Δx

Transcript

1 Ποια είναι η ελάχιστη αβεβαιότητα της ταχύτητας ενός φορτηγού μάζας 2 τόνων που περιμένει σε ένα κόκκινο φανάρι (η η μέγιστη δυνατή ταχύτητά του) όταν η θέση του μετράται με αβεβαιότητα 1 x m. Δx

2 α) Αν φωτίσουμε ένα κόκκινο τριαντάφυλλο με πράσινο φως αυτό φαίνεται Α) λευκό Β) μαύρο Γ) κόκκινο Δ) πράσινο Απάντηση : μαύρο β) Εξηγείστε την απάντηση σας στο (α). Ποιο φαινόμενο συμβαίνει και τι ακριβώς σε επίπεδο μορίου; Απαντηση: Το τριανταφυλλο φαινεται κοκκκινο όταν το φωτιζουμε με λευκο φως επειδη απορροφα όλα τα μηκη κυματος, εκτος από το κοκκινο. Αυτό συμβαίνει επειδη στα μορια του τριανταφυλλου τα ηλεκτρονια διεγειρονται σε υψηλοτερες ενεργειακες στάθμες απορροφώντας φωτονια με μηκη κυματος μικρότερα από ~600 nm. Στη συνεχεια τα ηλεκτρονια αυτά αποδιεγειρονται, αλλα η ενεργεια αυτή μετατρεπεται σε θερμοτητα, γιατί το τριαντάφυλλο είναι στερεό και η αποδιέγερση γίνεται κυρίως μεταξύ δονητικών και περιστροφικών καταστάσεων. Τα φωτονια που αντιστοιχουν σε κοκκινο χρωμα ανακλωνται/σκεδαζονται και φθανουν στα ματια μας. Αν το φωτισουμε με πρασινο φως αυτό θα απορροφηθει και δεν θα φτάσει καθολου φως στα ματια μας. Άρα θα φαινεται μαυρο. γ) Που βρίσκει εφαρμογή το φαινόμενο; Περιγράψτε την λειτουργία κάποιου οργάνου που χρησιμοποιεί αυτό το φαινόμενο. Απαντηση: Φασματομετρο απορροφησης (περιγραφη βλ. βιβλιο)

3 α) Αν φωτίσουμε με μπλε φως ένα υλικό που φθορίζει, αυτό πιθανότατα θα φαίνεται στα μάτια μας Α) λευκό Β) μαύρο Γ) πρασινο Δ) μπλε Απάντηση : κόκκινο β) Εξηγείστε την απάντηση σας στο (α). Τι ακριβώς συμβαίνει σε επίπεδο μορίου; Σχεδιάστε τις ενεργειακές μεταβάσεις. Απαντηση: Το αντικειμενο φαινεται πρασινο όταν το φωτιζουμε με μπλε φως λογω φθορισμου. Στα μορια του αντικειμενου, τα ηλεκτρονια διεγειρονται σε υψηλοτερη ενεργειακη σταθμη απορροφωντας φωτονια. Στη συνεχεια τα ηλεκτρονια αυτά αποδιεγειρονται σε κατωτερη δονητικη σταθμη και στη συνεχεια αποδιεγειρονται εκπεμποντας φωτονιο μικροτερης ενεργειας επειδη μερος της ενεργειας μετατραπηκε σε δονητικη ενεργεια. Αρα λ 2 > λ 1. Μονο το πρασινο εχει λ 2 > λ 1. γ) Που βρίσκει εφαρμογή το φαινόμενο; Περιγράψτε την λειτουργία κάποιου ερευνητικού οργάνου που χρησιμοποιεί αυτό το φαινόμενο. Απαντηση: Φασματομετρο φθορισμου (περιγραφη βλ. βιβλιο)

