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:

1. 0,15 eV
2. 0,34 eV
3. 1,5 eV
4. 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. 1.5 V
2. 2.14V
3. 3.05V
4. 3.46V

Zad.13

Elektron jest rozpędzany przez napięcie Uo=100V. Długość odpowiadającej mu fali de Broglie’a wynosi:

1. 0,055nm
2. 0,921nm
3. 0,123nm
4. 1,562nm

Zad. 14

Długość fali de Broglie’a odpowiadającej poruszającemu się elektronowi wynosi 10nm. Jego prędkość jest równa:

1. 32,8 km/s
2. 72,8 km/s
3. 150,2 km/s
4. 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:

1. 100nm
2. 180nm
3. 210nm
4. 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:

1. 130km/s
2. 354km/s
3. 579km/s
4. 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. 1,56eV
2. 1,98eV
3. 2,90eV
4. 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:

1. 568km/s
2. 1046km/s
3. 2058km/s
4. 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

1. rentgenowskie, widzialne, radiowe
2. rentgenowskie, radiowe, widzialne
3. radiowe, podczerwone, rentgenowskie
4. radiowe, widzialne, rentgenowskie

Zad. 25

Energia kwantu światła o długości fali 600nm w porównaniu z energią kwantu o długości fali 300nm jest

1. 4 razy większa
2. 2 razy większa
3. 2 razy mniejsza
4. 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

1. 600 i 250
2. 600 i 0
3. 300 i 0
4. 300 i 250

 

Zad. 27

Powierzchnia metalu została oświetlona wiązką monochromatyczną. Przy którym z podanych kolorów prędkość wybijanych elektronów będzie największa?

1. żółty
2. zielony
3. czerwony
4. 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:

1. 200nm.
2. 300nm
3. 400nm
4. 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:

1. 230km/s
2. 400km/s
3. 625km/s
4. 1800km/s