Τεστ στην Κβαντομηχανική (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

1.

Ένα διεγερμένο άτομο μπορεί να εκπέμψει ένα φωτόνιο οποιαδήποτε στιγμή στο χρονικό διάστημα από μηδέν μέχρι άπειρο. Ο μέσος χρόνος στον οποίο ένας μεγάλος αριθμός διεγερμένων ατόμων εκπέμπει ακτινοβολία είναι \[Δt\]. Το ελάχιστο εύρος της φασματικής γραμμής δίνεται από την σχέση

\[ Δf = \frac{1}{Δt} \]

\[ Δf = \frac{2π}{Δt} \]

\[ Δf = \frac{1}{2π Δt} \]

2.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Στο διάγραμμα της έντασης της θερμικής ακτινοβολίας ανά μονάδα μήκους κύματος \[Ι(λ)\] με το μήκος κύματος \[λ\] (διάγραμμα αφετικής ικανότητας) ενός μέλανος σώματος το \[λ_{max}\]:

είναι το ίδιο για ένα μέλαν σώμα από συγκεκριμένο υλικό σε οποιαδήποτε θερμοκρασία το σώμα αυτό βρίσκεται.

αυξάνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του σώματος.

είναι ίδιο για δύο μελανά σώματα διαφορετικών υλικών που βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία.

το μέγιστο μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας του μέλανος σώματος τετραπλασιάζεται αν τετραπλασιάσουμε τη θερμότητα του μέλανος σώματος.

3.

Στη διάταξη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου προσπίπτει μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας \[f\]. Το έργο εξαγωγής του μετάλλου είναι \[φ\]. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Κάθε ηλεκτρόνιο απορροφά μόνο ένα φωτόνιο της ακτινοβολίας.

Αν η συχνότητα \[f\] είναι \[ f < \frac{φ}{h}\] τότε το ηλεκτρόνιο που απορροφά το φωτόνιο αυτό εξέρχεται απ’ το μέταλλο με μηδενική κινητική ενέργεια.

Αν \[f > \frac{φ}{h}\] θα έχω ρεύμα στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου ακόμα και αν η τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου μηδενιστεί.

Αν \[f > \frac{φ}{h}\], όταν αυξάνω την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας χωρίς ν’ αλλάξω τη συχνότητά της, τότε αυξάνεται και το ρεύμα στο κύκλωμα του φωτοκυττάρου.

Η κινητική ενέργεια που αποκτά το ηλεκτρόνιο στην κάθοδο είναι ίδια αρκεί να ισχύει \[f > \frac{φ}{h}\].

4.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στο φαινόμενο Compton η κινητική ενέργεια του ανακρουόμενου ηλεκτρονίου εξαρτάται:

απ’ τη συχνότητα του προσπίπτοντος φωτονίου στο πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο.

απ’ τις απώλειες ενέργειας του συστήματος φωτονίου-ηλεκτρονίου που έχουμε κατά τη σκέδαση.

απ’ τη γωνία σκέδασης \[φ\].

απ’ όλα τα παραπάνω.

5.

Δύο φορτισμένα σωματίδια \[(1)\, ,\, (2)\] εκτελούν ομαλή κυκλική κίνηση μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με ταχύτητες μέτρων πολύ μικρότερες της ταχύτητας του φωτός και ακτίνες κυκλικής τροχιάς \[R_1\, ,\, R_2\] αντίστοιχα με \[R_1 > R_2 \]. Τα σωματίδια έχουν ίσες κατά μέτρο στροφορμές ως προς άξονες κάθετους στις κυκλικές τροχιές που διέρχονται απ’ τα κέντρα τους. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Τα μήκη κύματος de Broglie \[λ_1\, ,\, λ_2\] των δύο σωματιδίων είναι:

\[ λ_1 = λ_2 \]

\[ λ_1 < λ_2 \]

\[ λ_1 > λ_2 \]

χρονικά μεταβαλλόμενα.

6.

Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Το φαινόμενο Compton είναι:

η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όλων των συχνοτήτων από ένα μέλαν σώμα.

η αύξηση της συχνότητας ενός φωτονίου όταν σκεδάζεται από ένα πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο της υλικής επιφάνειας.

