Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Β΄ θέμα 21657

prism rainbow

Η ανάλυση του φωτός μέσω ένα πρίσματος. Έχουμε το φαινόμενο της διάθλασης και του διασκεδασμού στη πράξη.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τον δείκτη διάθλασης και μία ερώτηση από τις διεγέρσεις – αποδιεγέρσεις ατόμου.

Την άσκηση μας λύνει ο συγγραφέας Νεκτάριος Πρωτοπαπάς. Ο Νεκτάριος έχει μια παρουσία που ξεχωρίζει στα βιβλία φυσικής για το Δημοτικό – Γυμνάσιο και Λύκειο. Μοναδικό του στοιχείο είναι η διδακτική του πρόταση, η πληθώρα των παραδειγμάτων με συγκεκριμένο διδακτικό στόχο, και τόσα άλλα.

Το ότι βρίσκει χρόνο, να μας στέλνει τις λύσεις του, μας κάνει περήφανους.

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Μια ακτίνα φωτός εισέρχεται από το γυαλί που έχει δείκτη διάθλασης n1 στον αέρα που έχει δείκτη διάθλασης n2, όπως φαίνεται στο σχήμα.

21657 b thema gen

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Αν λ1 είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο γυαλί και λ2 είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στον αέρα, ισχύει ότι:

α. λ1 = λ2 ,                                        β. λ1 > λ2 ,                                             γ. λ1 < λ2

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Δίνεται ότι Ε1 = -13,6 eV είναι η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμελιώδη κατάσταση.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η πιο μικρή τιμή ενέργειας ενός φωτονίου που μπορεί να προκαλέσει διέγερση στο άτομο του υδρογόνου, είναι:

α. 10,2 eV                                        β. -10,2 eV                                              γ. 3,4 eV

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή η επιλογή γ .

Β.

Από την πορεία της ακτίνας φωτός που έχει σχεδιαστεί παρατηρούμε ότι η γωνία πρόσπτωσης είναι μικρότερη από τη γωνία διάθλασης. Αυτό σημαίνει ότι η ακτίνα φωτός διέρχεται από οπτικά πυκνότερο μέσο προς οπτικά αραιότερο και επομένως n1 > n.

Για τα μήκη κύματος των δύο ακτινοβολιών στα μέσα (1) και (2) θα ισχύει:

n1 = λ0 / λ1 λ1 = λ0 / n1

n2 = λ0 / λ2 λ2 = λ0 / n2

Διαιρώντας κατά μέλη τις παραπάνω σχέσεις προκύπτει:

λ1 / λ2 = n2 / n1

Και επειδή n1 > n2 θα προκύψει λ1 < λ2.

Σχόλιο: Θα μπορούσαμε να δικαιολογήσουμε το θέμα και ως εξής:

Αφού το μέσο (1) είναι το γυαλί και το μέσο (2) ο αέρας, γνωρίζουμε ότι η ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβολίας στο γυαλί είναι μικρότερη από την ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβολίας στον αέρα, δηλαδή υ1 < υ2.

Σύμφωνα με τη θεμελιώδη εξίσωση της κυματικής για την παραπάνω ακτινοβολία σε κάθε μέσο και με δεδομένο ότι η συχνότητά της θα είναι ίδια και στα δύο μέσα, θα ισχύουν:              

υ1 = λ1f  και υ2 = λ2f

Και επειδή υ1 < υ2 θα προκύψει λ1 < λ2.

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – αναλυθεί από τον καθηγητή στην τάξη με τον παραπάνω τρόπο.

Β2.

Α.

Σωστή η επιλογή α .

Β.

Οι επιτρεπόμενες τιμές της ενέργειας του ατόμου του υδρογόνου προσδιορίζονται από τη σχέση :

Εn = E1 / n2.

Η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στην 1η διεγερμένη κατάσταση (n = 2) είναι :

Ε2 = E1 / 22 ⇒ Ε2 = (- 13,6 / 4) eV ⇒ Ε2 = – 3,4 eV .

Η μικρότερη δυνατή διέγερση που μπορεί να προκληθεί στο άτομο του υδρογόνου είναι κατά τη μετάβασή του από την θεμελιώδη κατάσταση στην 1η διεγερμένη για την οποία απαιτείται ενέργεια :

ΔΕ = Ε2 – Ε1 ⇒ ΔΕ = – 3,4 eV – (- 13, 6 eV) ⇒ ΔΕ = 10,2 eV.

Αυτή είναι και η πιο μικρή τιμή της ενέργειας που θα πρέπει να έχει ένα φωτόνιο για να προκαλέσει τη διέγερση.

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

Μας άρεσε πολύ η λύση του συγγραφέα Νεκτάριου Πρωτοπαπά.

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

Advertisements

One thought on “Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Β΄ θέμα 21657

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