4 Παλαιό θέμα εξετάσεων Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με φάσμα που φαίνεται στο σχήμα 1 περνά μέσα από δείγμα ουσίας που αποτελείται από διατομικά μόρια. Το φάσμα ακτινοβολίας που εξέρχεται, φαίνεται στο σχήμα 2. Η καμπύλες εκφράζουν ένταση ακτινοβολίας Ι σε συνάρτηση με τη συχνότητα f. α) Το φάσμα (2) είναι : A) φάσμα απορρόφησης υπεριώδους Β) φάσμα απορρόφησης υπερύθρου Γ) φάσμα εκπομπής ορατού Δ) φάσμα εκπομπής μικροκυμάτων β) Οι γραμμές στο φάσμα οφείλονται σε : Α) διεγέρσεις ηλεκτρονίων σε ανώτερες στάθμες ενέργειας Β) αποδιεγέρσεις ηλεκτρονίων σε κατώτερες στάθμες ενέργειας Γ) διεγέρσεις δονητικών καταστάσεων μορίων σε ανώτερες στάθμες ενέργειας Δ) αποδιεγέρσεις δονητικών καταστάσεων μορίων σε κατώτερες στάθμες ενέργειας γ) Για ποιο λόγο οι γραμμές ισαπέχουν μεταξύ τους; Που οφείλονται; Κάνετε ένα διάγραμμα ενεργειακών σταθμών και εξηγείστε. δ) Υπολογίστε (κατά προσέγγιση) την απόσταση ΔΕ των ενεργειακών σταθμών (σε ev).

5 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με φάσμα που φαίνεται στο σχήμα (1) περνά μέσα από δείγμα αερίου υδρογόνου. Το φάσμα ακτινοβολίας που εξέρχεται, φαίνεται στο σχήμα (2). Η καμπύλες εκφράζουν ένταση ακτινοβολίας Ι σε συνάρτηση με το μήκος κύματος λ. α) Το φάσμα 2 είναι : A) φάσμα απορρόφησης ορατού Β) φάσμα απορρόφησης υπερύθρου Γ) φάσμα εκπομπής υπεριώδους Δ) φάσμα εκπομπής μικροκυμάτων β) Οι γραμμές στο φάσμα οφείλονται σε : Α) διεγέρσεις ηλεκτρονίων σε ανώτερες στάθμες ενέργειας Β) αποδιεγέρσεις ηλεκτρονίων σε κατώτερες στάθμες ενέργειας Γ) διεγέρσεις δονητικών καταστάσεων μορίων σε ανώτερες στάθμες ενέργειας Δ) αποδιεγέρσεις δονητικών καταστάσεων μορίων σε κατώτερες στάθμες ενέργειας γ) Κάνετε ένα διάγραμμα ενεργειακών σταθμών και εξηγείστε πως παράγονται οι συγκεκριμένες 3 φασματικές γραμμές. δ) Τι χρώμα θα έχει η ορατή ακτινοβολία που εξέρχεται από το δείγμα;

6 Τα παρακάτω φάσματα εκφράζουν την ένταση ακτινοβολίας που περνά μέσα από το αντίστοιχο υλικό, σε συνάρτηση με το μήκος κύματος α) Ποιο είναι το χρώμα του φωτός που περνά μέσα από ένα λεπτό φύλλο υλικού για κάθε περίπτωση; (λευκό, μαύρο η κόκκινο;) Α Β C. D. β) Ποιο υλικό είναι κατάλληλο για προστασία από τον ήλιο (αντηλιακό); Εξηγείστε γιατί. γ) Περιγράψτε τις πιθανές ενεργειακές μεταβάσεις που είναι υπεύθυνες για την απορρόφηση στο φάσμα που επιλέξατε στην ερώτηση (β).

7 Παλαιό θέμα εξετάσεων α) Συμπληρώστε τα κενά: Το 3 H είναι ένα.... του υδρογόνου με Ζ =.., Α =. και Ν =.. β) Ποιοι από τους ακόλουθους πυρήνες δίνουν σήμα NMR ; 1 H, 3 H, 12 C, 13 C, 14 C, 15 N, 16 O γ) Αν υποθέσουμε ότι ένας πυρήνας που εχει τοποθετηθεί σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έχει δυο ενεργειακά επίπεδα Ε 1 και Ε 2 που προκύπτουν από το ότι η πυρηνική ιδιοστροφορμή του έχει κατεύθυνση είτε προς τα πάνω ειτε προς τα κάτω, η συχνότητα συντονισμού του (που αντιστοιχεί σε μια κορυφή στο φάσμα NMR) είναι : A) E 1 /h, B) E 2 /h, Γ) E 1 E 2 /h, Δ) (E 1 -E 2) /h δ) Τι θα συμβεί στην απόσταση δυο κορυφών στο φάσμα NMR, αν αυξηθεί το μαγνητικό πεδίο; A) θα αυξηθεί Β) θα μειωθεί Γ) θα παραμείνει η ίδια Δ) δεν μπορούμε να ξέρουμε ε) Με βάση το (δ), τι πλεονέκτημα έχουν φασματόμετρα NMR που μπορούν να παράγουν ισχυρό μαγνητικό πεδίο;