ZESTAW 1

1.Siatka dyfrakcyjna o N=240 rysach na milimetrze została oświetlona światłem o długości λ=625 nanometrów. Obliczyć kąt ugięcia (w radianach) dla n=1 prążka interferencyjnego.

Poprawna odpowiedź: 0.151

2 .Monochromatyczne synchrotronowe promieniowanie rentgenowskie o nieznanej długości fali, odbija się od płaszczyzn atomowych w krysztale NaCl oddalonych od siebie o 3.6 Å. Maksimum 2-ego rzędu obserwowano dla kąta padania równego 56.8 º. Wyznacz użytą długość fali. (Wynik podać w nm.)

Poprawna odpowiedź: 0.301

3.Jaki powinien być kąt pomiędzy P1 i P2 aby intensywność wiązki światła wychodzącego stanowiła 40% intensywności światła niespolaryzowanego wchodzącego do układu.

Poprawna odpowiedź: 26.6

4.Znaleźć wielkość promieniującej powierzchni włókna lampy o mocy 75 W, jeżeli temperatura włókna wynosi 2797 K. Całkowita zdolność emisyjna włókna stanowi 0.33 całkowitej zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego w danej temperaturze. Obliczoną wielkość powierzchni podaj w cm2. Stała Stefana-Boltzmana σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 0.655

5.Potencjał hamujący dla elektronów emitowanych z powierzchni oświetlonej światłem o długości fali 465 nm wynosi 0.86 V. Kiedy zmieniono długość fali padającego światła, potencjał hamujący wyniósł 3.42 V. Ile wynosi nowa długość fali światła? Wynik podaj w nanometrach. Ładunek elektronu e = 1.6·10-19 C, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s.

Poprawna odpowiedź: 238

ZESTAW 2

1.Siatkę dyfrakcyjną o N=242 rysach na milimetrze oświetlono światłem o długości λ=613 nanometrów. Obliczyć kąt ugięcia dla pierwszego prążka interferencyjnego. Wynik podać w radianach.

Poprawna odpowiedź: 0.149

2. Badając kryształ antracenu za pomocą synchrotronowego promieniowania rentgenowskiego o długości fali 0.723 nm, maksimum 2-ego rzędu zaobserwowano dla kąta padania 52.9 º. Wyznacz odległość pomiędzy płaszczyznami ułożenia atomów w krysztale. (Wynik podać w Å.)

Poprawna odpowiedź: 9.06

3.Promień krzywizny zwierciadła kulistego wklęsłego wynosi r = 27 cm. W jakiej odległości x (w cm) od zwierciadła należy umieścić płomień świecy, aby ostry obraz na ekranie był p =6 razy powiększony?

Poprawna odpowiedź: 15.8

4.Średnica spirali wolframowej w elektrycznej lampie oświetleniowej wynosi d = 0.5 mm, zaś długość l = 10 cm. Lampa jest włączona do sieci obwodu elektrycznego o napięciu U = 220 V i przez lampę płynie prąd o natężeniu i = 0.35 A. Obliczyć temperaturę spirali, zakładając że ciepło jest tracone jedynie przez wypromieniowanie, przy czym całkowita zdolność emisyjna spirali wolframowej wynosi k = 0.44 całkowitej zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego w tej temperaturze. Stała Stefana-Boltzmanna σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 2110

5.

Promieniowanie γ o długości fali 0.031 Ǻ ulega comptonowskiemu rozproszeniu na swobodnych elektronach. Ile razy długość fali promieniowania rozproszonego pod kątem 176o do pierwotnego kierunku jest większa od długości fali padającego promieniowania? Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s, comptonowska długość fali dla rozproszenia comptonowskiego na elektronie λc = 2.43 pm.

Poprawna odpowiedź: 2.57

ZESTAW3

1 .W obrazie interferencyjnym, uzyskanym na ekranie znajdującym się w odległości l=1.8 m od dwóch wąskich szczelin równoległych, których odległość wynosi d=0.31 mm, n=1 jasny prążek znajduje się w odległości b=2.8 mm od prążka zerowego. Obliczyć, długość fali promieniowania użytego w tym doświadczeniu. Wynik należy podać w nanometrach.

Poprawna odpowiedź: 482

2.Na kryształ 9-metyloantracenu, w którym odległość między płaszczyznami atomowymi jest równa 8.23 Å, padają promienie rentgenowskie o długości fali 6.05 Å. Przy jakim kącie padania będzie można zaobserwować maxima 1-ego rzędu?

