ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 00 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Μονοχρωματική φωτεινή δέσμη, που διαδίδεται στον αέρα, προσπίπτει πάγια στη διαχωριστική επιφάνεια διαφανούς οπτικού μέσου. Οι ακτίνες, που συνεχίζουν να διαδίδονται στο διαφανές οπτικό μέσον, έχουν σε σχέση με τις προσπίπτουσες: α. την ίδια ταχύτητα β. την ίδια διεύθυνση διάδοσης γ. την ίδια συχνότητα δ. το ίδιο μήκος κύματος.. Κατά τη διάσπαση γ ενός ραδιενεργού πυρήνα χημικού στοιχείου: α. αάζει ο μαζικός του αριθμός β. αάζει ο ατομικός του αριθμός γ. αάζει ο αριθμός των νετρονίων του δ. δεν αάζει κανένας από τους παραπάνω αριθμούς. 3. Ισότοποι ονομάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χημικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. μαζικό αριθμό β. ατομικό αριθμό γ. αριθμό νουκεονίων δ. αριθμό νετρονίων. 4. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται οι ενέργειες σύνδεσης και οι ενέργειες σύνδεσης ανά νουκεόνιο, τεσσάρων πυρήνων χημικών στοιχείων που απαντώνται στη φύση: Πυρήνας στοιχείου Ενέργεια σύνδεσης (MeV) Ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο (MeV) Α 7,6 7,97 Β 36,93 8,46 Γ 49,5 8,79 Δ 80,7 7,57 Σταθερότερος είναι ο πυρήνας του χημικού στοιχείου: α. Α, β. Β, γ. Γ, δ. Δ. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

2 5. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα τη έξη που συμπηρώνει σωστά την αντίστοιχη πρόταση. α. Η υπέρυθρη ηεκτρομαγνητική ακτινοβοία έχει... συχνότητα από αυτήν της υπεριώδους ακτινοβοίας. β. Η απομάκρυνση του ηεκτρονίου ενός ατόμου υδρογόνου σε πού μεγάη απόσταση από τον πυρήνα, σε περιοχή πρακτικά εκτός του ηεκτρικού πεδίου του πυρήνα, ονομάζεται... του ατόμου. γ. Ένα από τα συμπεράσματα των πειραμάτων του Thomson είναι ότι τα άτομα της ύης είναι ηεκτρικά... δ. Η ιδιότητα μερικών χημικών ουσιών να ακτινοβοούν φως, όταν πάνω τους προσπίπτει αόρατη ακτινοβοία μικρού μήκους κύματος, ονομάζεται... ε. Ο αμπτήρας φθορισμού έχει... διάρκεια ζωής από αυτήν ενός αμπτήρα πυράκτωσης. ΘΕΜΑ ο Α. Δύο μονοχρωματικές ηεκτρομαγνητικές ακτινοβοίες Α και Β με συχνότητες, αντίστοιχα, f A και f B τέτοιες, ώστε f B = f A, διαδίδονται στο κενό. Αν Α είναι το μήκος κύματος της ακτινοβοίας Α, τότε το μήκος κύματος Β της ακτινοβοίας Β είναι ίσο με: Α α. Α, β.. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 Β. Αν σε μια συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ εαττώσουμε την τάση μεταξύ ανόδου - καθόδου, τότε το μικρότερο μήκος κύματος της ακτινοβοίας που εκπέμπεται: α. αυξάνεται β. μειώνεται γ. παραμένει το ίδιο. Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Γ. Να αποδείξετε ότι η κινητική ενέργεια του ηεκτρονίου, που περιφέρεται γύρω από τον ακίνητο πυρήνα του ατόμου του e υδρογόνου, δίνεται από τη σχέση =, όπου k η ηεκτρική σταθερά του κενού, e το φορτίο του ηεκτρονίου και r η ακτίνα της τροχιάς του. Μονάδες 9 K k r Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

3 ΘΕΜΑ 3 ο Ένα ραδιενεργό ισότοπο του χημικού στοιχείου Α έχει χρόνο ημιζωής Τ /(Α) = 3,5 0 5 s. Ένα ραδιενεργό ισότοπο του χημικού στοιχείου Β έχει χρόνο ημιζωής Τ /(Β) = 4Τ /(Α). Το ραδιενεργό ισότοπο Α, τη χρονική στιγμή t 0 = 0, έχει ενεργότητα 7, 0 5 Βq. Να υποογίσετε: α. τη σταθερά διάσπασης Α του ραδιενεργού ισοτόπου Α, Μονάδες 8 β. τον αρχικό αριθμό πυρήνων Ν 0(Α) του ισοτόπου Α, γ. το όγο Β των ισοτόπων Α και Β αντίστοιχα. Δίνεται ln = 0,7. ΘΕΜΑ 4 ο Μονάδες 9 Α, όπου Α και Β είναι οι σταθερές διάσπασης Μονάδες 8 Κατά την αποδιέγερση διεγερμένων ατόμων υδρογόνου, μεταξύ των ακτινοβοιών που εκπέμπονται παρατηρούνται και δύο ορατές μονοχρωματικές ακτινοβοίες Α και Β. Οι ακτινοβοίες Α και Β προέρχονται από τις μεταβάσεις ηεκτρονίων απ' ευθείας στην ενεργειακή στάθμη με κύριο κβαντικό αριθμό n = και ενέργεια κατάστασης Ε = -5, J. Κάθε φωτόνιο της ακτινοβοίας Α έχει συχνότητα f Α = 4,8 0 4 Ηz και κάθε φωτόνιο της ακτινοβοίας Β έχει μήκος κύματος στον αέρα (κενό) 0(Β) = 43, 0-9 m. α. Να υποογίσετε: α. την ενέργεια του φωτονίου της ακτινοβοίας Α, α. την ενέργεια της διεγερμένης κατάστασης από την οποία έγινε η μετάβαση των ηεκτρονίων στη στάθμη n =, που είχε ως αποτέεσμα την εκπομπή της ακτινοβοίας Α. β. Οι ακτινοβοίες Α και Β καθώς διαδίδονται στον αέρα (κενό) προσπίπτουν ταυτόχρονα κάθετα στην επιφάνεια διαφανούς πακιδίου πάχους d, με επίπεδες και παράηες τις απέναντι επιφάνειες, όπως φαίνεται στο σχήμα. Από το πακίδιο οι ακτίνες εξέρχονται με διαφορά χρόνου ίση με Δt = s. Αν οι ταχύτητες διάδοσης των ακτινοβοιών Α και Β στο πακίδιο είναι c A = c,5 και 0 cb,53 c 0 = αντίστοιχα, να υποογίσετε: β. το μήκος κύματος της ακτινοβοίας Β μέσα στο πακίδιο, β. το πάχος d του πακιδίου. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

4 Δίνονται: η σταθερά του Planck h = 6, J s η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό, c 0 = m/s. Μονάδες 8 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

5 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο ΘΕΜΑ ο γ δ 3 β 4 γ 5 α. μικρότερη β. ιονισμός γ. ουδέτερα δ. φθορισμός ε. μεγαύτερη Α. β Αιτιοόγηση: στο κενό οι δύο ακτινοβοίες έχουν την ίδια ταχύτητα c. Από τον τύπο της κυματικής έχουμε: Β. α Β c Α = f Α c c = = f f B A Β = Α ch Αιτιοόγηση: Από τον τύπο min = προκύπτει ότι το εάχιστο μήκος κύματος ev min και η τάση V είναι αντιστρόφως ανάογα. Άρα όταν εαττώνουμε το V, αυξάνεται το min. Γ. Σχοικό βιβίο σείδα 46 : "Θεωρούμε ότι Παράγραφος: Οική ενέργεια ηεκτρονίου ke K =. r ΘΕΜΑ 3 ο Τ /(Α) = 3,5 0 5 s Τ /(B) = 4 Τ /(Α) ΔΝ/Δt (A) = 7, 0 5 Bq α. Τ /(Α) = β. ΔΝ Δt A ln A Α = 0-6 s - = Α Ν 0(Α) Ν 0(Α) = 3,6 0 πυρήνες γ. Τ /(B) = 4 Τ /(Α) ln B ln = 4 A A = 4 B Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

6 ΘΕΜΑ 4 ο α α. Ε Α =hf A E A = 6, J s 4,8 0 4 Ηz E A = 30,4 0-0 J E A = 3, J α. E A = E n E E n = E A + E E n = -, J β β. C O Από τη σχέση C B = προκύπτει ότι ο δείκτης διάθασης του πακιδίου,53 για την ακτινοβοία Β είναι n B =,53. O(B) Άρα Β = Β = m n B β. Ισχύει: d=c A t A Όμοια: t = B d C B t = A d C A Επειδή: C B < C A θα είναι: t B > t A Και θα είναι: d d Δt=t B t A = C B C A,53d,5d 0,0d Δt = => Δt = => d = 0 C C C O O O m Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