η εκπομπή φωτοηλεκτρονίων όταν φωτίζεται μια μεταλλική επιφάνεια.

η αύξηση του μήκους κύματος ενός φωτονίου όταν σκεδάζεται από ένα πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο μιας υλικής επιφάνειας.

7.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Κυματικές ιδιότητες μπορεί να εμφανίζει:

μια κινούμενη μπάλα ποδοσφαίρου.

ένα κινούμενο αυτοκίνητο στην εθνική οδό.

ένα κινούμενο πρωτόνιο.

μια δέσμη ακτίνων Χ.

ένα κινούμενο σωμάτιο α.

οποιοδήποτε κινούμενο υλικό σώμα.

μια δέσμη ορατού φωτός.

8.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η συχνότητα κατωφλίου \[f_0\]:

είναι η τιμή της συχνότητας της προσπίπτουσας μονοχρωματικής ακτινοβολίας για την οποία το ρεύμα στο κύκλωμα μεγιστοποιείται.

είναι διαφορετική σε κάθε μέταλλο.

είναι μικρότερη στο κάλιο με έργο εξαγωγής \[φ_Κ=2,2\, eV\] απ’ ότι στο καίσιο με έργο εξαγωγής \[φ_{Cs}=1,4\, eV\].

εξαρτάται απ’ την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

είναι η τιμή της συχνότητας της προσπίπτουσας μονοχρωματικής που μας δίνει μηδενική τάση αποκοπής.

9.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στο διάγραμμα της έντασης της ακτινοβολίας ανά μονάδα μήκους κύματος \[Ι(λ)\] με το μήκος κύματος \[λ\] για ένα μέλαν σώμα, το \[λ_{max}\]:

είναι το μέγιστο μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει το μέλαν σώμα.

είναι το μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας στο οποίο η ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος της θερμικής ακτινοβολίας του σώματος γίνεται μέγιστη.

είναι το μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας που σε μια στενή περιοχή γύρω απ’ αυτό, το μέλαν σώμα εκπέμπει τη μεγαλύτερη ενέργεια της ηλεκτρομαγνητικής του ακτινοβολίας.

εξαρτάται απ’ τη χημική σύσταση του μέλανος σώματος.

εξαρτάται μόνο απ’ τη θερμοκρασία του μέλανος σώματος.

10.

Σε μια σκέδαση φωτονίου μήκους κύματος \[λ=\frac{h}{mc}\] με πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο η κινητική ενέργεια που αποκτά το ηλεκτρόνιο είναι το \[50\, \%\] της ενέργειας του σκεδαζόμενου φωτονίου. Η γωνία σκέδασης \[φ\] είναι:

\[ 180^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

11.

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:

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

\[ mc^2 \]

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

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

12.

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.

13.

Σε μια σκέδαση Compton φωτόνιο ακτίνων Χ σκεδάζεται με πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και η γωνία σκέδασης είναι \[φ\]. Ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Για να αποκτήσει το ανακρουόμενο ηλεκτρόνιο τη μέγιστη δυνατή κινητική ενέργεια πρέπει:

\[ φ=180^0 \]

\[ φ=90^0 \]

\[ φ=60^0 \]

\[ φ=0 \]

14.

Στην κίνηση ενός φορτισμένου σωματίου μέσα σ’ ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο με μη σχετικιστική ταχύτητα που είναι κάθετη στις δυναμικές γραμμές του πεδίου δεν μεταβάλλεται:

η ορμή του σωματίου.

το μήκος κύματος de Broglie του σωματίου.

η επιτάχυνση του σωματίου.

η δύναμη Lorentz που δέχεται το σωμάτιο.

όλα τα παραπάνω.

15.

Φωτόνιο ακτίνων Χ προσκρούει σε πρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και χάνει κατά τη σκέδασή του το \[50\, \%\] της ενέργειάς του. Αν για την παραπάνω σκέδαση γνωρίζαμε ότι το μήκος κύματος του προσπίπτοντος φωτονίου είναι \[\frac{h}{mc}\], όπου \[h\] η σταθερά του Planck, \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός στο κενό, τότε η γωνία σκέδασης του φωτονίου είναι:

\[ 60^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 180^0 \]

16.

