Η διέγερση και ο ιονισμός ενός ατόμου.

Στο σχήμα    φαίνονται  οι   3 πρώτες ενεργειακές στάθμες, καθώς και η κατάσταση με Ε=0, ενός υποθετικού ατόμου (σε eV), το οποίο έχει ένα ηλεκτρόνιο στη θεμελιώδη κατάσταση.

i) Με απορρόφηση ενός φωτονίου το ηλεκτρόνιο έρχεται στη στάθμη  -1eV. Πόση ενέργεια είχε το φωτόνιο που απορροφήθηκε;       

ii) Ένα φωτόνιο με ενέργεια 13,5eV προσπίπτει στο άτομο. Εξηγήστε τι μπορεί να συμβεί.

iii) Τι μπορεί να συμβεί όταν ένα ηλεκτρόνιο με κινητική ενέργεια 10eV συγκρουστεί με το άτομο.

iv) Ένα ηλεκτρόνιο (Α) επιταχύνεται από τάση V=13,5V και με κρούση με το ηλεκτρόνιο του ατόμου, το διεγείρει. Να υπολογίσετε την κινητική ενέργεια (σε eV) του κινούμενου ηλεκτρονίου (Α) μετά την κρούση και το μήκος κύματος του φωτονίου ή των φωτονίων που μπορεί να εκπέμψει το άτομο.

v) Το άτομο αυτό απορροφά ένα φωτόνιο συχνότητας  10¹⁶Ηz. Να εξηγήστε γιατί το άτομο ιονίζεται και να βρείτε την τελική κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου.
Δίνονται h=6^.10^-34Js και c=3^.10⁸ m/s, e=-1,6^.10^-19C,  ενώ κατά τις παραπάνω αλληλεπιδράσεις ο πυρήνας του ατόμου παραμένει ακίνητος.

Απάντηση:

ή

	Η διέγερση και ο ιονισμός ενός ατόμου.
	Η διέγερση και ο ιονισμός ενός ατόμου.

Το πρότυπο του Bohr. Φ.Ε.

4)  Στο άτομο προσπίπτει ένα φωτόνιο με ενέργεια 11eV. Τι θα συμβεί στο άτομο:

α) μπορεί να διεγερθεί,        β) δεν θα διεγερθεί.

5)  Στο άτομο προσπίπτει ένα φωτόνιο Γ με ενέργεια 12,09eV. Τι θα συμβεί στο άτομο:

α) μπορεί να διεγερθεί,        β) δεν θα διεγερθεί.

6) Υπολογίστε το μήκος κύματος του φωτονίου Γ.

Δείτε όλο το Φ.Ε.:

	Το πρότυπο του Bohr. Φ.Ε.  Εκφώνηση, Απάντηση.
	Το πρότυπο του Bohr. Φ.Ε.  Εκφώνηση, Απάντηση.
	Το πρότυπο του Bohr. Φ.Ε.  Εκφώνηση,  Απάντηση.

Έξι ερωτήσεις Β θέματος στο φως.

Στο σχήμα φαίνεται μια μονοχρωματική ακτίνα φωτός, καθώς κινείται από τον αέρα στο νερό, όπου π=75° και δ=60°. Ο πυθμένας του δοχείου είναι επαργυρωμένος, οπότε λειτουργεί σαν καθρέπτης.

i)  Αν η ακτίνα ανακλάται στο σημείο Α, να χαράξετε την πορεία της, μέχρι να βγει ξανά στον αέρα (σημείο Γ).

ii) Να σημειώστε στο σχήμα τη γωνιακή εκτροπή της ακτίνας και να την υπολογίσετε.

Η συνέχεια σε pdf.

ή

	Έξι ερωτήσεις Β θέματος στο φως.
	Έξι ερωτήσεις Β θέματος στο φως.

Η ταχύτητα του φωτός σε ένα πλακίδιο.

Στο πρώτο σχήμα δίνεται η γραφική παράσταση του δείκτη διάθλασης του φωτός για ένα πλακίδιο σε συνάρτηση με το μήκος κύματος του φωτός στο κενό.

i)  Αν η ακτίνα (2) έχει μήκος κύματος στο κενό λ₀₂ και πορτοκαλί χρώμα, τότε η ακτίνα (1), με μήκος κύματος λ₀₁, έχει χρώμα:

α) κόκκινο    β) πράσινο     γ) μαύρο.

ii) Οι ακτίνες (1) και (2) προσπίπτουν κάθετα στο πλακίδιο, όπως στο σχήμα (Α).

