שאלה מספר 1 פתרון מבחן פיזיקה 5 יח"ל טור א' שדה מגנטי ורמות אנרגיה פרק א שדה מגנטי (1 נקודות) על פי כלל יד ימין מדובר בפרוטון: האצבעות מחוץ לדף בכיוון השדה המגנטי, כף היד ימינה בכיוון הכוח ולכן האגודל מעלה בכיוון תנועת המטען החיובי. הפרוטון ימשך ללוח השלילי לכן בפוטנציאל גבוה יותר. או: הכוח על הפרוטון פועל בכיוון השדה החשמלי כלומר מ- לשלילי לכן. P 1, P 2 ל-. שדה חשמלי מהלוח החיובי שימור אנרגיה כדי שהחלקיק יחזור ללוח הוא צריך להשלים חצי מעגל שרדיוסו המרבי הוא.R=1[cm]=.1[m] ככל שהרדיוס גדל,השדה מגנטי קטן, לכן B מינימלי כאשר R מקסימלי. 1. בין A ל- C תנועה שוות תאוצה בקו ישר בהשפעת כוח קבוע C H המקביל לכיוון התנועה. בין C ל- H תנועה מעגלית במהירות קבועה בגודלה A D בהשפעת כוח קבוע הניצב לכיוון התנועה. בין H ל- D תנועה שוות תאוצה בקו ישר בהשפעת כוח קבוע המנוגד לכיוון התנועה >> האטה. 2 ה. חלקיק החל ממנוחה ב- A, האיץ ונכנס לשדה המגנטי בנק' C במהירות. בשדה המגנטי המהירות קבועה לכן יוצא מנק' H במהירות. מ- H עד D נע בהשפעת כוח מעכב הזהה לכוח המאיץ שפועל בין A ל- C ולכן יעצור רגעית כאשר יגיע ללוח, ולכן. על החלקיק פועל כוח מ- ל- לכן יאיץ מ- לD -H ויכנס לשדה המגנטי במהירות. כדי שמסלולו יפנה לעבר C יש לשנות את כיוון השדה המגנטי לתוך הדף ) Χ ( ואז יחזור על עקבותיו עד A. ה.
שאלה מספר 2 מאחר שנתונים אלקטרונים, לפי כלל יד ימין: כף היד ימינה בכיוון הכוח, האגודל נגד כיוון תנועתם לכן האצבעות בכיוון השדה B, פנימה לתוך הדף ) Χ ). בשלב ההאצה:.16 d^2 [m^2] 2 8 18 32.12.1.4.9.16.8.4 V [V] (3) מסעיף ב': מאחר שהזמן תלוי רק בגדלים קבועים ואיננו תלוי במתח ההאצה V, הרי שהוא לא משתנה מניסוי לניסוי, לכן התשובה היא c.
פרק ב קרינה וחומר (1 נקודות) הקווים שייכים לספקטרום הבליעה. הם נוצרים כאשר פוטון מהקרינה הפוגעת מוסר אנרגיה לאטום הכספית וגורם לעורר אלקטרון מרמת היסוד לרמה גבוהה יותר. בתרשים 2 הוגדרה רמת היסוד כבעלת אנרגיה ) ( ושאר הרמות שורטטו יחסית אליה. בתרשים 1 הוגדרה רמת היינון כבעלת אנרגיה ) ). אנרגיית היינון היא [ev] 1.4, זוהי האנרגיה המינימלית שיש להעניק לאלקטרון ברמת היסוד כדי לשחררו מהאטום, לכן : ובהתאמה: n = 4 n = 3 n = 2 בספקטרום הפליטה יהיו 6 קווים מאחר ש- תעורר את האטום לרמה = 4 n ולכן,1 4,3 4,1 3,2 4,1 2.2 3 תחום אנרגיות אור נראה n = 1. יש רק 2 קווים השייכים לתחום האור הנראה: ו- מאחר שאנרגית הפוטון אינה מתאימה לאחת האנרגיות של הכספית ומאחר שהעברת אנרגית הפוטון לאטום מתרחשת רק אם יש התאמה מדויקת, אטום הכספית לא יעורר. מאחר שאנרגיית הפוטון הפוגע מעל אנרגיית היינון, האלקטרון מאטום הכספית ישתחרר עם אנרגיה קינטית:
שאלה מספר 1 פתרון מבחן פיזיקה 5 יח"ל טור ב' שדה מגנטי ורמות אנרגיה פרק א שדה מגנטי (1 נקודות) על פי כלל יד ימין מדובר באלקטרון: האצבעות לתוך הדף בכיוון השדה המגנטי, כף היד ימינה בכיוון הכוח ולכן האגודל מטה נגד כיוון תנועת המטען השלילי. הפרוטון ימשך ללוח החיובי לכן בפוטנציאל גבוה יותר, לכן., שימור אנרגיה כדי שהחלקיק יחזור ללוח הוא צריך להשלים חצי מעגל שרדיוסו המרבי הוא.R=1[cm]=.1[m] X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X C H A D ככל שהרדיוס גדל,השדה מגנטי קטן, לכן B מינימלי כאשר R מקסימלי. 1. בין A ל- C תנועה שוות תאוצה בקו ישר בהשפעת כוח קבוע המקביל לכיוון התנועה. בין C ל- H תנועה מעגלית במהירות קבועה בגודלה בהשפעת כוח קבוע הניצב לכיוון התנועה. בין H ל- D תנועה שוות תאוצה בקו ישר בהשפעת כוח ה. קבוע המנוגד לכיוון התנועה >> האטה. 2 ה. חלקיק החל ממנוחה ב- A, האיץ ונכנס לשדה המגנטי בנק' C במהירות. בשדה המגנטי המהירות קבועה לכן יוצא מנק' H במהירות. מ- H עד D נע בהשפעת כוח מעכב הזהה לכוח המאיץ שפועל בין A ל- C ולכן יעצור רגעית כאשר יגיע ללוח, ולכן. על החלקיק פועל כוח מ- ל- לכן יאיץ מ- לD -H ויכנס לשדה המגנטי במהירות. כדי שמסלולו יפנה ( ואז יחזור על עקבותיו עד A. לעבר C יש לשנות את כיוון השדה המגנטי החוצה מן הדף )
שאלה מספר 2 מאחר שנתונים פרוטונים, לפי כלל יד ימין: כף היד ימינה בכיוון הכוח, האגודל בכיוון תנועתם לכן האצבעות בכיוון השדה B, החוצה מהדף ).( בשלב ההאצה: d^2 [m^2].4 1 4 9 16.3.225.9.225.36.2.1 V [V] (3) מסעיף ב': מאחר שהזמן תלוי רק בגדלים קבועים ואיננו תלוי במתח ההאצה V, הרי שהוא לא משתנה מניסוי לניסוי, לכן התשובה היא c.
פרק ב קרינה וחומר (1 נקודות) הקווים שייכים לספקטרום הבליעה. הם נוצרים כאשר פוטון מהקרינה הפוגעת מוסר אנרגיה לאטום הכספית וגורם לעורר אלקטרון מרמת היסוד לרמה גבוהה יותר. בתרשים 2 הוגדרה רמת היסוד כבעלת אנרגיה ) ( ושאר הרמות שורטטו יחסית אליה. בתרשים 1 הוגדרה רמת היינון כבעלת אנרגיה ) ). אנרגיית היינון היא [ev] 5.39, זוהי האנרגיה המינימלית שיש להעניק לאלקטרון ברמת היסוד כדי לשחררו מהאטום, לכן : ובהתאמה: n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 בספקטרום הפליטה יהיו 6 קווים מאחר ש- תעורר את האטום לרמה = 4 n ולכן,1 4,3 4,1 3,2 4,1 2.2 3 תחום אנרגיות אור נראה. יש רק 3 קווים השייכים לתחום האור הנראה:, ו- מאחר שאנרגית הפוטון אינה מתאימה לאחת מרמות האנרגיה של הליתיום ומאחר שהעברת אנרגית הפוטון לאטום מתרחשת רק אם יש התאמה מדוייקת, אטום הליתיום לא יעורר. מאחר שאנרגיית הפוטון הפוגע מעל אנרגיית הינון, האלקטרון מאטום הליתיום ישתחרר עם אנרגיה קינטית :