Poprawna odpowiedź: 21.6

3. Na układ pokazany na rysunku padają dwie wiązki światła. Wiązka światła białego, niespolaryzowanego oraz wiązka spolaryzowana, padająca pod kątem 21.4o do polaryzatora pierwszego. Jaki procent intensywności będzie miała wiązka światła białego (niespolaryzowanego) po wyjściu z układu ? Stosunek intensywności światła spolaryzowanego, wychodzącego z układu, do intensynowści tego światła, wchodzącego do układu wynosi 0.08

Poprawna odpowiedź: 4.61

4.Ciało doskonale czarne w postaci kuli o promieniu R = 10 cm w stałej temperaturze T promieniuje energię w ilości 2.9 kJ/sekundę. Obliczyć temperaturę ciała T w kelwinach. Stała Stefana-Boltzmana σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 799

5. Pod jakim kątem musiałby być rozproszony na swobodnym elektronie foton o energii 195 keV, aby utracić 34 % swojej energii? Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s, comptonowska długość fali dla rozproszenia comptonowskiego na elektronie λc = 2.43 pm.

Poprawna odpowiedź: 111

ZESTAW4

1.Światło o długości fali λ = 571 nm pada na układ dwóch szczelin i tworzy obraz interferencyjny na ekranie odległym o L=1.9 m. Jasny prążek interferencyjny czwartego rzędu znajduje się w odległości y =26.6 mm od prążka centralnego. Policzyć, ile wynosi odległość między szczelinami. Wynik podać w mikrometrach. Założyć, że tgθ =sinθ = θ.

Poprawna odpowiedź: 163

2.Badając kryształ 9-metyloantracenu za pomocą synchrotronowego promieniowania rentgenowskiego o długości fali 0.605 nm, maksimum 1-ego rzędu zaobserwowano dla kąta padania 49.8 º. Wyznacz odległość pomiędzy płaszczyznami ułożenia atomów w krysztale. (Wynik podać w Å.)

Poprawna odpowiedź: 3.96

3.Antoś stoi nad brzegiem basenu o głębokości h = 3 m i patrzy pionowo w dół. Jaki głęboki wydaje mu się basen (w metrach)? (współczynnik załamania wody n = 1.33)

Poprawna odpowiedź: 2.26

4.Moc promieniowania ciała doskonale czarnego wynosi 7.7 kW. Znaleźć wielkość powierzchni promieniującej ciała, jeśli maksimum jego spektralnej zdolności emisyjnej przypada na długość fali równą 1.4 µm. Obliczoną wielkość powierzchni podaj w cm2. Stała Wiena b = 2.9·10-3 m K, stała Stefana-Boltzmana σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 73.8

5.W zjawisku Comptona energia padającego fotonu rozdziela się w równych częściach między foton rozproszony i elektron odrzutu. Kąt rozproszenia jest równy 129o. Obliczyć pęd padającego fotonu (w kg·m/s). Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s, comptonowska długość fali dla rozproszenia comptonowskiego na elektronie λc = 0.0243 Ǻ.

Poprawna odpowiedź: 1.67e-22

ZESTAW5

1.W doświadczeniu Younga zastosowano światło o długości fali λ= 466 nm. Na drodze jednego z interferujących promieni umieszczono płytkę szklaną (o współczynniku załamania światła ns=1.5) wskutek czego centralny jasny prążek przesunął się i zajął położenie zajmowane początkowo przez piąty jansy prążek (nie licząc prążka centralnego). Obliczyć, ile wynosi grubość płytki szklanej zastosowanej w tym doświadczeniu. Wynik podać w mikrometrach.

Poprawna odpowiedź: 4.66

2.Na kryształ NaCl, w którym odległość między płaszczyznami atomowymi jest równa 4.9 Å, padają promienie rentgenowskie o długości fali 1.04 Å. Przy jakim kącie padania będzie można zaobserwować maxima 1-ego rzędu?

Poprawna odpowiedź: 6.09

3.Na płytkę szklaną o współczynniku załamania n = 1.43 pada promień świetlny. Jaki jest kąt padania promienia (w stopniach), jeżeli kąt między promieniem odbitym a załamanym wynosi 90o?

Poprawna odpowiedź: 55.1

4.Ciało doskonale czarne ma temperaturę T1 = 3148 K. Podczas ostygania tego ciała zmieniła się o Δλ = 7.8 µm długość fali, na którą przypada maksimum spektralnej zdolności emisyjnej. Do jakiej temperatury T2 (K) ostygło ciało. Stała Wiena b = 2.9·10-3 m·K.

Poprawna odpowiedź: 333

5.Powierzchnia płytki wolframowej jest naświetlana promieniowaniem o długości fali λ = 232 nm. Praca wyjścia elektronu z wolframu W = 4.55 eV. Jakie napięcie hamujące U (w V) należy przyłożyć do płytki, aby prąd fotoelektryczny przestał płynąć? Ładunek elektronu e = 1.6·10-19 C, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s.

iiPoprawna odpowiedź: 0.808

ZESTAW6

1. Urządzenie z dwiema szczelinami oświetlono światłem o długości fali λ= 482 nm. Szczeliny odległe są od siebie o d=47.4 µm. Obliczyć jakie jest położenie kątowe dla 10 maksimum. Wynik podać w radianach.

