Zestaw zadań z fizyki- Fizyka atomowa
Stałe:
- Masa elektronu = 9,1*10^-31kg
- Stała Plancka= 6,625*10-34Js = 4,14*10^-15eVs
- Ładunek elektronu = 1,6*10^-19C
- Prędkość światła c=3*10^8m/s
- Promień orbity podstawowej wodoru r1= 5,29* 10^-11m
- Energia elektronu na orbicie podstawowej wodoru Eo=-13,6eV
Zad. 1
Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła:
- Interferencja;
- Zjawisko fotoelektryczne;
- Dyfrakcja;
- Emisja wymuszona;
Zad. 2
Wstawiając znak X w odpowiednich miejscach tabeli wskaż metale, w których zachodzi zjawisko fotoelektryczne, kiedy znajdują się w strumieniu fal o podanej częstotliwości. Do obliczeń przyjmij następujące wartości prac wyjścia :
- Wolfram W=4,5 eV
- Srebro W=4,3 eV
- Cez W=1,8 eV
|
Wolfram |
Srebro |
Cez |
0,5* 10^15 |
|
|
|
1,0* 10^15 |
|
|
|
1,5* 10^15 |
|
|
|
Zad. 3
Jaką energię ma elektron wybity z elektrody sodowej (o pracy wyjścia W=2,3eV), jeżeli użyto światła o długości 470nm:
- 0,15 eV
- 0,34 eV
- 1,5 eV
- 3,4 eV
Zad. 4
Uzupełnij zdanie odpowiednimi sformułowaniami:
Zjawisko fotoelektryczne jest możliwe, gdy A / B uderzający w metal ma energię C / D od pracy wyjścia, a więc kiedy promieniowanie padające na ten metal ma odpowiednio E / F.
- A elektron
- B foton
- C większą
- D mniejszą
- E wysokie natężenie
- F wysoką częstotliwość.
Zad. 5
W każdej parze zaznacz rodzaj promieniowania, w którym fotony mają większą energię.
- światło czerwone światło niebieskie
- promieniowanie Roentgena promieniowanie ultrafioletowe
- światło żółte światło fioletowe
- promieniowanie ultrafioletowe promieniowanie gamma
Zad. 6
Uzupełnij zdanie, zaznaczając takie odpowiedzi, żeby powstało zdanie prawidłowo opisujące zjawisko:
Atom, przechodząc ze stanu podstawowego w stan wzbudzony, A / B energię równą C / D energii elektronu na orbicie docelowej i energii na orbicie podstawowej.
- A emituje
- B pochłania
- C sumie
- D różnicy.
Zad. 7
Oblicz jaką energię wyemituje atom przy przejściu elektronu z orbity trzeciej na podstawową . Energia elektronu na orbicie podstawowej jest równa -13,6eV.
Zad. 8
Uzupełnij zdanie zaznaczając właściwe wyrazy:
Widmo absorbcyjne powstaje, gdy między ciałem emitującym światło A / B i obserwatorem znajduje się C / D.
- A białe
- B monochromatyczne
- C rozgrzany
- D chłodniejszy
Zad. 9
Zaznacz właściwe dokończenia zdań:
Rozgrzane ciała są źródłem fal elektromagnetycznych, których częstotliwość jest tym większa im (wyższa jest temperatura ciała / chłodniejsze jest ciało).
Słońce jest źródłem promieniowania, którego widmo jest (ciągłe / liniowe).
Zad. 10
Promień orbity podstawowej wodoru wynosi r1= 5,29* 10^-11m . Oblicz promień trzeciej i piątej orbity.
Zad. 11
Oceń częstotliwość podanych rodzajów promieniowania a następnie wstaw odpowiedni znak < lub >.
- światło niebieskie ........... światło żółte
- podczerwień .......... światło czerwone
- promieniowanie gamma ............. promieniowanie Roentgena.
