Πανελλήνιο Σχολικό Δίκτυο Μιχαηλίδης Ευστάθιος

Γατάκια Ας Ανακρίνουμε τη φύση

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο    ΤΟ ΦΩΣ

          1. Το ερυθρό φως έχει μικρότερη συχνότητα από το ιώδες. Συνεπώς
α. το ερυθρό φως έχει μεγαλύτερη ταχύτητα στο κενό από ότι το ιώδες.
β. η ενέργεια την φωτονίων του ερυθρού φωτός είναι μικρότερη από αυτήν των φωτονίων του ιώδους.
γ. όταν ακτίνα ερυθρού φωτός περνάει από τον αέρα στο γυαλί, διαθλάται εντονότερα από το ιώδες.
δ. όταν το ερυθρό φως περνάει από τον αέρα στο γυαλί, η ταχύτητά του αυξάνεται.

          2. Mονοχρωματική ακτινοβολία έχει μήκος κύματος στον αέρα λo = 600 nm. Να βρείτε πόσα μήκη κύματος αυτής της ακτινοβολίας περιλαμβάνονται σε α. 1,5 cm αέρα. β. 2 cm γυαλιού με δείκτη διάθλασης n = 1,5.

          3. Μονοχρωματική ακτινοβολία μήκους κύματος λo περνάει από τον αέρα σε διαφανές υλικό, μέσα στο οποίο το μήκος κύματός της μειώνεται κατά το 1/3 της αρχικής του τιμής. Να βρείτε
α. το δείκτη διάθλασης του διαφανούς υλικού.
β. την ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό.
γ. το λόγο της περιόδου της ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό προς την περίοδό της στον αέρα.

          4. Ποια είναι τα μήκη κύματος του ορατού φωτός; Ποιες οι συχνότητες;

          5. Τι είναι τα φωτόνια; Είναι όλα ίδια;

          6. Δώστε 2 παραδείγματα κβαντωμένων ποσοτήτων;

          7. Αναφέρετε από 2 φαινόμενα στα οποία να εκδηλώνεται άλλοτε η σωματιδιακή φύση και άλλοτε η κυματική;

          8. Πως ερμηνεύεται το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο με βάση : α) την κβαντική θεωρία, β) με την Η/Μ θεωρία του Maxwell;

          9. Ενας σταθμός FM εκπέμπει μήκος κύματος 3 m. Να υπολογιστεί η ενέργεια ενός φωτονίου καθώς και ο αριθμός των φωτονίων που εκπέμπονται ανά δευτερόλεπτο αν η ισχύς που ακτινοβολείτε είναι 6,63 KW.

          10. Φως περνάει από πυκνό οπτικό μέσο σε ποια αραιό. Ποια σχέση συνδέει τα μήκη κύματος; να την αποδείξετε.

          11. Φως μήκους κύματος 600 nm όταν περνάει μέσα σε υγρό μειώνεται η ταχύτητα του 20 %. Να βρεθεί α) ο δείκτης διάθλασης, β) το μήκος κύματος στο υγρό, γ) η συχνότητα, δ) η ενέργεια ενός φωτονίου, ε) είναι ορατό μέσα στο υγρό;

          12. Γιατί ο δείκτης διάθλασης ενός οποιουδήποτε οπτικού μέσου είναι πάντοτε μεγαλύτερος από τη μονάδα;

          13. Τι ερμήνευσε ο Newton με τη σωματιδιακή φύση του φωτός; Σε ποιες αρχές της φυσικής βασίστηκε;

          14. Τι απέδειξαν οι Huygens και Young;

          15. Πως αποδείκτηκε πειραματικά η ορθότητα της άποψης του Maxwell;

          16. Ποια η θεμελιώδης εξίσωση της κυματικής;

          17. Με ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν και αναφέρονται στη θεωρία του Maxwell για το φως διαφωνείτε;

α. Το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρικά κύματα.

β. Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα μιας φωτεινής πηγής είναι χρονικά και τοπικά σταθερό.

γ. Το φως κατά τη διάδοση του μεταφέρει μόνο ενέργεια μαγνητικού πεδίου.