Poprawna odpowiedź: 0.102

2.Na kryształ NaCl, w którym odległość między płaszczyznami atomowymi jest równa 2.2 Å, padają promienie rentgenowskie o długości fali 1.84 Å. Przy jakim kącie padania będzie można zaobserwować maxima 1-ego rzędu?

Poprawna odpowiedź: 24.7

3.

Na układ polaryzatorów pada wiązka światła niespolaryzowanego. Jaki jest kąt między polaryzatorem P2 oraz P3 jeżeli stosunek natężenia światła wychodzącego z polaryzatora P2 do natężenia światła wchodzącego do układu wynosi 0.43. Wychodząca wiązka światła po przejściu przez cały układ stanowi 17.6% natężenia światła wpadającego do układu.

Poprawna odpowiedź: 50.2

4.Średnica spirali wolframowej w elektrycznej lampie oświetleniowej wynosi d = 0.3 mm, zaś długość l = 13 cm. Lampa jest włączona do sieci obwodu elektrycznego o napięciu U = 220 V i przez lampę płynie prąd o natężeniu i = 0.27 A. Obliczyć temperaturę spirali, zakładając że ciepło jest tracone jedynie przez wypromieniowanie, przy czym całkowita zdolność emisyjna spirali wolframowej wynosi k = 0.46 całkowitej zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego w tej temperaturze. Stała Stefana-Boltzmanna σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 2080

5.Foton o energii początkowej E = 224 keV rozpraszany jest na swobodnym elektronie, znajdującym się w spoczynku. Oblicz maksymalną energię kinetyczną odrzuconego elektronu. Wynik podaj w MeV. Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s, comptonowska długość fali dla rozproszenia comptonowskiego na elektronie λc = 2.43 pm.

Poprawna odpowiedź: 0.105

ZESTAW7

1.Urządzenie z dwiema szczelinami oświetlono światłem o długości fali λ= 569 nm. Szczeliny odległe są od siebie o d=22.6 µm. Obliczyć jakie jest położenie kątowe dla 10 maksimum. Wynik podać w radianach.

Poprawna odpowiedź: 0.255

2.Na kryształ NaCl, w którym odległość między płaszczyznami atomowymi jest równa 4.7 Å, padają promienie rentgenowskie o długości fali 3.04 Å. Przy jakim kącie padania będzie można zaobserwować maxima 1-ego rzędu?

Poprawna odpowiedź: 18.9

3.Na układ trzech polaryzatorów pada wiązka białego światła. Polaryzator drugi jest pod kątem 33 stopni względem pierwszego, a polaryzator trzeci pod kątem 1 stopni względem poprzednika. Oblicz stosunek intensywności światła wychodzącego z układu do intensywności światła wchodzącego do układu.

Poprawna odpowiedź: 0.352

4.Temperatura początkowa ( T1 ) ciała doskonale czarnego uległa zmniejszeniu o 56%, przy czym długość fali, na którą przypada maksimum spektralnej zdolności emisyjnej uległa przesunięciu o Δλ = 1.28 µm. Obliczyć temperaturę końcową T2 (K). Stała Wiena b = 2.9·10-3 m·K.

Poprawna odpowiedź: 1270

5.Powierzchnia płytki wolframowej jest naświetlana promieniowaniem o długości fali λ = 224 nm. Praca wyjścia elektronu z wolframu W = 4.55 eV. Jakie napięcie hamujące U (w V) należy przyłożyć do płytki, aby prąd fotoelektryczny przestał płynąć? Ładunek elektronu e = 1.6·10-19 C, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s.

Poprawna odpowiedź: 1.000

ZESTAW8

1.Na szczelinę o szerokości a=4.2 mm pada światło o długości fali λ1=610nm. Obraz dyfrakcyjny obserwuje się na ekranie odległym o L=7.4 m. Znaleźć odległość między pierwszymi minimami dyfrakcyjnymi, znajdującymi się po tej samej stronie centralnego maksimum. Wynik podać w centymetrach.

Poprawna odpowiedź: 0.107

2.Monochromatyczne synchrotronowe promieniowanie rentgenowskie o nieznanej długości fali, odbija się od płaszczyzn atomowych w krysztale 9-metyloantracenu, oddalonych od siebie o 8.29 Å. Maksimum 2-ego rzędu obserwowano dla kąta padania równego 10.6 º. Wyznacz użytą długość fali. (Wynik podać w nm.)