7 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 003 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Λέγοντας "το φως έχει διπή φύση" εννοούμε ότι: α. απορροφάται και εκπέμπεται β. αηεπιδρά με θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια γ. συμπεριφέρεται ως κύμα και ως σωματίδιο δ. είναι συνδυασμός ηεκτρικού και μαγνητικού κύματος.. Σε μια εξώθερμη πυρηνική αντίδραση: α. η συνοική μάζα ηρεμίας των προϊόντων είναι ίση με τη συνοική μάζα ηρεμίας των αντιδρώντων β. η ενέργεια Q της αντίδρασης είναι θετική γ. η ενέργεια Q της αντίδρασης είναι αρνητική δ. δεν ισχύει ο νόμος της διατήρησης του συνοικού αριθμού των νουκεονίων. 3. Ο Rutherford κατά το βομβαρδισμό επτού φύου χρυσού με σωμάτια α παρατήρησε ότι: α. κανένα σωμάτιο α δεν εκτρέπεται από την πορεία του β. όα τα σωμάτια α εκτρέπονται κατά 80 γ. ίγα σωμάτια α εκτρέπονται κατά 80 δ. τα σωμάτια α έχουν αρνητικό φορτίο. 4. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία του Planck, κάθε άτομο εκπέμπει ή απορροφά στοιχειώδη ποσά ενέργειας, που ονομάζονται: α. φωτόνια β. ηεκτρόνια γ. ποζιτρόνια δ. νετρόνια 5. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα της πρότασης και δίπα τη έξη που την συμπηρώνει σωστά. α. Η διαδικασία της συνένωσης δυο εαφρών πυρήνων για να σχηματίσουν ένα βαρύτερο, έγεται πυρηνική... β. Όσο μεγαύτερη είναι η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο τόσο... είναι ο πυρήνας. γ. Κατά τη διάσπαση β - (βήτα πην) εκπέμπεται από τον πυρήνα... και αντινετρίνο. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

8 δ. Τα μήκη κύματος των ακτίνων Χ είναι πού... από τα μήκη κύματος των ορατών ακτινοβοιών. ε. Ατομικός αριθμός είναι ο αριθμός των... του πυρήνα. ΘΕΜΑ ο. Ερευνητής χειρίζεται συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ και επιθυμεί να αυξήσει τη διεισδυτικότητά τους. Πώς θα πρέπει να μεταβάει την τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου της συσκευής; α. Να την αυξήσει. β. Να την εαττώσει. Να δικαιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες. Δυο παράηες ακτίνες μονοχρωματικού φωτός (Α) και (Β) προσπίπτουν σε πρίσμα και εκτρέπονται, όπως φαίνεται στο σχήμα. Ποια ακτίνα φωτός έχει το μεγαύτερο μήκος κύματος; α. Η ακτίνα Α. β. Η ακτίνα Β. Να δικαιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας συμπηρωμένες τις παρακάτω πυρηνικές αντιδράσεις: 4 H + Li He + 4 He O + He Ne + 0 n Μονάδες 4 4. Το παρακάτω σχήμα παριστά την καμπύη διάσπασης για ένα δείγμα ραδιενεργού στοιχείου. Ο χρόνος υποδιπασιασμού του στοιχείου αυτού είναι: α. 7s β. 0,5s γ. 3,5s Μονάδες Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

9 Να δικαιοογήσετε την απάντησή σας. ΘΕΜΑ 3 ο Ακτίνα ορατής μονοχρωματικής ακτινοβοίας συχνότητας Hz, διέρχεται από τον αέρα σε γυάινη πάκα. Ο δείκτης διάθασης του γυαιού για την παραπάνω ακτινοβοία είναι,5.. Να υποογίσετε το μήκος κύματος της ακτινοβοίας 0 στο κενό.. Να υποογίσετε την ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβοίας μέσα στο γυαί. 3. Να υποογίσετε το μήκος κύματος της ακτινοβοίας μέσα στο γυαί. 4. Να βρείτε πόσο διαφέρει η ενέργεια ενός φωτονίου της ακτινοβοίας στο κενό από την ενέργεια του φωτονίου αυτού, όταν η ακτίνα βρίσκεται μέσα στο γυαί. Μονάδες 7 Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = m/s ΘΕΜΑ 4 ο Κινούμενο ηεκτρόνιο συγκρούεται με ακίνητο άτομο υδρογόνου, το οποίο βρίσκεται στη θεμειώδη κατάσταση με ενέργεια Ε = 3,6 ev. Η κινητική ενέργεια του ηεκτρονίου πριν από την κρούση είναι 6,eV. Το άτομο του υδρογόνου απορροφά μέρος της ενέργειας του προσπίπτοντος ηεκτρονίου, διεγείρεται στη δεύτερη διεγερμένη στάθμη (n=3) και εξακοουθεί να παραμένει ακίνητο μετά την κρούση.. Να σχεδιάσετε στο τετράδιό σας σε διάγραμμα ενεργειακών σταθμών όες τις δυνατές μεταβάσεις από τη διεγερμένη κατάσταση (n=3) στη θεμειώδη κατάσταση. Μονάδες 4. Να υποογίσετε το μήκος κύματος του φωτονίου που εκπέμπεται κατά την αποδιέγερση του ατόμου από την κατάσταση n=3 στην κατάσταση n=. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

10 3. Να υποογίσετε το ποσοστό (επί τοις εκατό) της κινητικής ενέργειας του προσπίπτοντος ηεκτρονίου που απορροφήθηκε από το άτομο του υδρογόνου κατά την κρούση. Μονάδες 7 4. Να υποογίσετε την κινητική ενέργεια και το μέτρο της στροφορμής του ηεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου στη διεγερμένη κατάσταση n=3. Μονάδες 8 Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = m/s η σταθερά του Planck, h = 6, J s ev =,6 0-9 J και π = 3,4. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

11 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο. γ. β 3. γ 4. α 5. α. σύντηξη β. σταθερότερος γ. ηεκτρόνιο δ. μικρότερα ε. πρωτονίων ΘΕΜΑ ο. α. Να την αυξήσει. Δικαιοόγηση: σύμφωνα με τη θεωρία η διεισδυτικότητα των ακτίνων Χ είναι τόσο μεγαύτερη όσο μικραίνει το μήκος κύματος. h c Από τη σχέση min. α. Η ακτίνα Α. =, προκύπτει όταν αυξάνει η τάση V το min εαττώνεται. e V Δικαιοόγηση: σύμφωνα με τη θεωρία όσο μεγαύτερο είναι το μήκος κύματος τόσο μικρότερη είναι η γωνία εκτροπής όταν μια ακτινοβοία διέρχεται από οπτικό μέσο. Εφόσον από το σχήμα φαίνεται ότι η ακτίνα Α έχει τη μικρότερη γωνία εκτροπής έχει και το μεγαύτερο μήκος κύματος Η+ 3Li He+ He O+ He Ne n γ Δικαιοόγηση: ος τρόπος: Από το σχήμα φαίνεται ότι ο αριθμός των αδιάσπαστων πυρήνων υποδιπασιάζεται (από 4 No σε No ) σε χρόνο Δt = 0,5-7 = 3.5 s. 8 Άρα: T 3,5s = ος τρόπος: Για τον αριθμό των αδιάσπαστων ραδιενεργών πυρήνων γνωρίζουμε ότι ισχύει: No Ν=Νο e - t. Από διάγραμμα την t=7s, N =. Άρα No = No e 4 ln = 7 7 sec 4 T = e = 7 3,5s 4 = e 7 4 ln 4 = 7 ln = 7 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

12 ΘΕΜΑ 3 ο c0 7. c0 = 0 f 0 = = 5 0 m. f c0 c0 8. n = c = = 0 m / s. c n = = m. n 3 4. Από τη θεωρία είναι γνωστό ότι η συχνότητα μιας ακτινοβοίας παραμένει αμετάβητη όταν διέρχεται από ένα οπτικό μέσο σε ένα άο. Άρα θα είναι: Ε αρχ = Ε τε = h f και ΔΕ = 0 ΘΕΜΑ 4 ο. E. E = = 3, 4eV E E = =, 5eV 3 3 Άρα: Ε φ = Ε 3 - E =,89eV =,89,6 0-9 J = 3, J Ε φ = hf c Ε f = φ = hc = hc Ε φ 6, m Η ενέργεια που απορροφήθηκε από το άτομο του Η κατά την κρούση είναι Ε δ = Ε 3 Ε =,09eV Άρα το ποσοστό της κινητικής ενέργειας που απορροφήθηκε από το άτομο του Η κατά την κρούση θα είναι: Ε δ 00(%) = 75(%) Κ 4. ke Από τους τύπους Ε = και r Άρα για n=3 θα είναι: ke Κ = προκύπτει ότι ισχύει: Κ=-Ε r Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

13 Κ 3 = -Ε 3 = +,5eV Από τον τύπο L = h 3 π h L = n προκύπτει ότι για n=3 θα είναι: π L 3, kg m /s Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