          18. Από τι εξαρτάται η ενέργεια που μεταφέρει κάθε φωτόνιο;

          19. Οι αρχαίου Έλληνες πίστευαν ότι το φως που εκπέμπει ο ήλιος :

α. Αποτελείται από μικρά σωματίδια

β. Τα σωματίδια κινούνται με πολύ μεγάλη ταχύτητα

γ. Τα σωματίδια πέφτουν στο μάτι κάθε παρατηρητή και διεγείρουν το μάτι

δ. Τα σωματίδια έχουν μάζα της τάξης του 1 mgr

Με ποια από τις παραπάνω θεωρίες συμφωνείται;

          20. Ο Maxwell διατύπωσε την άποψη ότι :

α. Το φως έχει σωματιδιακή μορφή     β. Το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα

γ. Το φως είναι εγκάρσια κύματα         δ. Το φως έχει διπλή φύση

21. Με τον όρο ότι το φως έχει διπλή φύση εννοούμε ότι :

α. Αποτελείται από θετικά και αρνητικά σωματίδια

β. Συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν σωματίδιο

γ. Είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

δ. Είναι εγκάρσιο κύμα

          22. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι εκείνο κατά το οποίο :

α. Τα μέταλλα εκπέμπουν ηλεκτρόνια όταν πάνω τους πέσει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

β. τα μέταλλα εκπέμπουν φως όταν θερμανθούν

γ. τα μέταλλα εκπέμπουν ηλεκτρόνια όταν θερμανθούν

δ. ένα σώμα χάνει το φορτίο του όταν αφεθεί για πολύ χρόνο στον αέρα

          23. Ποιο από τα φαινόμενα που ακολουθούν δεν μπορεί να ερμηνευθεί με την παραδοχή της κυματικής φύσης του φωτός

α. η συμβολή    β. η περίθλαση    γ. η πόλωση       δ. το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

          24. Ποιο από τα χαρακτηριστικά που ακολουθούν δεν αναφέρεται στο ηλεκτρομαγνητικό κύμα

α. αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και μαγνητικό κύμα

β. τα διανύσματα της έντασης του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου είναι κάθετα μεταξύ τους

γ. οι εντάσεις των πεδίων είναι χρονικά σταθερές

δ. οι εντάσεις των πεδίων μεταβάλλονται χρονικά

          25.  Η σταθερά του Planck έχει μονάδες :

α. J β. J.sec γ. J/sec δ. sec/J

          26. Την έννοια των κβάντα εισήγαγε :

α. Einstein β. Planck γ. Maxwell δ. Young

          27. H ενέργεια ενός φωτονίου εξαρτάται από :

α. από την ταχύτητα του       β. από την συχνότητα του    γ. από την σταθερά του Planck    δ. από το μήκος κύματος

Δικαιολογήστε την απάντηση σας.

          28. Το μήκος μιας ακτινοβολίας όταν διαδίδεται στο κενό είναι 450 nm. Υπολογίστε : α. την συχνότητα της ακτινοβολίας και β. την ενέργεια που μεταφέρει κάθε φωτόνιο της ακτινοβολίας αυτής., h και c γνωστά.

          29. Να υπολογιστεί : α. το μήκος κύματος β. η συχνότητα ενός φωτονίου του οποίου η ενέργεια είναι 2 ΚeV. C, h και e γνωστά.

          30. Το μέγιστο μήκος κύματος ενός φωτονίου που διασπά τον δεσμό μεταξύ 2 ατόμων σε ένα διατομικό μόριο είναι 3.10^-7m. Ποια η ενέργεια των δεσμών δύο ατόμων στο μόριο.h , c γνωστά.