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.

17.

Φωτόνιο με μήκος κύματος \[λ = \frac{h}{2mc}\] όπου \[m\] η μάζα του ηλεκτρονίου και \[c\] η ταχύτητα του φωτός και \[h\] η σταθερά του Planck σκεδάζεται σε αρχικώς ακίνητο ηλεκτρόνιο και αυξάνει το μήκος κύματός του κατά \[100\, \%\]. Η γωνία πρόσπτωσης είναι:

\[ 60^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 120^0 \]

\[ 180^0 \]

18.

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:

\[ λ = \frac{3}{2}\, λ_C \]

\[ λ=λ_C \]

\[ λ=2λ_C \]

\[ λ=3λ_C \]

19.

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.

20.

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.

21.

Φωτόνιο με μήκος κύματος \[λ=\frac{6h}{mc}\] σκεδάζεται σε παρακτικώς ακίνητο και ελεύθερο ηλεκτρόνιο και του μεταφέρει το \[20\, \%\] της ενέργειάς του. Η γωνία σκέδασης \[φ\] είναι:

\[ 120^0 \]

\[ 90^0 \]

\[ 60^0 \]

\[ 180^0 \]

22.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα, από την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στη φωτοηλεκτρική διάταξη εξαρτάται:

η μέγιστη κινητική ενέργεια των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων.

η μέγιστη σταθερή ένταση του φωτορεύματος.

το έργο εξαγωγής του μετάλλου της καθόδου.

η συχνότητα κατωφλίου \[f_0\].

ο αριθμός των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται απ’ την κάθοδο σε ορισμένο χρονικό διάστημα.

23.

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.

24.

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.

25.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σε μια σκέδαση Compton:

σύμφωνα με την κλασική θεωρία οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα και όχι ρεύμα σωματιδίων.

σύμφωνα με την κλασική θεωρία δεν έχουμε μεταβολή του λ στο φαινόμενο αυτό γιατί οι ακτίνες Χ σαν ηλεκτρομαγνητικό κύμα που τις θεωρεί αναγκάζει τα ηλεκτρόνια της υλικής επιφάνειας να ταλαντώνονται με την ίδια συχνότητα με αυτή των προσπιπτουσών ακτίνων και τα ηλεκτρόνια αυτά να επανεκπέμπουν σαν μικρές κεραίες την ακτινοβολία των ακτίνων Χ με ίδια συχνότητα άρα και το ίδιο μήκος κύματος.

η κλασική θεωρία θεωρεί ότι κάθε φωτόνιο είναι σωματίδιο και με την κρούση του μ’ ένα ηλεκτρόνιο εξηγεί τη μεταβολή \[Δλ\] του μήκους κύματος.

σύμφωνα με την κλασική θεωρία το φωτόνιο απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο και αυτό ταλαντούμενο εκπέμπει φωτόνιο διαφορετικής συχνότητας άρα και διαφορετικού λ. Έτσι η κλασική θεωρία εξηγεί τη μεταβολή του \[λ\] στο φαινόμενο Compton.

σύμφωνα με την κλασική θεωρία αφού το φωτόνιο δεν έχει μάζα, δεν θα έχει και ορμή.

26.

Κατά τη σκέδαση Compton η μέγιστη μεταβολή του μήκους κύματος μεταξύ του σκεδαζόμενου και του προσπίπτοντος φωτονίου \[λ'-λ\] είναι:

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

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

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

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

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 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.

29.

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.

30.

Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Το χρώμα που έχει ένα σώμα στις συνήθεις θερμοκρασίες του περιβάλλοντος:

οφείλεται στην επανεκπεμπόμενη ακτινοβολία απ’ αυτό, όταν προσπέσει πάνω του το λευκό φως.

οφείλεται στη θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει.

είναι λευκό αν ρίξουμε πάνω του λευκό φως και αυτό επανεκπέμπει όλες τις συχνότητες του ορατού φωτός.

αντιστοιχεί στις συχνότητες του λευκού φωτός που απορροφά όταν ρίξουμε πάνω του λευκό φως.

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!