14 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 004 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Σύμφωνα με την ηεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell το ηεκτρομαγνητικό κύμα παράγεται, όταν ένα ηεκτρικό φορτίο: α. ηρεμεί β. κινείται ευθύγραμμα και ομαά γ. επιταχύνεται δ. όα τα παραπάνω.. Ο αμπτήρας αογόνου: α. περιέχει ατμούς ιωδίου β. περιέχει σταγόνα υδραργύρου γ. δεν έχει θερμαινόμενο νήμα δ. έχει μικρότερη απόδοση φωτός από τον κοινό αμπτήρα πυρακτώσεως. 3. Όταν ένας πυρήνας αποδιεγείρεται, εκπέμπει: α. φωτόνιο υπεριώδους ακτινοβοίας β. ακτίνες γ γ. φωτόνιο με ενέργεια της ίδιας τάξης με το φωτόνιο που εκπέμπεται κατά τις αποδιεγέρσεις των ατόμων δ. φωτόνιο ορατής ακτινοβοίας. 4. Σύμφωνα με το κασικό μοντέο του Rutherford για το άτομο α. το φάσμα εκπομπής από ένα άτομο πρέπει να είναι συνεχές β. το θετικό φορτίο είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο μέσα στο άτομο γ. η στροφορμή του ηεκτρονίου είναι κβαντωμένη δ. η ακτίνα του πυρήνα είναι της τάξης μεγέθους 0-0 m. Στην παρακάτω ερώτηση 5 να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπα σε κάθε γράμμα τη έξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη έξη Λάθος για τη ανθασμένη. 5. α. Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται στο κενό η ορατή ακτινοβοία είναι μεγαύτερη από εκείνη της υπέρυθρης. β. Στο γραμμικό φάσμα απορρόφησης των ατμών νατρίου εμφανίζονται σκοτεινές γραμμές εκεί όπου εμφανίζονται οι φωτεινές γραμμές του γραμμικού φάσματος εκπομπής του. γ. Όταν ακτίνα μονοχρωματικού φωτός περάσει από τον αέρα σε γυαί, η συχνότητά της μεταβάεται. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

15 δ. Η ενέργεια των νουκεονίων ενός πυρήνα μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή. ε. Το ορατό φως στους αμπτήρες φθορισμού προέρχεται κυρίως από τη μετατροπή της υπέρυθρης ακτινοβοίας σε ορατή από τη φθορίζουσα επιφάνεια των αμπτήρων. ΘΕΜΑ ο. Να μεταφέρεται στο τετράδιό σας συμπηρωμένες τις παρακάτω πυρηνικές αντιδράσεις: U + n Ba + Kr 3 n N 8O + 4 H. Το σχήμα δείχνει το διάγραμμα των ενεργειακών σταθμών του ατόμου του υδρογόνου. Τα μήκη κύματος,, 3 είναι μήκη κύματος της ακτινοβοίας που εκπέμπεται κατά τις μεταβάσεις του ηεκτρονίου μεταξύ των ενεργειακών σταθμών, όπως δείχνουν τα βέη. Η σχέση που συνδέει τα μήκη κύματος,, και 3 είναι: α. = + 3 β. = γ. 3 = Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της παραπάνω ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 7 Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της παρακάτω ερώτησης 3 και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 3. Ένας πυρήνας με μαζικό αριθμό 00 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 8MeV χωρίζεται με κάποια αντίδραση σε μεσαίους πυρήνες με μαζικούς αριθμούς 00 οι οποίοι έχουν ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 8,8MeV. Η διαδικασία είναι: α. εξώθερμη β. ενδόθερμη Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

16 ΘΕΜΑ 3ο Η διαφορά δυναμικού σε σωήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι 0 4 V. Τα ηεκτρόνια εκπέμπονται από την κάθοδο και φθάνουν στην άνοδο με ρυθμό 0 7 ηεκτρόνια ανά δευτερόεπτο. Να υποογίσετε: α. την ένταση του ρεύματος των ηεκτρονίων στον σωήνα παραγωγής των ακτίνων Χ. Μονάδες 8 β. το εάχιστο μήκος κύματος min των παραγομένων ακτίνων Χ. Μονάδες 8 γ. την ισχύ P x των παραγομένων ακτίνων Χ, αν η απόδοση του σωήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι %. Μονάδες 9 Δίνεται η απόυτη τιμή του φορτίου του ηεκτρονίου e=,6 0-9 C, η σταθερά του Planck h=6, J s και η ταχύτητα του φωτός c=3 0 8 m/s. ΘΕΜΑ 4ο 38 Το 9 U β - καταήγει στο σταθερό ισότοπο έχει χρόνο ημιζωής 4,5 0 9 χρόνια και με μια σειρά από διασπάσεις α και 06 8Pb 06 που διασπώνται καταήγουν σε 8Pb. Ένα ορυκτό τη στιγμή της δημιουργίας του περιείχε. Θεωρούμε ότι όοι οι πυρήνες 38 9 U 38 9 U Σήμερα στο ορυκτό αυτό ο όγος του αριθμού των πυρήνων 38 αριθμό των πυρήνων 9 U είναι /8. Να υποογίσετε: και καθόου 06 8Pb 06 8Pb. προς τον α. τον αριθμό των διασπάσεων α και β - σύμφωνα με την παρακάτω 38 αντίδραση διάσπασης του 9 U U x He + y -e + 8Pb Μονάδες 8 38 β. τη σταθερά διάσπασης του 9 U γ. την ηικία του ορυκτού σε χρόνια. Μονάδες 8 Μονάδες 9 Δίνεται: χρόνος = s. Παραδεχτείτε ότι: ln=0,7, ln8=,, ln9=,. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

17 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο. γ. α 3. β 4. α 5. α. Λ β. Σ γ. Σ δ. Λ ε. Λ ΘΕΜΑ ο U+ 0n 56Ba+ 36Kr + 30 n He+ 7 N 8O+ H. Σωστή η γ. Ε 3 -Ε =(Ε 3 -Ε )+(Ε -Ε ) hf = hf = + hf + 3 f = f 3 = + f 3 + c = = = c + c 3 3. Σωστή η α. Ο αρχικός πυρήνας έχει Ε β =600 MeV. Οι δύο πυρήνες που σχηματίζονται έχουν συνοικά Ε β =760MeV. Από την όη διαδικασία αποδεσμεύεται συνεπώς ενέργεια ίση με τη διαφορά ( ) MeV = 60 MeV. Άρα είναι εξώθερμη. Σημείωση: υπάρχει αντίστοιχο θέμα στο σχο. βιβίο ως παράδειγμα στην σείδα 76 από "Ας θεωρήσουμε... " έως "... την οποία ωφεούμαστε". ΘΕΜΑ 3ο 7 9 Q N e 0,6 0 α. I = = = =,6 0 A. t t h c 6, ,4 3 0 β. min = = = = 6 0 m e V, , 0 Px 4 γ. α = Px = α Pe = 0,0 Ve Ie = 0 0,6 0 Px = 6,4 W. P e Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

18 ΘΕΜΑ 4ο α. 9 U x He + y-e + 8Pb ισότητα μαζικών αριθμών 38 = 4x = 4x x=8 ισότητα ατομικών αριθμών 9 = x - y = x - y 0 = 8 - y y = 6 ln 0,7 0,7 7 0 β. = = = = = T 4,5 0 χρόνια 4, , = 0 sec = 0,58 0 sec (*) γ. Ο αριθμός των πυρήνων Pb είναι ίσος με τον αριθμό των πυρήνων U που διασπάστηκαν. N διασπ. Ν 0 Ν = = 8Ν 0 8Ν = Ν Ν αδιασπ. 8 Ν 8 8 t 8 8Ν 0 = 9Ν Ν = Ν 0 Ν 0 e = N t e = t = ln 0,58 0 t = ln9 ln , 0 0,58 0 t =,, t = t = -7 0,58 0 0, t =,93 0 sec 6, t = 0 χρόνια ή 0, χρόνια (*) Αν δεν γίνουν τα χρόνια sec, η προκύπτει: 0,7 7 = =. 9 4,5 0 χρόνια 45 0 χρόνια 9 Έτσι στο γ ερώτημα έχουμε: e t = 9 8 t = ln9 ln8 t =,, = (,,) = 9 4,5 0 Τ = χρόνια = ή 0, χρόνια. 7 7 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 005 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Το έτος 005 ορίστηκε ως έτος Φυσικής και ιδιαίτερα ως έτος Einstein (Aϊνστάιν). Το 905 ο Einstein χρησιμοποιώντας τη σωματιδιακή φύση του φωτός ερμήνευσε το φωτοηεκτρικό φαινόμενο. Σήμερα πιστεύουμε ότι το φως συμπεριφέρεται: α. ως κύμα. β. ως σωματίδιο. γ. ως κύμα και ως σωματίδιο. δ. ως επιταχυνόμενη μάζα.. Η σταθερά διάσπασης : α. είναι μεγάη για ραδιενεργούς πυρήνες που διασπώνται γρήγορα. β. εξαρτάται από τον αρχικό αριθμό των πυρήνων. γ. είναι ίδια για όους τους ραδιενεργούς πυρήνες. δ. μεταβάεται με το χρόνο. 3. Όταν οι ακτίνες Χ προσπίπτουν σε μια μεταική πάκα, η απορρόφηση που υφίστανται: α. αυξάνεται, όταν μειώνεται το μήκος κύματός τους. β. είναι ανεξάρτητη από το πάχος της πάκας. γ. αυξάνεται, όταν μειώνεται ο ατομικός αριθμός των ατόμων του υικού του μετάου της πάκας. δ. αυξάνεται, όταν μειώνεται η συχνότητα της ακτινοβοίας. 4. Το ηεκτρόνιο που εκπέμπεται από τον πυρήνα κατά τη ραδιενεργό διάσπαση β - : α. προϋπήρχε στον πυρήνα και έκοντας τα πρωτόνιά του συνέβαε στη σταθερότητα του πυρήνα. β. δεν υπήρχε στον πυρήνα, αά η εκπομπή του οφείεται στη διάσπαση ενός νετρονίου του πυρήνα. γ. συνοδεύεται από την εκπομπή αντινετρίνου ( ν e), για να διατηρηθεί το φορτίο στην πυρηνική αντίδραση. δ. προκαεί μείωση του αριθμού των πρωτονίων στο θυγατρικό πυρήνα κατά. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

