ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 00 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. 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 17,61 7,97 36,93 8,46 Γ 49,5 8, ,7 7,57 Σταθερότερος είναι ο πυρήνας του χηµικού στοιχείου: α. Α, β., γ. Γ, δ..

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. ύο µονοχρωµατικές ηεκτροµαγνητικές ακτινοβοίες Α και µε συχνότητες, αντίστοιχα, f και f τέτοιες, ώστε f = f, διαδίδονται στο κενό. Αν Α είναι το µήκος κύµατος της ακτινοβοίας Α, τότε το µήκος κύµατος της ακτινοβοίας είναι ίσο µε: Α α. Α, β.. Να αιτιοογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3. 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

3 ΘΕΜΑ 3 ο Ένα ραδιενεργό ισότοπο του χηµικού στοιχείου Α έχει χρόνο ηµιζωής Τ 1/(Α) = 3, s. Ένα ραδιενεργό ισότοπο του χηµικού στοιχείου έχει χρόνο ηµιζωής Τ 1/() = 4Τ 1/(Α). Το ραδιενεργό ισότοπο Α, τη χρονική στιγµή t 0 = 0, έχει ενεργότητα 7, 10 5 q. 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 των ισοτόπων Α και αντίστοιχα. ίνεται ln = 0,7. ΘΕΜΑ 4 ο Μονάδες 9 Α, όπου Α και 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. Οι ακτινοβοίες Α και 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, Ηz και κάθε φωτόνιο της ακτινοβοίας έχει µήκος κύµατος στον αέρα (κενό) 0() = 413, m. α. Να υποογίσετε: α.1 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. Μονάδες 6 β. Οι ακτινοβοίες Α και 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 t = s. Αν οι ταχύτητες διάδοσης των ακτινοβοιών Α και στο πακίδιο είναι c = c 1,51 και 0 c 1,53 c 0 = αντίστοιχα, να υποογίσετε: β.1 το µήκος κύµατος της ακτινοβοίας µέσα στο πακίδιο, β. το πάχος d του πακιδίου. Μονάδες 6

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

5 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 ο ΘΕΜΑ ο 1 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:. α c Α = f Α c c = = f f = 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 1/(Α) = 3, s Τ 1/() = 4 Τ 1/(Α) Ν/ t () = 7, 10 5 q α. Τ 1/(Α) = β. Ν t ln Α = 10-6 s -1 = Α Ν 0(Α) Ν 0(Α) = 3, πυρήνες γ. Τ 1/() = 4 Τ 1/(Α) ln ln = 4 = 4

6 ΘΕΜΑ 4 ο α α.1 Ε Α =hf E = 6, J s 4, Ηz E = 30, J E = 3, J α. E = E n E E n = E + E E n = -, J β β.1 Από τη σχέση = προκύπτει ότι ο δείκτης διάθασης του πακιδίου 1,53 για την ακτινοβοία είναι n = 1,53. () Άρα = = m n β. Ισχύει: d= t Όµοια: t = d t = d Επειδή: < θα είναι: t > t Και θα είναι: d d t=t t = 1,53d 1,51d 0,0d t = => t = => d = 1 10 m