          31. Οι ακτίνες χ, οι ακτίνες γ και το ορατό φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η κατάταξη τους κατά αυξανόμενο μήκος κύματος στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι: Α. γ - χ - ορατό       Β. χ - ορατό - γ        Γ. χ - γ - ορατό     Δ. γ - ορατό - χ   

Ε.  ορατό - χ - γ                           (Κύπρος 1983)

          32.  Η φωτοκάθοδος φωτοκυττάρου φωτίζεται διαδοχικά με κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο και γαλάζιο φως και παρατηρείται εκπομπή ηλεκτρονίων σε όλες τις περιπτώσεις. Tα φωτοηλεκτρόνια αποκτούν την πιο μεγάλη ταχύτητα όταν η φωτοκάθοδος φωτίζεται με φως:

Α. κόκκινο  Β. κίτρινο  Γ. πορτοκαλί  Δ. πράσινο Ε. γαλάζιο

          33. Οταν φωτεινή μονοχρωματική ακτινοβολία περνά από τον αέρα στο νερό τότε:

Α. Το μήκος κύματος ελαττώνεται.

Β. Η συχνότητα αυξάνεται.

Γ. Η πορεία της φωτεινής δέσμης πάντοτε μεταβάλλεται.

Δ. Η ταχύτητα του κύματος ελαττώνεται.

          34. Για να υπολογίσουμε τον αριθμό των φωτονίων που εκπέμπονται ανά δευτερόλεπτο από μονοχρωματική φωτεινή πηγή γνωστής ισχύος, είναι επίσης αναγκαίο να γνωρίζουμε:

Α. Μόνο τη σταθερά του Planck.

Β. μόνο το μήκος κύματος του φωτός.

Γ. Τη σταθερά του Planck και την ταχύτητα του φωτός.

Δ. Μόνο τη σταθερά του Planck, την ταχύτητα του φωτός και το μήκος κύματος του φωτός.

Ε. Μόνο τη σταθερά του Planck  και το μήκος κύματος του φωτός.                        (Κύπρος 1994)

          35. Να αναφέρετε μία διαφορά και μία ομοιότητα μηχανικών και Η/Μ κυμάτων.

          36. Αν ένα μοναδικό φωτόνιο προσπέσει στην ήρεμη επιφάνεια διαφανούς υγρού, προερχόμενο από τον αέρα, είναι δυνατόν να παρατηρήσουμε συγχρόνως διάθλαση και ανάκλαση; γιατί;

          37. Τι παθαίνει η γωνία πρόσπτωσης όταν φως εισέρχεται από οπτικά πυκνότερο σε οπτικά αραιότερο μέσο;

          38. Που διαδίδονται τα μηχανικά κύματα; που τα Η/Μ; το φως τι είναι μηχανικό ή Η/Μ;

          39. Ο δείκτης διάθλασης του γυαλιού είναι μεγαλύτερος για το κίτρινο φως ή το ιώδες; γιατί;

          40. Γιατί διαθλάται το φως όταν αλλάζει μέσο;

          41. Ποιο φαινόμενο ερμήνευσε ο Einstein χρησιμοποιώντας τη σωματιδιακή φύση του φωτός;

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΤΥΠΟΥ ΣΩΣΤΟ / ΛΑΘΟΣ

42. α) Ο Planck θεώρησε ότι το φως αποτελείται από σωματίδια.

β) Οι Huygens και Young υποστήριξαν ότι το φως είναι κύμα.

γ) Ο Μaxwell εισήγαγε την σωματιδιακή θεωρία για το φως.

δ) Σήμερα δεχόμαστε ότι το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

ε) Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν παράγεται από τους μαγνήτες.

στ) Σύμφωνα με τον Planck το φως και κάθε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκπέμπεται και απορροφάται από τα άτομα της ύλης κατά συνεχή τρόπο και όχι ασυνεχώς.

ζ) Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ερμηνεύτηκε με την κλασική θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού, αλλά δεν μπορεσε να ερμηνεύσει την συμβολή, την πόλωση και την περίθλαση.

η) Η θεωρία των κβάντα αναιρεί την κυματική φύση του φωτός.

θ) Το μήκος κύματος στο οπτικά πυκνότερο μέσο έχει μικρότερη τιμή από αυτή στο οπτικά αραιότερο.

ι) Οταν οι ακτίνες εισέρχονται από τον αέρα στο γυαλί, τότε οι διαθλώμενες ακτίνες πλησιάζουν την κάθετο στη διαχωριστική επιφάνεια.

ια) Ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου δεν εξαρτάται από το μήκος κύματος του φωτός.