20 Στην παρακάτω ερώτηση 5 να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπα σε κάθε γράμμα τη έξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη έξη Λάθος για τη ανθασμένη. 5. α. Το ατομικό πρότυπο του Rutherford (Ράδερφορντ) αδυνατούσε να εξηγήσει τα γραμμικά φάσματα των αερίων. β. Το ευκό φως, όταν διαδίδεται στο κενό, εμφανίζει το φαινόμενο του διασκεδασμού. γ. Στις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης η μάζα ηρεμίας του τεικού πυρήνα είναι μικρότερη από το άθροισμα των μαζών των αρχικών πυρήνων. δ. Τα φωτόνια γ, όταν αηεπιδρούν με την ύη, είτε χάνουν όη τους την ενέργεια με μια αηεπίδραση κατά την οποία απορροφώνται, είτε περνούν ανεπηρέαστα. ε. Στο εσωτερικό του γυάινου περιβήματος των αμπτήρων φθορισμού υπάρχει ποσότητα ατμών ιωδίου, ώστε τα εξαχνούμενα άτομα βοφραμίου να επανατοποθετούνται στο νήμα. ΘΕΜΑ ο. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας συμπηρωμένες τις παρακάτω αντιδράσεις: α U+ n Mo+ La + n + 7e Co 8Ni + e + ν β. e 0 Μονάδες 4 Για τις παρακάτω ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Αν ένα δείγμα ραδιενεργού υικού έχει κάποια χρονική στιγμή ενεργότητα Bq και το ραδιενεργό υικό έχει χρόνο υποδιπασιασμού 60 ημέρες, τότε μετά από 0 ημέρες η ενεργότητα του δείγματος θα έχει γίνει: α Bq. β. 0 4 Bq. γ Bq. Μονάδες Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 3. Στο ατομικό πρότυπο του Βohr (Μπορ) για το άτομο του υδρογόνου, αν υ είναι η ταχύτητα του ηεκτρονίου στην επιτρεπόμενη τροχιά με κβαντικό αριθμό n = και υ 4 είναι η ταχύτητα του ηεκτρονίου στην επιτρεπόμενη τροχιά με κβαντικό αριθμό n = 4, τότε ισχύει: α. υ 4 = 4υ. β. υ 4 = υ /6. γ. υ = 4υ 4. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

21 4. Σε συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ μεταξύ καθόδου και ανόδου εφαρμόζουμε τάση V. Υποθέτουμε ότι τα ηεκτρόνια εξέρχονται από τη θερμαινόμενη κάθοδο με αμεητέα ταχύτητα. Η μέγιστη συχνότητα f max του συνεχούς φάσματος των ακτίνων Χ μεταβάεται με την τάση V, όπως απεικονίζεται: fmax fmax fmax 0 V 0 V 0 V () () (3) α. στο διάγραμμα. β. στο διάγραμμα. γ. στο διάγραμμα 3. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες ΘΕΜΑ 3ο Δέσμη φωτός, που διαδίδεται στο κενό, αποτεείται από δύο μονοχρωματικές ακτινοβοίες: την ιώδη με μήκος κύματος 0ι = 400 nm και την ερυθρά με μήκος κύματος 0ε =700 nm. Η δέσμη φωτός εισέρχεται σε γυαί. Το γυαί εμφανίζει για την ιώδη ακτινοβοία δείκτη διάθασης n ι και για την ερυθρά ακτινοβοία δείκτη διάθασης n ε με όγο: n ι 8 = n ε 7 Το μήκος κύματος της ιώδους ακτινοβοίας στο γυαί είναι 00 nm. α. Να υποογιστεί ο δείκτης διάθασης του γυαιού για την ιώδη ακτινοβοία. β. Να δειχθεί ότι το μήκος κύματος της ερυθράς ακτινοβοίας στο γυαί είναι ίσο με το μήκος κύματος της ιώδους ακτινοβοίας στο κενό. Μονάδες 8 γ. Παρατηρείται ααγή του χρώματος της ερυθράς ακτινοβοίας κατά τη διάδοσή της μέσα στο γυαί; Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 δ. Έστω Ν ι και Ν ε οι αριθμοί των φωτονίων της ιώδους και της ερυθράς ακτινοβοίας αντίστοιχα, που προσπίπτουν στο γυαί στη μονάδα του χρόνου. Να βρεθεί ο όγος Ν ι / Ν ε, ώστε ο ρυθμός με τον οποίο προσπίπτει η ενέργεια της ιώδους ακτινοβοίας στο γυαί να είναι ίσος με το ρυθμό, με τον οποίο προσπίπτει η ενέργεια της ερυθράς ακτινοβοίας στο γυαί. Μονάδες 8 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

22 ΘΕΜΑ 4ο 000 άτομα υδρογόνου βρίσκονται όα στην ίδια διεγερμένη ενεργειακή στάθμη. Για να απομακρυνθεί το ηεκτρόνιο του κάθε διεγερμένου ατόμου σε περιοχή εκτός του ηεκτρικού πεδίου του πυρήνα, η εάχιστη ενέργεια που απαιτείται είναι,5 ev. α. Να βρεθεί ο κβαντικός αριθμός n της διεγερμένης κατάστασης στην οποία βρίσκονται τα άτομα του υδρογόνου. β. Να σχεδιάσετε στο διάγραμμα ενεργειακών σταθμών όες τις δυνατές αποδιεγέρσεις από τη διεγερμένη κατάσταση. Μονάδες 4 γ. Από πόσες γραμμές θα αποτεείται το φάσμα εκπομπής που αμβάνεται κατά την αποδιέγερση των 000 ατόμων υδρογόνου; Μονάδες 3 δ. Κατά την πήρη αποδιέγερση και των 000 ατόμων υδρογόνου εκπέμπονται συνοικά 50 φωτόνια. Με κριτήριο την ενέργεια των εκπεμπομένων φωτονίων τα κατατάσσουμε σε κατηγορίες. Πόσα φωτόνια αντιστοιχούν σε κάθε κατηγορία; Μονάδες 8 ε. Πόση είναι η συνοική ενέργεια των εκπεμπομένων φωτονίων; Μονάδες 4 Δίνεται η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμειώδη κατάσταση Ε = - 3,6 ev. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

23 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο -γ -α 3-δ 4-β 5) α-σ β-λ γ-σ δ-σ ε-λ ΘΕΜΑ ο. α = A A + 4 A = = 4 + Z ( ) 9 = Z + 35 Z = 57 β. 60 = A + 0 A = 60 Z = 8 + ( ) Z = 7. Σωστή απάντηση η β. t = 0 ημέρες = 60 ημέρες = Τ / N 0 Άρα δύο υποδιπασιασμοί N = N = 4 ΔΝ 4 ΔΝ = 8 0 = 0 4 Bq. Δt 4 Δt N 4 0 ΔΝ Δt = 4 ΔΝ Δt 0 3. Σωστή απάντηση η γ. k k k = e = e = e = υ άρα υ 4 = υ υ = 4υ 4. mr mn r mr n n 4 υ n n 4. Σωστή απάντηση η α. hc c hc ev min = = f max = ποσά ανάογα. ev f ev h ΘΕΜΑ 3ο max 0ι 400nm α. n ι = = = 00nm n n ι 8 = 7 n 8 = n 7 4 = n 8 ι ε ε = ε ε 7 4 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

24 0ε 700nm 4 700nm ε = = = = 400nm = n 7 ε 7 4 Το χρώμα εξαρτάται από τη συχνότητα η οποία παραμένει για κάθε ακτινοβοία σταθερή. Άρα δεν παρατηρείται ααγή χρώματος εφόσον δεν συμβαίνει και ααγή συχνότητας. Ρυθμός ενέργειας είναι η ισχύς. 0ι Αν Ε ο(ε) Ε ο(ι) Pε = Pι = Ν ε Ε φ(ε) = Ν ι Ε φ(ι) Ν ε h f ε = Ν ι h f ι t t c 0 c0 N ι 400nm 4 N ε = N ι = = N 700nm 7 0ε 0ι ε ΘΕΜΑ 4ο α) Ε ιον =,5 ev Ιονισμός από μία άγνωστη στάθμη ενέργειας Ε n : Ε ιον = Ε - Ε n Ε n = Ε Ε ιον Ε n = 0,5 Ε n =,5 ev E E 3,6 En = n = n = n = 9 n = 3 n E,5 n β) Ε 3 Ε x y Εφ (3 ) n=3 n= Εφ (3 ) Εφ ( ) Ε n= γ) Τρία διαφορετικά άματα αποδιέγερσης Τρία διαφορετικά είδη φωτονίων Τρεις φασματικές γραμμές δ) Έστω x άτομα με τον πρώτο τρόπο και y άτομα με τον δεύτερο x + y = 000 x = 000 y x = 750 x + y = y + y = 50 y = 50 Άρα έχουμε 750 φωτόνια ενέργειας Ε 3 Ε, 50 φωτόνια ενέργειας Ε 3 Ε και 50 φωτόνια ενέργειας Ε Ε ε) Ε ο = x Ε φ (3 ) + y Ε φ (3 ) + y Ε φ ( ) Ε ο = x(ε 3 Ε ) + y(ε 3 Ε ) + y(ε Ε ) Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

