, E' > E \]

\[ λ' > λ \, ,\, p' < p\, , \, E' < E \]

\[ λ' > λ\, ,\, p' = p\, , \, E' < E \].

\[ λ' = λ\, ,\, p' = p \, , \, E' = E \].

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.

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

7.

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.

8.

Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

Μέλαν σώμα ονομάζεται ένα υποθετικό σώμα το οποίο απορροφά όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που προσπίπτει πάνω του ανεξάρτητα από το μήκος κύματος της.

Το μέλαν σώμα διαχέει (ανακλά προς όλες τις κατευθύνσεις) την προσπίπτουσα σε αυτό ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Το μέλαν σώμα δεν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε θερμοκρασία δωματίου.

Το μέλαν σώμα αποτελεί μια εξιδανίκευση αφού δεν υπάρχει σώμα, στη φύση, που να απορροφά κατά \[100 \% \] την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που προσπίπτει σε αυτό.

Το φάσμα ενός μέλανος σώματος εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία και όχι από τη χημική σύσταση ή τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του μέλανος σώματος.

Μέλαν σώμα μπορεί να θεωρηθεί ένα οποιοδήποτε αντικείμενο με αιθαλωμένη την επιφάνειά του.

9.

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:

\[ φ_1 = \frac{φ_2}{1,2 } \]

\[ φ_1=1,2φ_2 \]

\[ φ_1=φ_2 \]

10.

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

\[ 2 \]

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

\[ 1 \]

11.

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:

\[ 100\, \% \]

\[ 200\, \% \]

\[ 50\, \% \]

\[150\, \%\]

12.

Δύο μονοχρωματικές δέσμες ακτίνων Χ \[(1)\, ,\, (2)\] με μήκη κύματος \[λ_1\, ,\, λ_2\] αντίστοιχα με \[λ_1 > λ_2\] σκεδάζονται από πρακτικώς ακίνητα και ελεύθερα ηλεκτρόνια και υπό ίδια γωνία σκέδασης. Αν \[Κ_1\, ,\, Κ_2\] είναι οι κινητικές ενέργειες των ανακρουόμενων ηλεκτρονίων ισχύει:

\[ Κ_1'=Κ_2' \],

\[ Κ_1' < Κ_2' \]

\[ Κ_1' > Κ_2' \]

13.

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 \[c\])

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ} \]

\[ Κ= \frac{hc λ}{λ+Δλ} \]

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ+Δλ} \]

\[ Κ=\frac{hc Δλ}{λ(λ+Δλ)}\]

14.

Η θέση \[x\] ενός σωματιδίου ορμής \[p\] πάνω στον άξονα \[x' x\] μπορεί να μετρηθεί με αβεβαιότητα \[Δx=\frac{λ}{4π}\] όπου \[λ\] το μήκος κύματος de Broglie που συνοδεύει το σωματίδιο. Το ποσοστό της ελάχιστης αβεβαιότητας \[Δp_x\] στην ταυτόχρονη μέτρηση του μέτρου της ορμής του σωματιδίου στον ίδιο άξονα σε σχέση με το μέτρο της ορμής του είναι:

\[ 50 \, \% \]

\[ 100\, \% \]

\[ 200 \, \% \]

15.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Η ενέργεια ενός φωτονίου είναι ανάλογη της ορμής του.

Στη συμβολή παρουσιάζεται η κυματική φύση του φωτός ενώ στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο παρουσιάζεται η σωματιδιακή του φύση.

Η σύγχρονη φυσική ισχυρίζεται ότι το φως έχει δυαδική φύση και σωματιδιακή και κυματική.

Από μια δέσμη φωτονίων διαφορετικών συχνοτήτων, αυτό που έχει μικρότερο μήκος κύματος έχει μεγαλύτερη ενέργεια και μεγαλύτερη κατά μέτρο ορμή.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ορμή ενός φωτονίου που πέφτει στην κάθοδο, τόσο μικρότερη κινητική ενέργεια έχει το ηλεκτρόνιο που αποσπάται απ’ αυτήν μετά την απορρόφηση του φωτονίου αυτού.

Αν αυξήσουμε την ορμή των φωτονίων της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στην κάθοδο, τότε αυξάνεται η τάση αποκοπής στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου.

16.

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.

17.

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. Αν και στις δύο καθόδους πέσει μονοχρωματική ακτίνα συχνότητας \[f_2\] με \[f_1 < f_2 < 1,2 f_1\] τότε:

απ’ την κάθοδο \[(1)\] θα εξέρχονται ηλεκτρόνια με μη μηδενική ταχύτητα ενώ απ’ τη \[(2)\] με μηδενική.

00απ’ την κάθοδο \[(1)\] θα εξέρχονται ηλεκτρόνια με μηδενική ταχύτητα ενώ απ’ τη \[(2)\] δεν θα εξέρχεται κανένα ηλεκτρόνιο.

απ’ την κάθοδο \[(1)\] θα εξέρχονται ηλεκτρόνια με μη μηδενική ταχύτητα ενώ απ’ την κάθοδο \[(2)\] δεν θα παρατηρείται το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

18.

Μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] φωτίζει τη μεταλλική επιφάνεια της καθόδου και απ’ αυτήν εξέρχονται ηλεκτρόνια με μέγιστη κινητική ενέργεια \[K=3φ\] όπου \[φ\] το έργο εξαγωγής της καθόδου. Αν διπλασιάσω την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας χωρίς ν’ αλλάξω τη συχνότητά της τότε τα εξερχόμενα φωτοηλεκτρόνια θα έχουν μέγιστη κινητική ενέργεια \[K'\] που ισούται με:

\[ K'=6 φ \]

\[ K' = φ \]

\[ K '=3φ \].