 α) Ποια από τις δύο θα εκτραπεί περισσότερο;

 β) Ποια ακτίνα θα κινηθεί με μεγαλύτερη ταχύτητα στο πλακίδιο;

 γ) Ποια ακτίνα θα εξέλθει γρηγορότερα από το πλακίδιο;

iii) Στο σχήμα (Β) μια ακτίνα στην περιοχή του γαλάζιου, πέφτει πλάγια στο πλακίδιο.

α) Ποια από τις πορείες α, β, γ, δ μπορεί να είναι η πορεία της ακτίνας στο πλακίδιο;

β) Στο σχήμα να σημειώστε την εκτροπή της ακτίνας κατά την είσοδό της στο πλακίδιο.

γ) Το χρώμα της ακτίνας μέσα στο πλακίδιο θα είναι:

a) μαύρο,     b) γαλάζιο,     c) ιώδες,       d) κίτρινο.

iv) Στο (Γ) σχήμα δίνεται η πορεία της ακτίνας (2) όταν πέφτει πλάγια στο ίδιο πλακίδιο. Πάνω στο ίδιο σχήμα να σχεδιάστε την αντίστοιχη πορεία της ακτίνας (1) αν πέσει υπό την ίδια γωνία στο ίδιο σημείο.

Απάντηση:

ή

	Η ταχύτητα του φωτός σε ένα πλακίδιο.
	Η ταχύτητα του φωτός σε ένα πλακίδιο.

Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.

Μια φορτισμένη μικρή σφαίρα Β συγκρατείται ακίνητη σε ένα σημείο. Από μεγάλη απόσταση εκτοξεύεται μια άλλη μικρή φορτισμένη σφαίρα Α, μάζας 0,1g και φορτίου q₁=+0,1μC με αρχική ταχύτητα υ_ο=30m/s με κατεύθυνση προς το κέντρο της Β σφαίρας. Η ελάχιστη απόσταση που πλησιάζουν οι δυο σφαίρες είναι r₁=2cm.

Επαναλαμβάνουμε την εκτόξευση, αλλά τώρα μας «ξέφυγε» λίγο η στόχευση, με αποτέλεσμα η σφαίρα να εκτραπεί, εκτελώντας καμπυλόγραμμη κίνηση και να κινηθεί όπως στο β) σχήμα, όπου τώρα η ελάχιστη απόσταση μεταξύ των σφαιρών είναι r₂=3,6cm.

i)  Να βρεθεί το φορτίο της Β σφαίρας.

ii)  Ποια είναι η ελάχιστη ταχύτητα της Α σφαίρας στο β) πείραμα;

iii) Να βρεθεί η μέγιστη επιτάχυνση της Α σφαίρας και στις  δύο παραπάνω περιπτώσεις. Ποιος ο ρόλος των παραπάνω επιταχύνσεων;

iv)  Στη θέση της ελάχιστης απόστασης r₂, η τροχιά της σφαίρας είναι καμπυλόγραμμη. Μπορούμε λοιπόν να προσεγγίσουμε μια μικρή περιοχή της τροχιάς αυτής, με κάποιον κύκλο. Να υπολογιστεί η ακτίνα του κύκλου αυτού.

    Δίνεται η σταθερά k_c=9∙10⁹Νm²/C², ενώ τα πειράματα πραγματοποιούνται σε περιοχή που δεν υπάρχουν βαρυτικά πεδία.

Απάντηση:

ή

	Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.
	Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.

Οι κινητικές ενέργειες για δυο κινήσεις.

Μια μικρή φορτισμένη  σφαίρα αφήνεται στο εσωτερικό επίπεδου πυκνωτή, πολύ κοντά στον θετικό πάνω οπλισμό του, σημείο Α και μετά από λίγο φτάνει στο σημείο Β, πολύ κοντά στον αρνητικό οπλισμό, με κινητική ενέργεια Κ₁=1J, όπως στο αριστερό  σχήμα.

Η ίδια φορτισμένη σφαίρα εκτοξεύεται με κινητική ενέργεια Κ_ο=1J και εισέρχεται στο ηλεκτρικό πεδίο του ίδιου πυκνωτή στο σημείο Ο και εξέρχεται από το σημείο Γ, όπως στο δεύτερο σχήμα.

Η κινητική ενέργεια Κ₂, στο σημείο εξόδου Γ είναι:

i) Κ₂ <2J,        ii) Κ₂=2J,        iii) Κ₂ > 2J.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

Οι βαρυτικές δυνάμεις θεωρούνται αμελητέες.