25 Ε ο = 750(,09) + 50(,89) + 50(0,) Ε ο = 090 ev Εναακτικά: Ε ο = 000 Ε δ ( 3) = 000,09 = 090 ev. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

26 ' μ μμ,.. μ μ μ Maxwell:. μ μ μ.. μ μ μ.. μ μ μ.. μ. 5. μμ μ μ :... μ μ.. μ μ μμ.. μ μμ μ μ μ μ :. μ.. μ μ.. μ μ μ.. μ μ μ. 5 : Keystone

27 4. : n 9U 38Sr 54Xe 0n : μμ μμ μ. 5.. μ.. μ μμ μμ μ μ.. μ μ μ Bohr, μ μ μ.. μ μ μ.. μ μ. 5-4 μ μμ.. μ μ z μ m/s. μ m= 0 9 nm, : : Keystone

28 . μ μ μ. μ U μ :. U =. U = E. U = E H μ t μ μ μ, μμ. ( ). (). (3) μ :. μ μ.. μ.. μ.. 4 : Keystone 3

29 3, μ 4000W. μ 0, 65 s. μ μ 0%, μ z. μ μ μ.. μ μ. 8. μ μ μ. 8. μ μ. 9 : μ,6 0-9 C, c 0 =3 0 8 m/s Planck h=6, J s. 4 T μ μ μ 0 μ μ μ μ μ μ μ μ. μ μ 3, s μ μ 3,8 0 5 s. 6. A μ 7,9 MeV μ, 8 MeV 7,5 ev μ, μ. 7 n=0,69. : Keystone 4

30 ) ) ) ) ) 8 c m 600 nm 4 f nm 700 nm μ... e F c F r e K r e ' U r e E r m r m e r e U E r E U U E m e r e r e E r e r t 3. N μ y = x. 4. μ μ, μ, : Keystone 5

31 μ. μ 0,7 ev. μ μ μ μ μ , V 9 0,6 0 00hf 0e. ev hf 0eV 00hf V 8,6 0,6 0 V 8, min ,5 0 0.,5 0 m min hc ev min N e. P I V P V P t N e V N 4 0 0,65 N,6 0 8,5 0 t 4 V P t e V 3 6 N e ln T 6. 0 sec. / 0,69 3, t 3,8 0 sec t 4 T 5 / T/ 3,45 0 sec t 0 N 0 0 N 0 t T/ N N 0 t T/ N 4 N 0 t 3T / N 8 N 0 0 t 4T/ N N. 6 6 N N 6 0 N N 0 t t 6 t,5 0 4 Bq : Keystone 6

32 . μ = 7,9 ev μ = 8 8 ev μ μ μ = 4 7,5 ev. 7,9 MeV 753,8 MeV. μ μ 8 8 MeV 744 MeV ( ) 4 7,5 MeV 30 MeV ( μ ). μ μ : ( ) 753,8 0, MeV : Keystone 7

33 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ o Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Η υπέρυθρη ακτινοβοία α. συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον. β. απορροφάται επιεκτικά από την ύη. γ. προκαεί φωσφορισμό. δ. έχει μεγαύτερη συχνότητα από την υπεριώδη.. Στους αμπτήρες φθορισμού η αποδιέγερση των ατόμων υδραργύρου έχει ως αποτέεσμα την εκπομπή α. υπέρυθρης ακτινοβοίας. β. ορατής ακτινοβοίας. γ. υπεριώδους ακτινοβοίας. δ. ακτίνων Χ. 3. Κατά τη διάσπαση γ α. μεταβάεται ο ατομικός αριθμός Ζ του μητρικού πυρήνα. β. ο ατομικός αριθμός Ζ εαττώνεται κατά και ο μαζικός αριθμός Α αυξάνεται κατά. γ. δεν αάζει ούτε ο ατομικός αριθμός Ζ, ούτε ο μαζικός αριθμός Α. δ. εκπέμπεται φωτόνιο με ενέργεια μερικών ev. 4. Θερμοπυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία κατά την οποία α. ένας βαρύς πυρήνας διασπάται εκπέμποντας ένα ηεκτρόνιο. β. έχουμε συνένωση δύο εαφρών πυρήνων και το σχηματισμό ενός βαρύτερου. γ. ένας βαρύς πυρήνας διασπάται σε δύο εαφρύτερους πυρήνες. δ. ένας πυρήνας μετατρέπεται σε εαφρύτερο με εκπομπή σωματίου α. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

34 5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασμένη. α. Το πρότυπο του Bohr ερμηνεύει τα γραμμικά φάσματα όων των ατόμων. β. Το οπτικά πυκνότερο μέσον είναι αυτό που έχει τον μεγαύτερο δείκτη διάθασης. γ. Τα φωτόνια που εκπέμπονται κατά τις αποδιεγέρσεις των πυρήνων έχουν ενέργειες μικρότερες από τις ενέργειες των φωτονίων του ορατού φωτός. δ. Σε ένα υικό οπτικό μέσον η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια για διαφορετικά μήκη κύματος. ε. Η σταθερά διάσπασης εξαρτάται από τον αρχικό αριθμό των πυρήνων του ραδιενεργού υικού. ΘΕΜΑ o Για τις παρακάτω ερωτήσεις -3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Συσκευή ακτίνων Χ παράγει ακτινοβοία εάχιστου μήκους κύματος min. Διπασιάζουμε την τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου στη συσκευή. Η ακτινοβοία που παράγεται τώρα έχει εάχιστο μήκος κύματος min. Για τις συχνότητες f και f που αντιστοιχούν στις ακτινοβοίες με μήκη κύματος min και min ισχύει: α. f = f. β. f = f. γ. f = f. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

35 . Δύο ραδιενεργά υικά Α και Β, κάποια χρονική στιγμή έχουν τον ίδιο αριθμό αδιάσπαστων πυρήνων. Ξέρουμε επίσης ότι το υικό Α έχει τετραπάσιο χρόνο ημιζωής από το Β. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις ισχύει για τις ενεργότητες των δύο υικών εκείνη τη χρονική στιγμή; α. β. γ. ΔΝ ΔΝ = Δt Α 4 Δt Β ΔΝ ΔΝ = Δt Β 4 Δt Α ΔΝ ΔΝ = Δt Α Δt Β Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 3. Δύο ακτίνες της ίδιας μονοχρωματικής ακτινοβοίας προσπίπτουν κάθετα από το κενό σε οπτικά υικά Α και Β πάχους d και d, αντίστοιχα, και διέρχονται από αυτά όπως φαίνεται στο σχήμα. Τα μήκη κύματος της ακτινοβοίας στα δύο υικά είναι αντίστοιχα A και B και ισχύει A = B /. Αν t A και t B είναι οι αντίστοιχοι χρόνοι διέευσης της ακτινοβοίας από τα δύο υικά ισχύει: α. t A = t B /. β. t A = t B. γ. t A = t B /4. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

36 ΘΕΜΑ 3o Φορτισμένα σωματίδια επιταχύνονται και διέρχονται από αέριο υδρογόνο τα άτομα του οποίου βρίσκονται στη θεμειώδη κατάσταση. Ένα φορτισμένο σωματίδιο συγκρούεται με ένα ακίνητο άτομο υδρογόνου, στο οποίο δίνει το 75% της κινητικής του ενέργειας. Το άτομο του υδρογόνου παραμένει ακίνητο μετά την κρούση και διεγείρεται σε ενεργειακή στάθμη E n, από την οποία για να απομακρυνθεί το ηεκτρόνιό του σε πού μεγάη απόσταση, όπου δεν αηεπιδρά με τον πυρήνα, χρειάζεται εάχιστη ενέργεια 0,85 ev. α. Να υποογίσετε τον κβαντικό αριθμό n, της ενεργειακής στάθμης στην οποία διεγέρθηκε το άτομο του υδρογόνου. β. Να σχεδιάσετε το διάγραμμα των ενεργειακών σταθμών του ατόμου, στο οποίο να φαίνονται οι δυνατές μεταβάσεις του ηεκτρονίου του διεγερμένου ατόμου κατά την αποδιέγερσή του. γ. Να υποογίσετε την αρχική κινητική ενέργεια του φορτισμένου σωματιδίου. Μονάδες 7 δ. Να υποογίσετε τη συχνότητα ενός φωτονίου που θα έπρεπε να απορροφηθεί από το ίδιο άτομο του υδρογόνου, ώστε να πραγματοποιηθεί η ίδια μετάβαση στην ενεργειακή στάθμη E n. Δίνονται: Η οική ενέργεια της θεμειώδους κατάστασης του ατόμου του υδρογόνου Ε = 3,6 ev. Η σταθερά του Planck h = 4,5 0 5 ev s. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