ιβ) Φως μεγαλύτερου μήκους κύματος έχει μικρότερη ταχύτητα σε ένα μέσο από φως μικρότερου μήκους κύματος.

ιγ) Η γωνία εκτροπής κάθε χρώματος είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος.

ιδ) Η υπέρυθρη ακτινοβολία συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον.

ιε) Επειδή η υπεριώδης ακτινοβολία είναι αόρατη για την ανίχνευση της υπάρχουν ειδικά όργανα, οι φωρατές.

ιστ) Οι υπέρυθρες ακτινοβολίες δεν έχουν χημική δράση και δεν προκαλούν φωσφορισμό.

ιζ) Τα φωτόνια της ορατής ακτινοβολίας έχουν όλα την ίδια ενέργεια.

ιη) Στο κενό το ερυθρό φως έχει μεγαλύτερη ταχύτητα απ'ότι το κίτρινο.

43. Σε τι αναφέρετε κάθε πρόταση; Σε κύμα ή σε σωμάτιο;

α) Μπορεί να βρίσκετια ταυτόχρονα σε πολλά σημεία του χώρου.

β) Μπορεί να συνεχίσει την πορεία του πίσω από ένα εμπόδιο.

γ) Είναι εντοπισμένο στο χώρο.

δ) Δεν μπορεί να συνεχίσει την πορεία του πίσω από ένα εμπόδιο.

ε) Μπορεί να αλληλεπιδράσει με ένα όμοιο εξουδετερώνοντας το ένα το άλλο.

στ) Μπορεί να αλληλεπιδράσει με ένα όμοιο χωρίς όμως ποτέ να μπορούν να εξαφανιστούν.

44. Διαφορές μεταξύ κύματος και σωματιδίου; και μία ομοιότητα;

45. Γιατί μια ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από τη συχνότητα και όχι από το μήκος κύματος της;

46. Ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαδίδεται σε ένα οπτικό μέσο. Αν διπλασιάσουμε τη συχνότητα του, τότε η ταχύτητα του:

α) Θα διπλασιαστεί.  β) Θα υποδιπλασιαστεί.  γ) Θα παραμείνει σταθερή.

47. Τη σωματιδιακή φύση του φωτός δεχόταν:

α) Ο Huygens     β) Ο Young     γ) Ο Newton   δ) Ο Maxwell

48. Ποια από τις παρακάτω ιδιότητες είναι κοινή ιδιότητα για το ορατό φως και τον ήχο;

α) Ταξιδεύουν στο κενό. β) Ανακλώνται σε τοίχωμα. γ) Ταξιδεύουν με ταχύτητα 340 m/s. δ) Είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

49. Μονοχρωματική ακτίνα φωτός διέρχεται από γυάλινο πρίσμα. Η γωνία εκτροπής:

α) Εξαρτάται από το μήκος κύματος.

β) Εξαρτάται από τη συχνότητα.

γ) Δεν εξαρτάται από το μήκος κύματος.

δ) Δεν εξαρτάται από την ταχύτητα διάδοσης.

50. Είναι δυνατόν η υπεριώδης ακτινοβολία να μετατραπεί: α) σε ορατή; β) σε υπέρυθρη;

51. Πως ανιχνεύονται: α) οι υπέρυθρες ακτινοβολίες; β) οι ορατές ακτινοβολίες; γ) οι υπεριώδεις;

52. Για να προκαλέσουμε το φαινόμενο του φθορισμού, χρησιμοποιούμε ακτινοβολία από την περιοχή:

α) του ορατού,   β) του υπεριώδους,    γ) του υπέρυθρου,       δ) των ακτίνων Χ    

53. Tο ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο, από τα οποία αποτελείται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα:

α) είναι παράλληλα μεταξύ τους,    β) είναι κάθετα μεταξύ τους,      γ) είναι χρονικά σταθερά πεδία

54.  Η υπέρυθρη ακτινοβολία:

α) Προκαλεί φθορισμό.   β) Δεν απορροφάται γενικά από τα αέρια.    γ) Συμμετέχει στη δημιουργία της οζονόσφαιρας,

δ) Προκαλεί βλάβες στα κύτταρα.