19.

Η υπόθεση de Broglie, ότι σε κάθε κινούμενο σώμα αντιστοιχεί ένα κύμα, δεν άργησε να επαληθευθεί. Το \[1927\], στην Αμερική, ένα πείραμα δείχνει ότι μία δέσμη ηλεκτρονίων που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα περιθλάται με τρόπο ανάλογο με αυτόν που περιθλάται μια δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Το πείραμα αυτό πραγματοποιήθηκε από τους

Compton και Röntgen

Bohr και Einstein

Davisson και Germer

Heisenberg και Schrödinger

20.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στην κάθοδο προσπίπτει μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\].

Όταν η τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου μηδενιστεί τότε το κύκλωμα του φωτοκυττάρου θα διαρρέεται από ρεύμα αν η συχνότητα της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας είναι \[f>f_0\].

Αν η \[f=f_0\], το ρεύμα στο κύκλωμα μηδενίζεται.

Αν \[f=f_0\], η τάση αποκοπής είναι \[V_0=0\].

Αν \[f > f_0\] τα φωτοηλεκτρόνια κατευθύνονται επιταχυνόμενα προς την άνοδο.

Αν \[f > f_0\] τα ηλεκτρόνια κινούνται ευθύγραμμα και ομαλά απ’ την κάθοδο μέχρι να φτάσουν στην άνοδο.

Αν αυξήσουμε την ένταση της μονοχρωματικής χωρίς να μεταβάλουμε τη συχνότητα της \[f>f_0\], τότε δεν αλλάζει η ένταση του φωτορεύματος.

21.

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.

22.

Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή; Για να εκπεμφθούν ηλεκτρόνια από ένα μέταλλο:

πρέπει να ρίξουμε στο μέταλλο μονοχρωματικό φως οποιασδήποτε συχνότητας.

μπορεί να ρίξουμε στο μέταλλο και πολυχρωματική ακτινοβολία, αρκεί τουλάχιστον η μια απ’ τις συχνότητές της να είναι μεγαλύτερη της συχνότητας κατωφλίου.

πρέπει να ρίξουμε στο μέταλλο οπωσδήποτε μόνο μονοχρωματική φωτεινή ακτινοβολία που η συχνότητά της να είναι μεγαλύτερη απ’ τη συχνότητα κατωφλίου.

πρέπει να ρίξουμε στο μέταλλο μονοχρωματική ακτινοβολία που ανήκει σε οποιοδήποτε τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

23.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η απροσδιοριστία της ενέργειας ενός συστήματος είναι αντιστρόφως ανάλογη:

με την απροσδιοριστία της θέσης του συστήματος.

με την απροσδιοριστία της ορμής του συστήματος.

με το χρόνο που το σύστημα παραμένει στην κατάσταση αυτή.

με την ενέργεια του συστήματος.

24.

Ποια απ’ τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή; Το έργο εξαγωγής ενός μετάλλου:

εξαρτάται απ’ την ένταση της φωτεινής ακτινοβολίας που προσπίπτει στο μέταλλο.

εξαρτάται απ’ τη συχνότητα της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας στο μέταλλο.

διαφέρει από μέταλλο σε μέταλλο.

εξαρτάται απ’ την τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου στο κύκλωμα του φωτοκύτταρου.

25.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Αν η θέση ενός ηλεκτρονίου είναι μετρημένη με ακρίβεια \[100\%\] στον άξονα \[x' x\] τότε η τιμή της ορμής του στον ίδιο άξονα και την ίδια στιγμή:

είναι πλήρως ακριβής.

έχει μια πεπερασμένη αβεβαιότητα \[Δp_x\].

έχει άπειρη αβεβαιότητα.

έχει ακρίβεια που εξαρτάται απ’ το όργανο μέτρησης.

26.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Στην κάθοδο της φωτοηλεκτρικής συσκευής ρίχνουμε μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\] μεγαλύτερης της συχνότητας κατωφλίου και παρατηρούμε ότι το φωτοηλεκτρικό ρεύμα είναι μηδενικό. Αυτό μπορεί να συμβαίνει γιατί:

δεν εκπέμπονται ηλεκτρόνια απ’ την κάθοδο.

η άνοδος έχει χαμηλότερο δυναμικό απ’ την κάθοδο και τάση μεγαλύτερη ή ίση κατ’ απόλυτη τιμή απ’ την τάση αποκοπής.

η άνοδος έχει υψηλότερο δυναμικό απ’ την κάθοδο και τάση ίση με την τάση αποκοπής.

τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται απ’ την κάθοδο με μηδενική ταχύτητα.

27.

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.

28.

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.

29.

Η διαφορά μεταξύ των μηκών κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Χ και της σκεδαζόμενης γίνεται μέγιστη όταν η γωνία μεταξύ της σκεδαζόμενης και της προσπίπτουσας δέσμης είναι

\[ 0^0 \]

\[45^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 180^0\]

30.

Δύο μελανά σώματα \[(1)\, , \, (2)\] βρίσκονται σε θερμοκρασίες \[T_1\, ,\, T_2\] με \[T_1 < T_2\]. Η ακτινοβολία που εκπέμπει το σώμα \[(2)\]:

αντιστοιχεί σε μικρότερο \[λ_{max} \].

έχει μεγαλύτερη συνολική ένταση.

έχει μεγαλύτερη μέγιστη τιμή για την ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος.

όλα τα παραπάνω.

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!