37 ΘΕΜΑ 4o Λόγω της μεγάης ενέργειας σύνδεσης των νουκεονίων των σωματίων α είναι δυνατές πυρηνικές αντιδράσεις κατά τις οποίες πρωτόνια, με σχετικά χαμηή κινητική ενέργεια, προκαούν τη διάσπαση εαφρών πυρήνων. Έστω ότι πρωτόνιο με κινητική ενέργεια MeV προσπίπτει σε ακίνητο πυρήνα Βορίου 5 B με αποτέεσμα να δημιουργούνται τρία σωμάτια α. α. Να γράψετε την πυρηνική αντίδραση. Μονάδες 4 β. Να βρείτε την ενέργεια Q της αντίδρασης. Μονάδες 8 γ. Η αντίδραση αυτή είναι εξώθερμη ή ενδόθερμη; δ. Να υποογίσετε την κινητική ενέργεια των προϊόντων της αντίδρασης. Μονάδες 8 Για τις μάζες ηρεμίας δίνονται: H : m H c = 940 ΜeV, 5 B: m B c = 060 ΜeV, 4 He : m α c = 3730 ΜeV. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

38 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο. β. γ 3. γ 4. β 5. α. Λ β. Σ γ. Λ δ. Λ ε. Λ ΘΕΜΑ ο hc hc. min = ev = ev = hf ev min Άρα όταν τάση V: ev = hf () όταν τάση V: ev = hf hf = ev hf = hf f = f Άρα σωστό το γ. () ΔΝ. = Α Ν Α Δt ΔΝ Δ t Α Β ΔΝ Δ t ΔΝ ln ΔΝ ln = B Ν B = Ν B = Ν B Δ t T T Β / Δ t / (B) Β (A) 4 Β = 4 ΔΝ = Δ t Α 4 ln T N ΔΝ Δ t Β 4 A N ΔΝ Δ t A A = / (A) ΔΝ Δ t Β Β ΔΝ 4 Δ t Α Άρα σωστό είναι το α. 3. d d t A = t A = ca A f d d d d t B = t B = t B = t B = t B = t c f f f B B A A A Άρα σωστό είναι το β. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

39 ΘΕΜΑ 3ο α. Από Α.Δ.Ε. E min = E E n E n = E E min E n = 0 0,85 ev E n = 0,85 ev Άρα E 3,6 ev 3,6 ev E n = 0,85 ev = n = n = 6 n n 0,85 ev n = 4 β. 3 3 γ. Eδιεγ = E n E K αρχ = Ε n E K αρχ = 0,85 ev ( 3,6 ev) K αρχ =,75 ev K αρχ = 7 ev 4 E n E 5 δ. Εαπορ = E n E hf = E n E f = f = 3 0 Hz h ΘΕΜΑ 4ο 4 α. p + B 3 He 5 β. Q = (m H + m B 3m α ) c Q = m H c + m B c 3m α c Q = 940 ΜeV ΜeV ΜeV Q = (00 90) ΜeV Q = +0 MeV γ. Αφού Q > 0 η αντίδραση είναι εξώθερμη. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

40 δ. Από Α.Δ.Ε: Κ αντιδρώντων + m Η c + m B c = K προϊόντων + 3 m α c Κ αντιδρώντων + (m Η c + m B c 3 m α c ) = K προϊόντων Κ αντιδρώντων + Q = K προϊόντων K προϊόντων = MeV + 0 MeV K προϊόντων = MeV Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 8

41 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 008 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Ακτίνα πράσινου φωτός προερχόμενη από το κενό εισέρχεται σε δεξαμενή νερού, τότε α. η ταχύτητα του φωτός αυξάνεται. β. η συχνότητα του φωτός μειώνεται. γ. το μήκος κύματος του φωτός δεν μεταβάεται. δ. το μήκος κύματος του φωτός μειώνεται.. Κατά τη διάσπαση β ενός ραδιενεργού πυρήνα παράγεται ηεκτρόνιο. Το ηεκτρόνιο αυτό προέρχεται α. από τα ηεκτρόνια που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα. β. από τον πυρήνα στον οποίο υπάρχουν εεύθερα ηεκτρόνια. γ. από τη διάσπαση νετρονίου του πυρήνα. δ. από τη διάσπαση πρωτονίου του πυρήνα. 3. Οι ραδιενεργές ακτίνες α, β, γ, τα νετρόνια και η ηεκτρομαγνητική ακτινοβοία μεγάης ενέργειας ονομάζονται ιονίζουσες ακτινοβοίες διότι: α. είναι ιόντα. β. είναι ραδιενεργές. γ. προκαούν βιοογικές βάβες. δ. προκαούν το σχηματισμό ιόντων. 4. Ο χρόνος του υποδιπασιασμού ενός ραδιενεργού στοιχείου εξαρτάται: α. από τον αρχικό αριθμό πυρήνων. β. από το είδος του ραδιενεργού στοιχείου. γ. από την ενεργότητα του δείγματος. δ. από τη μάζα του ραδιενεργού στοιχείου. 5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασμένη. α. Οι υπεριώδεις ακτίνες είναι ορατές για το ανθρώπινο μάτι. β. Το φως συμπεριφέρεται άοτε ως κύμα και άοτε ως σωματίδιο. γ. Σύμφωνα με το πρότυπο του Thomson τα άτομα των αερίων εκπέμπουν γραμμικό φάσμα. δ. Το ραδιενεργό κοβάτιο χρησιμοποιείται για την επιεκτική καταστροφή ιστών, όπως είναι οι όγκοι. ε. Η ακτινοβοία α δεν εκτρέπεται από το μαγνητικό πεδίο. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

42 ΘΕΜΑ ο Για τις παρακάτω ερωτήσεις -3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Αν από τον σωήνα ενός αμπτήρα φθορισμού αφαιρέσουμε το εσωτερικό του επίχρισμα, ο αμπτήρας α. θα φωτίζει περισσότερο. β. δεν θα εκπέμπει καμιά ακτινοβοία. γ. δεν θα εκπέμπει ορατό φως. Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας.. Όταν το άτομο του υδρογόνου βρίσκεται στη θεμειώδη του κατάσταση η κινητική ενέργεια του ηεκτρονίου του είναι Κ. Αν το άτομο του υδρογόνου μεταβεί στη δεύτερη διεγερμένη του κατάσταση, η κινητική ενέργεια του ηεκτρονίου του γίνεται α. Κ K β. 9 K γ. 3 Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. 3. Ραδιενεργός πυρήνας Α έχει ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 7,9 MeV/νουκεόνιο. Ραδιενεργός πυρήνας Β έχει ενέργεια σύνδεσης Ε B =.00 ΜeV. Αν ο πυρήνας Α είναι σταθερότερος από τον πυρήνα Β, τότε ο μαζικός αριθμός του πυρήνα Β μπορεί να έχει την τιμή: α. 40 β. 50 γ. 60 Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. ΘΕΜΑ 3ο Η σταθερά διάσπασης του ισοτόπου 3 Ι είναι 0 6 s. α. Να υποογίσετε τον χρόνο υποδιπασιασμού του ισοτόπου 3 Ι. β. Να βρείτε τον αριθμό των πυρήνων του ισοτόπου 3 Ι που περιέχονται σε ένα δείγμα ενεργότητας 0 6 Βq. γ. Θεωρώντας t = 0 τη χρονική στιγμή που το παραπάνω δείγμα έχει ενεργότητα 0 6 Βq, ποιος αριθμός πυρήνων 3 Ι θα έχει διασπαστεί μέχρι τη χρονική στιγμή t = 0 5 s; Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

43 δ. Πόση θα είναι η τιμή της ενεργότητας του δείγματος τη χρονική στιγμή t ; Μονάδες 7 Δίνεται: ln 0,7 ΘΕΜΑ 4ο Μονοχρωματική ακτινοβοία φωτός διατρέχει στο κενό απόσταση d = 0 0 σε χρόνο 0 4 s, όπου 0 το μήκος κύματος της ακτινοβοίας στο κενό. α. Να υποογίσετε το μήκος κύματος της ακτινοβοίας στο κενό και να εξετάσετε αν αυτή ανήκει στο ορατό φάσμα. β. Να υποογίσετε την ενέργεια ενός φωτονίου της ακτινοβοίας στο κενό. γ. Η ακτινοβοία αυτή από το κενό εισέρχεται σε διαφανές μέσο με δείκτη διάθασης n =,5. Να υποογίσετε σε πόσο χρόνο διανύει απόσταση 0 0 στο μέσο αυτό. δ. Να βρεθεί ο αριθμός μηκών κύματος της ακτινοβοίας στο μέσο αυτό, που αντιστοιχεί στην απόσταση 0 0 την οποία διανύει η ακτινοβοία στο ίδιο μέσο. Μονάδες 7 Δίνονται η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = m/s και η σταθερά του Planck h = 6, J s. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

44 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο. δ,. γ, 3. δ. 4. β 5. α. Λάθος, β. Σωστό, γ. Λάθος, δ. Σωστό, ε. Λάθος ΘΕΜΑ ο. γ. Δεν θα εκπέμπει ορατό φως γιατί ο κυινδρικός σωήνας των αμπτήρων φθορισμού είναι ένας γυάινος σωήνας με εσωτερικό επίχρισμα φθορίζουσας ουσίας (κατάηης για το χρώμα που επιθυμούμε), η οποία έχει την ιδιότητα να μετατρέπει το αόρατο υπεριώδες φως σε ορατό.. Για την θεμειώδη κατάσταση ισχύει: e K = K C () r Για τη η διεγερμένη ισχύει: e K = K C r K = K 3 r = = 3 3 r 9 r e K = K C () 8r C e 9r Διαιρώντας κατά μέη τις (), () έχουμε: K K 8 K K = K = K = 8 9 Σωστή απάντηση η (β) 3. Εφόσον ο πυρήνας Α είναι σταθερότερος από τον πυρήνα Β ισχύει: EB E ( A) B( B) >,9 > A( B) > A( B 5,89 7,9 ) >. A A A ( A) ( B) Άρα Α (Β) = 60. Σωστή απάντηση η (γ). ( B) Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

45 ΘΕΜΑ 3ο α) Για τον χρόνο υποδιπασιασμού ισχύει: T ln 0,7 5 = T/ = T/ = 7 0 sec 6 0 / β) Ισχύει: ΔΝ Δt = Ν Ν = ΔΝ / Δt 0 Ν = Ν = 0 γ) Γνωρίζουμε ότι για t = 0 η ενεργότητα έχει την τιμή 0 6 Bq. Άρα την χρονική στιγμή t = 0 ο αρχικός αριθμός πυρήνων είναι: 5 5 Ισχύει: t = 0 s = s t = 3 T/ Για χρόνο t = T / απομένουν Για χρόνο t = T / απομένουν Για χρόνο t = 3T / απομένουν πυρήνες πυρήνες πυρήνες Άρα μετά από χρόνο t = 3T / θα έχουν διασπαστεί: πυρήνες. o = 0 πυρήνες δ) δ ΔΝ Δt = Ν t ο Ν 8 ο 7Ν = 8 Ν = Ν = ο ο 7 = 0 πυρήνες Ν δ = 0,875 0 πυρήνες. 8 ΔΝ Δ 8 t t = = = 0,5 0 Bq. ΘΕΜΑ 4ο α) Για τη διάδοση της ακτινοβοίας στο κενό ισχύει: 8 d = c0 t 0 0 = = 0 = ή 9 = m 600 nm 0 = Άρα η ακτινοβοία αυτή ανήκει στο ορατό φάσμα. 8 c β) Ισχύει: E = h f Ε = h Ε = 6, Ε = 3,3 0 9 Joule m Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

46 γ) Καθώς η ακτινοβοία διαδίδεται στο διαφανές μέσο ισχύει: d = c t c 0 d = όμως c = n c 0 n t c 0 t = d n t = d n c 0 0 t = c 0 0 t = 3 0 n t = 3 0 sec 7 8,5 δ) Το μήκος κύματος () της ακτινοβοίας καθώς εισέρχεται στο διαφανές μέσο γίνεται: n, = = = 4 0 Έστω Ν ο αριθμός μηκών κύματος. Ισχύει: d 0 Ν = m Ν = = Ν = 5μ.κ. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

47 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 009 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Κατά την ανάυση ευκού φωτός από γυάινο πρίσμα, η γωνία εκτροπής του κίτρινου χρώματος είναι: α. μικρότερη της γωνίας εκτροπής του ιώδους και της γωνίας εκτροπής του κόκκινου. β. μεγαύτερη της γωνίας εκτροπής του κόκκινου και της γωνίας εκτροπής του ιώδους. γ. μεγαύτερη της γωνίας εκτροπής του κόκκινου και μικρότερη της γωνίας εκτροπής του ιώδους. δ. μικρότερη της γωνίας εκτροπής του κόκκινου και μεγαύτερη της γωνίας εκτροπής του ιώδους.. Η υπεριώδης ακτινοβοία: α. έχει μήκος κύματος από 400 nm έως 700 nm. β. είναι ορατή. γ. δεν προκαεί αμαύρωση της φωτογραφικής πάκας. δ. χρησιμοποιείται για την αποστείρωση ιατρικών εργαείων. 3. Ο αριθμός των ηεκτρονίων κάθε ατόμου είναι: α. ίσος με τον αριθμό των νετρονίων του πυρήνα του ατόμου. β. ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων του πυρήνα του ατόμου. γ. διπάσιος του αριθμού των πρωτονίων του πυρήνα του ατόμου. δ. διπάσιος του αριθμού των νετρονίων του πυρήνα του ατόμου. 4. Το φως των αμπτήρων πυρακτώσεως με νήμα βοφραμίου είναι αποτέεσμα: α. της αποδιέγερσης των ατόμων του βοφραμίου. β. της διάσπασης των πυρήνων του βοφραμίου. γ. της διέγερσης των πυρήνων του βοφραμίου. δ. της διάσπασης των ηεκτρονίων του βοφραμίου. 5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασμένη. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

48 α. Όσο μεγαύτερη είναι η θερμοκρασία της καθόδου ενός σωήνα παραγωγής ακτίνων Χ τόσο μεγαύτερος είναι ο αριθμός των ηεκτρονίων που εκπέμπονται στη μονάδα του χρόνου. β. Οι υπέρυθρες ακτινοβοίες έχουν μήκη κύματος μικρότερα από 700 nm. γ. Το πρότυπο του Bohr δεν μπορεί να επεκταθεί για το υδρογονοειδές ιόν He +. δ. Οι αμπτήρες χααζία-ιωδίου είναι γνωστοί ως αμπτήρες αογόνου. ε. Η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο μετράει τη σταθερότητα ενός πυρήνα. ΘΕΜΑ ο Για τις παρακάτω ερωτήσεις -3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Ηεκτρομαγνητική ακτινοβοία μήκους κύματος ο στο κενό διαδίδεται σε γυαί με δείκτη διάθασης n >. Η ενέργεια ενός φωτονίου της ακτινοβοίας: α. είναι μεγαύτερη στο κενό. β. έχει την ίδια τιμή στο γυαί και στο κενό. γ. είναι μεγαύτερη στο γυαί. Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας.. Διεγερμένο άτομο υδρογόνου αποδιεγείρεται και το ηεκτρόνιό του μεταβαίνει από την τροχιά με κβαντικό αριθμό n = στην τροχιά με κβαντικό αριθμό n =. Αν F είναι η εκτική ηεκτρική δύναμη που ασκεί ο πυρήνας στο ηεκτρόνιο στην αρχική τροχιά και F είναι η αντίστοιχη δύναμη στην τεική τροχιά, τότε ισχύει: α. F = 4 F β. F = F / 4 γ. F = F / 6 Μονάδες 3 Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. 3. Δίνεται η πυρηνική αντίδραση: Τότε ισχύει: α. x = β. x = 8 γ. x = n + U Sr + Xe + x Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας n Μονάδες 3 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

49 ΘΕΜΑ 3ο Λεπτή μονοχρωματική δέσμη εισέρχεται από το κενό σε γυάινη πάκα πάχους d = 3 8 m, όπως φαίνεται στο σχήμα. d φ Η ακτινοβοία στο κενό έχει μήκος κύματος o = 600 nm και η γωνία διάθασης στο σημείο εισόδου της δέσμης στη γυάινη πάκα είναι φ = 30 ο. Ο δείκτης διάθασης του γυαιού για την ακτινοβοία αυτή είναι n =,. Να υποογισθούν: α. Το μήκος κύματος της ακτινοβοίας αυτής στο γυαί. β. Η ταχύτητα c της ακτινοβοίας στο γυαί. γ. Το χρονικό διάστημα Δt που χρειάζεται η ακτινοβοία για να διαπεράσει το γυαί. δ. Ο αριθμός N των μηκών κύματος της ακτινοβοίας στο γυαί με τον οποίο ισοδυναμεί η διαδρομή της στο γυαί. Μονάδες 7 8 Δίνονται: ταχύτητα του φωτός στο κενό c = 3 0 m/s, ημ 30 ο =, συν 30 o 9 = 3, nm = 0 m. o Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

50 ΘΕΜΑ 4ο Σε σωήνα παραγωγής ακτίνων Χ τα ηεκτρόνια επιταχύνονται από τάση V = V. Η ηεκτρονική δέσμη μεταφέρει ισχύ P = 660 W. 8 α. Να υποογίσετε το εάχιστο μήκος κύματος των ακτίνων Χ που παράγονται. β. Να υποογίσετε την ένταση του ρεύματος της δέσμης των ηεκτρονίων. γ. Να υποογίσετε τον αριθμό των ηεκτρονίων που προσπίπτουν στην άνοδο σε χρονικό διάστημα Δt = s. δ. Ένα από τα φωτόνια των ακτίνων Χ έχει μήκος κύματος = m και προήθε από την πρώτη κρούση ενός ηεκτρονίου με την άνοδο. Βρείτε πόσο τοις εκατό της ενέργειάς του έχασε το ηεκτρόνιο που το εξέπεμψε. Μονάδες 7 Δίνονται: ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = m / s, σταθερά του Planck h = 6, J s, φορτίο του ηεκτρονίου e =,6 0 9 C. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