Απάντηση:
ή

	Οι κινητικές ενέργειες για δυο κινήσεις.
	Οι κινητικές ενέργειες για δυο κινήσεις.

Μια ισορροπία μέσα σε πυκνωτή.

Μια οριζόντια επίπεδη μεταλλική πλάκα Α συνδέεται αγώγιμα με τη Γη. Μια όμοια δεύτερη πλάκα Β τοποθετείται σε μικρή απόσταση και παράλληλα με την Α. 

i)  Αν μεταφέρουμε θετικό φορτίο +Q στην πλάκα Β, να εξηγείστε αν η Α θα φορτισθεί ή θα παραμείνει ουδέτερη.

ii)  Τοποθετούμε  στο χώρο μεταξύ των δύο πλακών μια μικρή σφαίρα Γ, βάρους w=0,1Ν και παρατηρούμε ότι αυτή ισορροπεί. Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω της υπολογίζοντας τα μέτρα τους.

iii) Απομακρύνουμε  την πλάκα  Β, μετακινώντας την προς τα πάνω κατά y.  Τότε η σφαίρα Γ:

 α) Θα παραμείνει ακίνητη

 β) Θα κινηθεί προς τα πάνω,

 γ) Θα κινηθεί προς τα κάτω.

Να δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

	Μια ισορροπία μέσα σε πυκνωτή.
	Μια ισορροπία μέσα σε πυκνωτή.

Μια μετατροπή σε ένα κύκλο θερμικής μηχανής.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει την κυκλική μεταβολή του διπλανού σχήματος, όπου p₁=10⁵Ν/m² και V_Α=2L.

i)  Να παραστήσετε την κυκλική μεταβολή σε άξονες p-V.

ii)  Να υπολογιστεί το έργο που παράγει το αέριο σε κάθε κύκλο.

iii) Αν η απόδοση της θερμικής μηχανής είναι 10%, να υπολογιστεί η θερμότητα που ανταλλάσει το αέριο με το περιβάλλον του στη διάρκεια της μεταβολής ΒΓ.

iv) Να υπολογιστεί για το αέριο ο λόγος γ=C_p/C_v.

Δίνεται ℓn2=0,7.

Απάντηση:

ή

	Μια μετατροπή σε ένα κύκλο θερμικής μηχανής.

Μια θερμική μηχανή, χωρίς …. πολλά στοιχεία!

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος, όπου η μεταβολή ΒΓ είναι αδιαβατική, ενώ η ΓΑ ισόθερμη.

Αν η θερμότητα που απορροφά το αέριο σε κάθε κύκλο είναι Q_h= 4.800J, ενώ p_Α=3∙10⁵Ν/m², να βρεθούν:

i)  Η θερμότητα που αποβάλλει σε κάθε κύκλο το αέριο στη δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας.

ii)  Η ισχύς της μηχανής αν εκτελεί 2.400 στροφές ανά λεπτό.

iii)  Ο συντελεστής απόδοσης του κύκλου.

iv)  Η θερμότητα που πρέπει να αποδώσει το αέριο στη δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας, για να μπορέσει να παράγει έργο W₁=100kJ.

Δίνεται ln3=1,1.

Απάντηση:

ή

	Μια θερμική μηχανή, χωρίς …. πολλά στοιχεία!
	Μια θερμική μηχανή, χωρίς …. πολλά στοιχεία!

Θερμική μηχανή και γραμμομοριακή ειδική θερμότητα.

Μια θερμική μηχανή διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος εκτελώντας 3.000 στροφές/λεπτό.

i)  Ποια η μηχανική ισχύς της μηχανής;

ii)  Αν το αέριο στη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ, αποβάλει θερμότητα 12.000J στο περιβάλλον του, να υπολογιστεί η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα του αερίου της μηχανής, στη διάρκειά της.

iii) Να υπολογιστεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής αυτής.

iv)  Να βρεθεί ο λόγος υ_εν/Α/υ_εν/Γ των ενεργών ταχυτήτων των μορίων του αερίου, μεταξύ των καταστάσεων Α και Γ.

Δίνεται R≈8,3J/mοl∙Κ.

Απάντηση:

ή

	Θερμική μηχανή και γραμμομοριακή ειδική θερμότητα.
	Θερμική μηχανή και γραμμομοριακή ειδική θερμότητα.