Φυσική ΘΕΜΑ Α γενικής παιδείας Να γράψετε τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω προτάσεις Α-Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Σύμφωνα με το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου α. το ηλεκτρόνιο εκπέμπει συνεχώς ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία β. η στροφορμή του ηλεκτρονίου μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή γ. το άτομο αποτελείται από μία σφαίρα θετικού φορτίου ομοιόμορφα κατανεμημένου δ. το ηλεκτρόνιο κινείται μόνο σε επιτρεπόμενες τροχιές. Α. Η υπεριώδης ακτινοβολία α. είναι ορατή με γυμνό μάτι β. δεν προκαλεί αμαύρωση των φωτογραφικών πλακών γ. συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον δ. δεν προκαλεί φθορισμό σε διάφορα σώματα. Α3. Για να παράγουμε πιο μαλακές ακτίνες Χ, πρέπει: α. να μειώσουμε τη θερμοκρασία της καθόδου β. να ελαττώσουμε την τάση μεταξύ της ανόδου και της καθόδου γ. να αυξήσουμε το πάχος του υλικού της ανόδου δ. να αυξήσουμε την πίεση του αερίου του σωλήνα. Α4. Η ολική ενέργεια του ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου είναι πάντα αρνητική, διότι: α. δεν υπάρχει αρνητική ενέργεια στη φύση β. για την απομάκρυνση του ηλεκτρονίου από το άτομο του υδρογόνου απαιτείται προσφορά ενέργειας γ. καθώς επιταχύνεται το ηλεκτρόνιο παίρνουμε ενέργεια δ. το ηλεκτρόνιο έχει πάντα αρνητική ενέργεια.
Α5. Το γραμμικό μέρος του φάσματος των ακτίνων Χ οφείλεται: α. στο αέριο που περιέχει ο σωλήνας παραγωγής των ακτίνων Χ β. στη διέγερση των ατόμων της καθόδου γ. στη διέγερση των ατόμων της ανόδου δ. στο ηλεκτρικό πεδίο που επιταχύνει τα ηλεκτρόνια Α6. Να γράψετε το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος για τη λανθασμένη.. Για να γίνει διέγερση με κρούση, πρέπει το άτομο να συγκρουστεί αποκλειστικά με ηλεκτρόνιο.. Το ατομικό πρότυπο του Bohr μπορεί να ερμηνεύσει και το φάσμα των ατόμων που έχουν δύο ή περισσότερα ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στιβάδα. 3. Για να μπορεί το κινούμενο ηλεκτρόνιο να προκαλέσει διέγερση ενός ατόμου υδρογόνου, 3 πρέπει η κινητική του ενέργεια να είναι: K E, όπου E η ενεργειακή στάθμη του ατόμου που 4 αντιστοιχεί στον κβαντικό αριθμό n =. 4. Οι ακτίνες Χ παράγονται όταν ηλεκτρόνια μεγάλης ταχύτητας που έχουν επιταχυνθεί από υψηλή τάση προσπίπτουν σε μεταλλικό στόχο. 5. Το φάσμα των ακτίνων Χ είναι χαρακτηριστικό του υλικού της ανόδου. ΘΕΜΑ Β Μονάδες 5 Β. Το ηλεκτρόνιο ενός ατόμου υδρογόνου που βρίσκεται στην τρίτη διεγερμένη ενεργειακή κατάσταση, αποδιεγείρεται μεταβαίνοντας απευθείας στη θεμελιώδη κατάσταση όπου έχει E συνολική ενέργεια Ε εκπέμποντας φωτόνιο ενέργειας Ε. Για το πηλίκο των ενεργειών E ισχύει E 6 E ότι: α) β) E 5 E γ) E 5 E 6 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Β. Μία ακτίνα μονοχρωματικού φωτός περνάει από ένα διαφανές υλικό Α πάχους d σε δεύτερο διαφανές υλικό Β ίσου πάχους, κάθετα
στη διαχωριστική τους επιφάνεια, όπως στο σχήμα. Αν t είναι ο χρόνος διέλευσης της ακτίνας t από το Α και t ο χρόνος διέλευσης από το Β, τότε. Ο δείκτης διάθλασης του υλικού Α για t 5 την ακτίνα αυτού του φωτός είναι n=,. Ο δείκτης διάθλασης n του υλικού Β είναι ίσος με: α.,4 β. 3 γ.,5 Α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Β3. Σε έναν σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ, η διαφορά δυναμικού μειώνεται κατά 0%. Το ελάχιστο μήκος κύματος των ακτίνων Χ θα: α. αυξηθεί κατά 5 % β. αυξηθεί κατά 0 % γ. αυξηθεί κατά 0 %. α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. ΘΕΜΑ Γ Σε μια συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ, τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται από την κάθοδο χωρίς αρχική ταχύτητα, επιταχύνονται εξαιτίας της τάσης V μεταξύ ανόδου και καθόδου και φτάνουν στην άνοδο με ταχύτητα μέτρου 7 4 0 m/s. Γ) Να υπολογίσετε την κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων τη χρονική στιγμή που φτάνουν στην άνοδο. Γ) Να υπολογίσετε την τάση V μεταξύ της ανόδου και της καθόδου. Γ3) Έστω ότι ένα από αυτά τα ηλεκτρόνια συγκρούεται διαδοχικά με τρία άτομα του υλικού της ανόδου μέχρι να ακινητοποιηθεί. Στην πρώτη κρούση χάνει το /9 της κινητικής του ενέργειας. Να υπολογίσετε το μήκος κύματος στο κενό, για το φωτόνιο που εκπέμπεται λόγω της μείωσης της ταχύτητας του ηλεκτρονίου στην πρώτη κρούση. 3
Γ4) Το φωτόνιο που εκπέμπεται κατά την πρώτη κρούση, διέρχεται μέσα από διαφανές υλικό που έχει δείκτη διάθλασης ίσο με,5. Να υπολογίσετε την ταχύτητα, το μήκος κύματος και την ενέργεια του φωτονίου κατά τη διάδοσή του μέσα στο υλικό. Δίνονται: η σταθερά του Planck h = 3 0 8 m/s, η μάζα του ηλεκτρονίου 9 e,6 0 C. 34 6,6 0 J s, η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό co = 3 me 9 0 kg και το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο 6 Για τους υπολογισμούς σας να θεωρήσετε ότι h c 0 0 J m. Μια ποσότητα αερίου υδρογόνου αποτελούμενη από άτομα που αρχικά βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση, βομβαρδίζεται από ταχέως κινούμενα ηλεκτρόνια. Τα άτομα του αερίου διεγείρονται σε κάποια ενεργειακή στάθμη. Εάν στο ΘΕΜΑ Δ φάσμα εκπομπής του αερίου αυτού εμφανίζεται μόνο μία γραμμή που ανήκει στο ορατό, να υπολογίσετε: Δ) τη στάθμη μέγιστης ενέργειας στην οποία είναι δυνατόν να διεγέρθηκαν τα άτομα, O Δ) ποια είναι η ελάχιστη κινητική ενέργεια Κmin που πρέπει να έχει ένα ηλεκτρόνιο για να προκαλέσει αυτή τη διέγερση Δ3) από πόσες γραμμές αποτελείται το φάσμα εκπομπής του αερίου και πόσο είναι το μικρότερο μήκος κύματος του φάσματος αυτού; Δ4) Ένα κινούμενο ιόν με κινητική ενέργεια όση και το φωτόνιο με το μικρότερο μήκος κύματος του φάσματος εκπομπής που περιγράψαμε, συγκρούεται με ένα άτομο υδρογόνου που βρίσκεται στη η διεγερμένη στάθμη. Πόση είναι η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου μετά την κρούση; Να θεωρήσετε ότι τα άτομα του υδρογόνου παραμένουν ακίνητα κατά τη διάρκεια των αλληλεπιδράσεων. Δίνονται: η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμελιώδη κατάσταση E σταθερά του Planck ότι ev =,6 0-9 J. 34 3,6eV, η h 6,6 0 J s, η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό c0 = 3 0 8 m/s και 4
6,6 3 Για διευκόλυνση στους υπολογισμούς σας να θεωρήσετε ότι:.,09,6 ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζόμενους). Στο εξώφυλλο να γράψετε το εξεταζόμενο μάθημα. Στο εσώφυλλο πάνω-πάνω να συμπληρώσετε τα Ατομικά στοιχεία μαθητή. Στην αρχή των απαντήσεών σας να γράψετε πάνω-πάνω την ημερομηνία και το εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο και να μη γράψετε πουθενά στις απαντήσεις το όνομά σας.. Να γράψετε το Ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Τυχόν σημειώσεις σας πάνω στα θέματα δε θα βαθμολογηθούν σε καμία περίπτωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό με μελάνι που δε σβήνει. 4. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. Διάρκεια εξέτασης: τρεις(3) διδακτικές ώρες [50 ]. 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης:.30. ΑΠΑΓΟΡΕΥΟΝΤΑΙ ΤΑ ΚΙΝΗΤΑ 5