51 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο γ, δ, 3 β, 4 α 5. α Σ, β Λ, γ Λ, δ Σ, ε Σ ΘΕΜΑ ο. σταθ. σταθ. σταθ. = = = = Ε f h f h E Σωστή (β).. r e K F C = = = = = = = ) (4 4 r e K F r e K F r r r n r r e K F C C C n 6 6 F F r r F F = = Σωστή η (γ) 3. Με βάση την Αρχή Διατήρησης των νουκεονίων, πρέπει: + 35 = x x = και 9 = (Ισχύει). Σωστή η (α)

52 ΘΕΜΑ 3ο 0 = 600 nm n =, d A φ x Β Γ Στο ορθογώνιο τρίγωνο ΑΒΓ ισχύει: 3 d x = x = 8 x = x = συνφ α) Ισχύει: n = 0 = = 500 nm n, =. C C β) Ισχύει: n = 0 C = C = C =,5 0 m/s C n, m γ) Η ακτινοβοία διανύει απόσταση x = 4 m. x x Ισχύει: C = t = t = 4 8 t C,5 0 t = 0 9 s δ) Έστω Ν ο αριθμός των μηκών κύματος Ισχύει: N x = Ν = 4 Ν = N = 0, N = μήκη κύματος. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

53 ΘΕΜΑ 4ο α) Ισχύει: h f = e V C f = h min C min min = 5 0 m. = e V min C h = e V min ,6 0 = 9 66, β) Ισχύει: P 660 P = V I I = I = I = 8 0 A. V q γ) I = q = I t q = 8 0 q = 6 0 C T Ισχύει: q e 6 0,6 0 8 q = N e N = N = = 0 ηεκτρόνια 9 δ) Η ενέργεια του εκπεμπόμενου ηεκτρονίου είναι: 8 c 3 0 E = h f E = h Ε = 6,6 0 = 6, Η αρχική ενέργεια του επιταχυνόμενου ηεκτρονίου είναι: E arx 66 3 e V E =,6 0 0 = 3, 0 8 = arx 9 6 J Joule Στα 3, 0 6 J έχασε 6,6 0 6 J Στα 00 J X; 6 6, = 50 3, 0 X = 6 Άρα: 50%. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

54 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 00 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία συμπηρώνει σωστά την ημιτεή πρόταση. Α. Το ουράνιο τόξο είναι αποτέεσμα α. της απορρόφησης του φωτός από την ατμόσφαιρα. β. της μονοχρωματικότητας του ηιακού φωτός. γ. του διασκεδασμού και της οικής ανάκασης του ευκού φωτός. δ. των ιδιοτήτων της υπέρυθρης ακτινοβοίας. Α. Στους αμπτήρες πυρακτώσεως το νήμα του βοφραμίου είναι διαμορφωμένο σε πού πυκνές σπείρες. Αυτό γίνεται διότι α. το νήμα έτσι έχει μικρότερη αντίσταση. β. εαχιστοποιείται η απαγωγή θερμότητας από το εσωτερικό των σπειρών, με αποτέεσμα το νήμα να διατηρείται θερμότερο και να εκπέμπει περισσότερο φως. γ. αποφεύγεται η εξάχνωση του βοφραμίου. δ. το νήμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο που είναι απαραίτητο για τη ειτουργία του αμπτήρα. Α3. Η υπέρυθρη ακτινοβοία α. έχει μικρότερο μήκος κύματος στο κενό από την ορατή. β. προκαεί το μαύρισμα του δέρματός μας, όταν εκτιθέμεθα στον ήιο. γ. δεν προκαεί το φαινόμενο του φωσφορισμού. δ. συμμετέχει στην μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον. Α4. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις, που αναφέρονται στην πυρηνική σύντηξη των πυρήνων H με τον κύκο πρωτονίου-πρωτονίου, είναι άθος; α. Τέσσερις πυρήνες H συντήκονται και δημιουργούν ένα πυρήνα 4 He β. Οι πυρήνες H πρέπει να έχουν πού μεγάη κινητική ενέργεια, ώστε να πησιάσουν σε απόσταση που δρουν οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις. γ. Η συνοική αντίδραση είναι ενδόθερμη. δ. Οι πυρηνικές αυτές αντιδράσεις πιστεύεται ότι συμβαίνουν στο εσωτερικό του Ηίου και των άων άστρων. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

55 Α5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασμένη. ΘΕΜΑ Β α. Η μονάδα ατομικής μάζας u ορίζεται ως το της μάζας του πυρήνα του 6 O 8 β. Οι ακτίνες Χ είναι ταχέως κινούμενα ηεκτρόνια. γ. Η φθορίζουσα ουσία στους αμπτήρες φθορισμού απορροφά υπεριώδη ακτινοβοία και εκπέμπει ορατή. δ. Η θεωρία των κβάντα δεν αναιρεί την κυματική φύση του φωτός. ε. Οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις είναι διαφορετικές, όταν αναπτύσσονται μεταξύ δύο πρωτονίων και διαφορετικές, όταν αναπτύσσονται μεταξύ δύο νετρονίων. Β. Μονοχρωματική ακτίνα φωτός διαπερνά διαδοχικά δύο οπτικά υικά με δείκτες διάθασης n και n αντίστοιχα, όπου n =,5 n d n d n Η ακτίνα προσπίπτει κάθετα στις διαχωριστικές επιφάνειες των δύο οπτικών υικών, όπως φαίνεται στο σχήμα. Τα δύο οπτικά υικά έχουν πάχος d και d αντίστοιχα. Στο οπτικό υικό με δείκτη διάθασης n το πάχος d ισούται με 0 5 μήκη κύματος της ακτινοβοίας στο μέσο αυτό. Με πόσα μήκη κύματος της ακτινοβοίας στο μέσο με δείκτη διάθασης n ισούται το πάχος d; α) 0 5, β) 0,75 0 5, γ) Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (μονάδες 6). Μονάδες 8 Β. Δύο δέσμες ακτίνων Χ παράγονται από συσκευές στις οποίες η τάση μεταξύ ανόδουκαθόδου είναι V για την πρώτη δέσμη και V για τη δεύτερη. Οι δέσμες προσπίπτουν σε μια πάκα. Η πρώτη δέσμη απορροφάται πήρως από την πάκα, ενώ η δεύτερη την διαπερνά. Ποια από τις παρακάτω συνθήκες ισχύει; α) V > V, β) V < V, γ) V = V Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (μονάδες 6). Μονάδες 8 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

56 B3. Ένας πυρήνας Χ με μαζικό αριθμό 50 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 7,5 ΜeV, διασπάται σε πυρήνες: ) τον Υ με μαζικό αριθμό 00 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 8,8 ΜeV και ) τον Ω με μαζικό αριθμό 50 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο 8, ΜeV. Κατά την διαδικασία αυτή α) εκύεται ενέργεια. β) απορροφάται ενέργεια. γ) ούτε εκύεται ούτε απορροφάται ενέργεια. Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (μονάδες 7). Μονάδες 9 ΘΕΜΑ Γ Ηεκτρόνια επιταχύνονται από τάση V και στη συνέχεια προσπίπτουν σε άτομα υδρογόνου, τα οποία βρίσκονται στη θεμειώδη τους κατάσταση. Κατά την πρόσπτωση αυτή τα άτομα του υδρογόνου διεγείρονται στην 3 η διεγερμένη κατάσταση (n = 4). Να υποογισθεί: Γ. Το μέτρο της στροφορμής του ηεκτρονίου ενός διεγερμένου ατόμου υδρογόνου το οποίο βρίσκεται στην τροχιά με n = 4. Γ. Η εάχιστη τιμή της τάσης V με την οποία επιταχύνθηκαν τα ηεκτρόνια που προκάεσαν τη διέγερση των ατόμων του υδρογόνου. Γ3. Ο όγος των κινητικών ενεργειών K 4 /K των ηεκτρονίων του ατόμου του υδρογόνου, όπου Κ η κινητική ενέργεια του ατόμου στην τροχιά με n = και Κ 4 η κινητική ενέργεια του ατόμου στην τροχιά με n = 4. Μονάδες 7 Γ4. Η δυναμική ενέργεια του ηεκτρονίου στην τροχιά με n = 4. Μονάδες 7 Δίνονται: Ε = 3,6 ev, η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμειώδη h 34 κατάσταση και ħ = = 0 J s π ΘΕΜΑ Δ Το 4 83 Bi (βισμούθιο) είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο. Οι πυρήνες του βισμουθίου μπορούν να διασπασθούν με δύο διαφορετικούς τρόπους, με διάσπαση α ή με διάσπαση β. Κατά τις διασπάσεις αυτές ο χρόνος υποδιπασιασμού του βισμουθίου είναι Τ / = 0 min. Κατά τη διάσπαση α παράγεται Τl (θάιο) και κατά την διάσπαση β παράγεται Ρο (ποώνιο). Η διάσπαση α πραγματοποιείται σε ποσοστό 0,4%, ενώ κατά το υπόοιπο ποσοστό πραγματοποιείται η διάσπαση β. Τη χρονική στιγμή t 0 = 0 διαθέτουμε ένα δείγμα Ν 0 = 9,6 0 8 πυρήνων 4 83 Bi. Δ. Να γράψετε τις πυρηνικές αντιδράσεις διάσπασης α και β που πραγματοποιούνται. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3