Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β λυκείου Δ θέμα 21284

dynamic women movement

Η φωτογραφία μας δείχνει τις δυναμικές κινήσεις μιας σύγχρονης γυναίκας. Την αφιερώνουμε στις γυναίκες συναδέλφους, τις οποίες κρίνουμε δυναμικές.

Σας παρουσιάζουμε μια κλασική άσκηση από την οπτική, από την παράγραφο της διέγερσης ηλεκτρονίου με κρούση.

Την άσκηση μας λύνει η συνάδελφος Ελπίδα Ανδρουλιδάκη (την ευχαριστούμε) .

(καλωσορίζουμε την Ελπίδα στη παρέα μας)

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

ΘΕΜΑ Δ

Σωματίδια με κινητική ενέργεια 20 eV προσπίπτουν σε άτομα υδρογόνου που βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση. Τα άτομα διεγείρονται σε όλες τις πιθανές διεγερμένες καταστάσεις έως την τρίτη διεγερμένη (n = 4) και κατόπιν αποδιεγείρονται, επιστρέφοντας στη θεμελιώδη κατάσταση. Θεωρούμε ότι τα άτομα μετά την αλληλεπίδραση με τα σωματίδια παραμένουν ακίνητα.

Δίνονται η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμελιώδη κατάσταση Ε1 = -13,6 eV.

Δ1Να εξηγήσετε πόσες γραμμές θα έχει το φάσμα εκπομπής του υδρογόνου.

Δ2Να υπολογίσετε  σε eV την ενέργεια που θα έχει κάθε άτομο υδρογόνου, όταν αυτό βρεθεί στη τρίτη διεγερμένη κατάσταση (n = 4).

Θεωρούμε ότι κάθε σωματίδιο αλληλεπιδρά με ένα μόνο άτομο υδρογόνου.

Δ3Να βρείτε σε eV την ελάχιστη κινητική ενέργεια που μπορεί να έχει ένα σωματίδιο μετά την αλληλεπίδρασή του με ένα άτομο υδρογόνου.

Η ενέργεια ενός από τα φωτόνια που παρήχθησαν κατά τις αποδιεγέρσεις των ατόμων υδρογόνου από την ενεργειακή στάθμη με n = 4, είναι  Eφ1 = 2,55 eV.

Δ4. Να προσδιορίσετε τον κύριο κβαντικό αριθμό της ενεργειακής στάθμης στην οποία μετέβη ένα άτομο υδρογόνου, ώστε να παραχθεί το φωτόνιο αυτό.

ΛΥΣΗ

Δ1.

Οι γραμμές του φάσματος εκπομπής είναι τόσες όσα συνολικά είναι και τα διαφορετικής συχνότητας φωτόνια που παράγονται κατά την αποδιέγερση του ατόμου του υδρογόνου από τη n = 4 στη n = 1.

21284 b gen_1

Από το διάγραμμα ενεργειακών σταθμών προκύπτει ότι τα παραγόμενα φωτόνια (που είναι διαφορετικά) είναι 6.

Δ2

Η ενέργεια της διεγερμένης κατάστασης n :

En = E1 / n² ,

για την τρίτη διεγερμένη κατάσταση (n = 4) :

E4 = E1 / 4² ⇒ E4 = – 13,6 / 16 ⇒ E4 = – 0,85 eV .

Δ3

Aρχή διατήρησης της ενέργειας :

(κατά τη διέγερση με κρούση του ατόμου του υδρογόνoυ)

Καρχ = Κτελ + ΔΕδιεγ ⇒  Κτελ = Καρχ – ΔΕδιεγ … (Ι)

Η  Κτελ είναι η ελάχιστη δυνατή όταν η  ΔΕδιεγ (ενέργεια διέγερσης) είναι η μέγιστη δυνατή, δηλαδή από τη n = 1 μέχρι τη n = 4 .

ΔΕδιεγ = (E4 – E1) ⇒ ΔΕδιεγ = (- 0,85 – (- 13,6)) ⇒ ΔΕδιεγ = 12,75 eV .

Από την εξίσωση (Ι) :

(I) ⇒ Κτελ = Καρχ – ΔΕδιεγ ⇒ Κτελ = 20 – 12,75 ⇒ Κτελ = 7,25 eV .

Δ4.

Αρχή διατήρησης της ενέργειας για το φωτόνιο :

(η γενικότερη μορφή, όπου ΔEαποδ η ενέργεια αποδιέγερσης από την n = 4 στη n)

Εhf = ΔEαποδ ⇒ Eφ1 = E4 – En ⇒ En = E4 – Eφ1 ⇒ En = – 0,85 – 2,55 ⇒ En = – 3,4 eV .

Η ενέργεια En :

En = E1 / n² ⇒ n² = E1 / En ⇒ n² = – 13,6 / (- 3,4) ⇒ n² = 4 ⇒ n = 2 .

Μια όμορφη λύση από την συνάδελφο.

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

Advertisements

2 thoughts on “Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β λυκείου Δ θέμα 21284

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s