Φυσική Γενικής Παιδείας

Γ΄ Λυκείου 2004

Με μονάδα μέτρησης το μέσο επίπεδο των αντίστοιχων θεμάτων των προηγούμενων ετών τα θέματα του 2004 είναι τα δυσκολότερα.

Ας μην ξεχνάμε ότι πρόκειται για Φυσική Γενικής Παιδείας.

Το πρώτο θέμα

Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και

δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

1. Σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell το ηλεκτρομαγνητικό

κύμα παράγεται, όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο:

α. ηρεμεί β. κινείται ευθύγραμμα και ομαλά

γ. επιταχύνεται δ. όλα τα παραπάνω

Μονάδες 5

2. Ο λαμπτήρας αλογόνου:

α. περιέχει ατμούς ιωδίου β. περιέχει σταγόνα υδραργύρου

γ. δεν έχει θερμαινόμενο νήμα

δ. έχει μικρότερη απόδοση από τον κοινό λαμπτήρα πυρακτώσεως

Μονάδες 5

3. Όταν ένας πυρήνας αποδιεγείρεται εκπέμπει:

α. φωτόνιο υπεριώδους ακτινοβολίας β. ακτίνες γ

γ. φωτόνιο με ενέργεια της ίδιας τάξεως με το φωτόνιο που εκπέμπεται κατά

τις αποδιεγέρσεις των ατόμων δ. φωτόνιο ορατής ακτινοβολίας

Μονάδες 5

4. Σύμφωνα με το κλασικό μοντέλο του Rutherford για το άτομο:

α. το φάσμα εκπομπής από ένα άτομο πρέπει να είναι συνεχές

β . το θετικό φορτίο είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο μέσα στο άτομο

γ. η στροφορμή του ηλεκτρονίου είναι κβαντωμένη

δ. η ακτίνα του πυρήνα είναι της τάξης μεγέθους 10^-10 m.

Μονάδες 5

Σωστό ή λάθος

5. α. Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται στο κενό η ορατή ακτινοβολία είναι μεγαλύτερη

από εκείνη της υπέρυθρης

β. Στο γραμμικό φάσμα απορρόφησης των ατμών του νατρίου εμφανίζονται σκοτεινές

γραμμές εκεί όπου εμφανίζονται οι φωτεινές γραμμές του γραμμικού φάσματος εκπομπής

γ. Όταν ακτίνα μονοχρωματικού φωτός περάσει από τον αέρα στο γυαλί,

η συχνότητά της μεταβάλλεται

δ. Η ενέργεια των νουκλεονίων ενός πυρήνα μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή

ε. Το ορατό φως στους λαμπτήρες φθορισμού προέρχεται κυρίως από τη μετατροπή

της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε ορατή από τη φθορίζουσα επιφάνεια των λαμπτήρων

Μονάδες 5

Το δεύτερο θέμα

1. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας συμπληρωμένες τις παρακάτω πυρηνικές αντιδράσεις:

₉₂U²³⁵ + ₀n¹ ₅₆Ba^… + . . . Kr⁹² + 3 ₀n¹

. . . . . . + ₇Na¹⁴ ₈O¹⁶ + ₁H¹

Μονάδες 6

2. Το σχήμα δείχνει το διάγραμμα των ενεργειακών σταθμών του ατόμου του υδρογόνου. Τα μήκη κύματος λ₁, λ₂, λ₃, είναι τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται κατά της μεταβάσεις του ηλεκτρονίου μεταξύ των ενεργειακών σταθμών όπως δείχνουν τα βέλη. Η σχέση που συνδέει τα μήκη κύματος λ₁, λ₂ και λ₃ είναι:

α. λ₁= λ₂+λ₃ β. λ₂/ λ₁ = λ₁/ λ₃ γ. λ₁= λ₂ λ₃/ λ₂ +λ₃

Μονάδες 4

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας

Μονάδες 7

3. Ένας πυρήνας με μαζικό αριθμό 200 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο 8 MeV χωρίζεται με κάποια αντίδραση σε δύο μεσαίους πυρήνες με μαζικούς αριθμούς 100 οι οποίοι έχουν ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο 8,8 MeV

Η διαδικασία είναι α. εξώθερμη β. ενδόθερμη

Μονάδες 3

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας

Μονάδες 5

Ποια είναι η απάντηση;

Μια παρατήρηση

Το να δημιουργήσουμε έναν ατομικό πυρήνα από τα νουκλεόνια που θα τον συγκροτούν ΚΡΥΒΕΙ ΜΙΑ ΕΚΠΛΗΞΗ. Αντί να απαιτεί κάποια ενέργεια , κάποιο «κόπο» τέλος πάντων για την πραγματοποίησή του, ΠΡΟΣΦΕΡΕΙ γενναιόδωρα ενέργεια στο υπόλοιπο Σύμπαν.