Zad. 12
Na płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia Ew=2eV pada fala o długości l=300nm. Płytka naładuje się do napięcia Uo:
- 1.5 V
- 2.14V
- 3.05V
- 3.46V
Zad.13
Elektron jest rozpędzany przez napięcie Uo=100V. Długość odpowiadającej mu fali de Broglie’a wynosi:
- 0,055nm
- 0,921nm
- 0,123nm
- 1,562nm
Zad. 14
Długość fali de Broglie’a odpowiadającej poruszającemu się elektronowi wynosi 10nm. Jego prędkość jest równa:
- 32,8 km/s
- 72,8 km/s
- 150,2 km/s
- 300,6 km/s
Zad. 15
Na płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia Ew=2,5eV pada fala elektromagnetyczna, płytka ładuje się do napięcia Uo=3,4V. Fala ma długość:
- 100nm
- 180nm
- 210nm
- 300nm
Zad. 16
Na płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia Ew=2eV pada fala elektromagnetyczna, płytka ładuje się do napięcia Uo=1,25V. Wybite elektrony mają prędkość maksymalną:
- 130km/s
- 354km/s
- 579km/s
- 663km/s
Zad. 17
Na płytkę wykonaną z metalu pada fala elektromagnetyczna o długości 300nm. Płytka ładuje się do napięcia Uo=1,24V. Praca wyjścia Ew jest równa:
- 1,56eV
- 1,98eV
- 2,90eV
- 3,56eV
Zad. 18
Na płytkę wykonaną z metalu pada fala elektromagnetyczna o długości 200nm. Praca wyjścia Ew jest równa 3,1eV. Maksymalna prędkość wybitych elektronów jest równa:
- 568km/s
- 1046km/s
- 2058km/s
- 4230km/s
Zad. 19
Zaznacz, które stwierdzenia są prawdziwe, a które fałszywe.
- Jeśli w próbce metalu fotony światła niebieskiego wywołują zjawisko fotoelektryczne, zostanie ono również wywołane w tej próbce przez ultrafiolet. (PRAWDA / FAŁSZ )
- Pracą wyjścia nazywamy pracę, którą musi wykonać elektron, aby wyrwać się z powierzchni metalu. (PRAWDA / FAŁSZ )
- Liczba wybitych elektronów w zjawisku fotoelektrycznym zależy od częstotliwości promieniowania padającego na metal. (PRAWDA / FAŁSZ )
- Aby zwiększyć napięcie, do którego naładuje się oświetlona metalowa próbka, należy zwiększyć natężenie padającego światła. (PRAWDA / FAŁSZ
Zad. 20
Próbki złota i arsenu oświetlono ultrafioletem i promieniowaniem X. Zaznacz, które z wybitych elektronów będą miały najmniejszą energię?
|
Złoto (Ew=5,1eV) |
Arsen (Ew=3,8eV) |
Ultrafiolet (3*10^-7 m) |
|
|
Promienie X (1*10^-9m) |
|
|
Zad. 21
Jaką energię musi pochłonąć elektron przy przejściu między orbitami:
|
Przejście z : |
energia |
A |
2 na 3 |
|
B |
3 na5 |
|
C |
5 na 25 |
|
Zad. 22
Oblicz promień orbit w atomie wodoru:
|
Numer orbity |
Promień (m) |
A |
3 |
|
B |
5 |
|
C |
9 |
|
d |
25 |
|
Zad. 23
Oblicz długość fali de Broglie’a elektronu wybitego z powierzchni aluminium (Ew= 4,3eV) przez foton o energii 6eV. Masa elektronu = 9,1*10^-31kg, stała Plancka= 6,625*10-34Js = 4,14*10^-15eVs.
Zad. 24
Różne rodzaje promieniowania można uszeregować zgodnie z ich malejącą częstotliwością w następujący sposób: promieniowanie
- rentgenowskie, widzialne, radiowe
- rentgenowskie, radiowe, widzialne
- radiowe, podczerwone, rentgenowskie
- radiowe, widzialne, rentgenowskie
Zad. 25
Energia kwantu światła o długości fali 600nm w porównaniu z energią kwantu o długości fali 300nm jest
- 4 razy większa
- 2 razy większa
- 2 razy mniejsza
- 4 razy mniejsza
Zad. 26
Praca wyjścia elektronów z katody wynosi 2 eV. Liczby elektronów uwolnionych z katody odpowiednio przez 300 fotonów o energii 4eV oraz przez 500 fotonów o energii 1eV wynoszą co najwyżej
- 600 i 250
- 600 i 0
- 300 i 0
- 300 i 250
Zad. 27
Powierzchnia metalu została oświetlona wiązką monochromatyczną. Przy którym z podanych kolorów prędkość wybijanych elektronów będzie największa?
- żółty
- zielony
- czerwony
- prędkość będzie taka sama
Zad.28
Na płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia Ew=4eV pada fala elektromagnetyczna o pewnej długości l, płytka naładuje się do napięcia Uo= 2,2V. Długość fali l wynosi:
- 200nm.
- 300nm
- 400nm
- 600nm
Zad. 29
Na płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia Ew=5,1eV pada fala o długości l=200nm. Maksymalna prędkość elektronów będzie równa:
- 230km/s
- 400km/s
- 625km/s
- 1800km/s