Poprawna odpowiedź: 0.152

3.Na płytkę szklaną o współczynniku załamania n = 1.56 pada promień świetlny. Jaki jest kąt padania promienia (w stopniach), jeżeli kąt między promieniem odbitym a załamanym wynosi 90o?

Poprawna odpowiedź: 57.4

4.Jaką ilość energii (w kJ) promieniuje powierzchnia 11 cm2 ciała doskonale czarnego w ciągu 34 sekund, jeżeli jego maksymalna spektralna zdolność emisyjna przypada na długość fali 741 nm. Stała Wiena b = 2.9·10-3 m·K, stała Stefana-Boltzmanna σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 497

5.Powierzchnia płytki wolframowej jest naświetlana promieniowaniem o długości fali λ = 160 nm. Praca wyjścia elektronu z wolframu W = 4.55 eV. Jakie napięcie hamujące U (w V) należy przyłożyć do płytki, aby prąd fotoelektryczny przestał płynąć? Ładunek elektronu e = 1.6·10-19 C, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s.

Poprawna odpowiedź: 3.22

ZESTAW9

1.Obliczyć długość fali, dla której widmo trzeciego rzędu uzyskane za pomocą siatki dyfrakcyjnej pokrywa się z widmem czwartego rzędu o długości fali λ = 575 nm. Wynik podać w nanometrach.

Poprawna odpowiedź: 767

2.Na kryształ 9-metyloantracenu, w którym odległość między płaszczyznami atomowymi jest równa 10.69 Å, padają promienie rentgenowskie o długości fali 7.12 Å. Przy jakim kącie padania będzie można zaobserwować maxima 1-ego rzędu?

Poprawna odpowiedź: 19.5

3.Na płytkę szklaną o współczynniku załamania n = 1.48 pada promień świetlny. Jaki jest kąt padania promienia (w stopniach), jeżeli kąt między promieniem odbitym a załamanym wynosi 90o?

Poprawna odpowiedź: 56.0

4.Temperatura początkowa ( T1 ) ciała doskonale czarnego uległa zwiększeniu o 77%, przy czym długość fali, na którą przypada maksimum spektralnej zdolności emisyjnej uległa przesunięciu o Δλ = 1.98 µm. Obliczyć temperaturę końcową T2 (K). Stała Wiena b = 2.9·10-3 m·K.

Poprawna odpowiedź: 1130

5.Obliczyć maksymalną energię kinetyczną, którą może uzyskać swobodny i spoczywający elektron po zderzeniu z fotonem o częstotliwości ν = 4.8·1019 Hz. Wynik podaj w keV. Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s, comptonowska długość fali dla rozproszenia comptonowskiego na elektronie λc = 0.0243 Ǻ.

Poprawna odpowiedź: 87.0

ZESTAW10

1.Odstęp kątowy prążków interferencyjnych obserwowanych na ekranie w doświadczeniu Younga z dwoma szczelinami wynosi θ = 0.011 rad, gdy szczeliny oświetlone są światłem o długości fali λ =467 nm. Ile wynosi odległość szczelin. Wynik podać w mikrometrach [μm]. Założyć że sinθ = θ

Poprawna odpowiedź: 42.5

2.Monochromatyczne synchrotronowe promieniowanie rentgenowskie o nieznanej długości fali, odbija się od płaszczyzn atomowych w krysztale 9-metyloantracenu, oddalonych od siebie o 10.42 Å. Maksimum 1-ego rzędu obserwowano dla kąta padania równego 20.8 º. Wyznacz użytą długość fali. (Wynik podać w nm.)

Poprawna odpowiedź: 0.740

3.Jaki powinien być kąt pomiędzy P1 i P2 aby intensywność wiązki światła wychodzącego stanowiła 39% intensywności światła niespolaryzowanego wchodzącego do układu.

Poprawna odpowiedź: 28.0

4.Moc promieniowania ciała doskonale czarnego wynosi 8.9 kW. Znaleźć wielkość powierzchni promieniującej ciała, jeśli maksimum jego spektralnej zdolności emisyjnej przypada na długość fali równą 1.6 µm. Obliczoną wielkość powierzchni podaj w cm2. Stała Wiena b = 2.9·10-3 m K, stała Stefana-Boltzmana σ = 5.67·10-8 W/(m2 K4).

Poprawna odpowiedź: 145

5.Obliczyć pracę wyjścia W elektronu z powierzchni metalu (wynik podaj w eV), jeśli padające nań promieniowanie o długości fali λ = 245 nm wyzwala elektrony o prędkości maksymalnej 4.8·105 m/s. Masa elektronu m = 9.11·10-31 kg, stała Plancka h = 6.63·10-34 J·s, prędkość światła w próżni c = 3·108 m/s.

Poprawna odpowiedź: 4.42