Οι δυσκολίες της κατανόησης του όλου ζητήματος

Το τρίτο θέμα

Η διαφορά δυναμικού σε σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι 2. 10⁴ V. Τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται από την κάθοδο και φθάνουν στην άνοδο με ρυθμό 10¹⁷ ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο. Να υπολογίσετε

α. την ένταση του ρεύματος των ηλεκτρονίων στον σωλήνα παραγωγής των ακτίνων Χ

Μονάδες 8

β. το ελάχιστο μήκος κύματος των παραγόμενων ακτίνων Χ

Μονάδες 8

Και ένα σχόλιο :

Το να έχουν απομνημονεύσει οι μαθητές τη σχέση λ= ch/q_eV είναι άραγε ένας από τους σκοπούς της διδασκαλίας της Φυσικής Γενικής Παιδείας;

γ. την ισχύ P_X των παραγόμενων ακτίνων Χ, αν η απόδοση του σωλήνα παραγωγής των ακτίνων Χ είναι 2%.

Μονάδες 9

Δίνεται η απόλυτη τιμή του φορτίου του ηλεκτρονίου e= 1,6.10^-19 C, η σταθερά του Planck h = 6,4.10^-34 Js και η ταχύτητα του φωτός c = 3.10⁸ m/s.

Το τέταρτο θέμα

To ₉₂U²³⁸ έχει χρόνο ημιζωής 4,5.10⁹ χρόνια και με μια σειρά από διασπάσεις α και β καταλήγει στο σταθερό ισότοπο ₈₂Pb²⁰⁶ Θεωρούμε ότι οι όλοι οι πυρήνες ₉₂U²³⁸ που διασπώνται καταλήγουν σε ₈₂Pb²⁰⁶. Ένα ορυκτό τη στιγμή της δημιουργίας του περιείχε ₉₂U²³⁸ και καθόλου ₈₂Pb²⁰⁶. Σήμερα στο ορυκτό αυτό ο λόγος του αριθμού των πυρήνων ₈₂Pb²⁰⁶ προς τον αριθμό των πυρήνων ₉₂U²³⁸ είναι 1/8. Να υπολογίσετε

α. τον αριθμό των διασπάσεων α και β^- σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση διάσπασης του ₉₂U²³⁸

₉₂U²³⁸ x He⁴ + y _-1e⁰ + ₈₂Pb²⁰⁶

Μονάδες 8

Σχόλιο:

Εξαιρετικό θέμα για Φυσική Γενικής Παιδείας

Απαιτεί από τον αξιολογούμενο

να έχει κατανοήσει το τι συμβαίνει κατά τις σχετικές μεταστοιχειώσεις και

να διαθέτει βασικές γνώσεις μαθηματικών

β. τη σταθερά διάσπασης του ₉₂U²³⁸ον αριθμό

Μονάδες 8

Σχόλιο:

Ασήμαντο θέμα για την αξιολόγηση των διδακτικών στόχων

Απαιτεί από τον αξιολογούμενο

να έχει απομνημονεύσει τη σχέση λ = ln2/T

γ. την ηλικία του ορυκτού σε χρόνια

Μονάδες 9

Σχόλιο:

Ιδιαίτερα δύσκολο θέμα για Φυσική Γενικής Παιδείας

Απαιτεί από τον αξιολογούμενο

να μπορεί να χειριστεί τα δεδομένα ώστε να καταλήξει στο ότι ο λόγος των σήμερα Ν αδιάσπαστων πυρήνων Ουρανίου προς τους Ν₀ πυρήνες του «τότε» είναι Ν/Ν₀ =8/9

να γνωρίζει την εκθετική συνάρτηση Ν= Ν₀ e ^–λt

να μπορέσει να «δει» τη σχέση αυτή ως εξίσωση με άγνωστο το ευρισκόμενο στον εκθέτη t και

να είναι σε θέση, με τη χρήση των λογαρίθμων, να τη λύσει ως προς τον άγνωστο t.

Ν/Ν0 = e ^–λt άρα ln Ν/Ν₀ = -λt ln8/9= -λt ln8- ln9 =- ln2t/Τ t= (ln9- ln8)Τ/ ln2 t= Τ/7

Δίνεται 1 χρόνος =3. 10⁷ s

Παραδεχθείτε ότι : ln2= 0,7 ln8 = 2,1 ln9 = 2,2

( Σχόλιο : Η χρήση του ρήματος «παραδεχθείτε» είναι επιεικώς χαριτωμένη)

α. τον αριθμό των διασπάσεων α και β σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση διάσπασης του ₉₂U²³⁸.

₉₂U^{238 x} x ₂He⁴ + y _-1e⁰ + ₈₂Pb²⁰⁶

Μονάδες 8