fizy2e1

Fizyka 2, II połowa.

Pytania po 5 punktów :

1.    Czego doty czy zakaz Pauliego? Przedstaw , jak zakaz Pauliego jest wykorzy stany do opisu atomów w izoelektronowych.

2.    Przedstaw- jak można uzasadnić kwantowanie momentu pędu cząstki, która porusza się po okręgu. Jak jest skwantowany moment pędu w trzech wymiarach'⁷

3.    Jak można stw ierdzić dośw iadczalnie, że elektrony zachowują się jak fale? Jak wyznaczy ć długość fali opisującej elektron poruszający się ze stałą prędkością?

4.    Które ze stwierdzeń dotyczących kwantowego opisu elektronów w atomie są prawdziwe? Popraw błędne stwierdzenia.

| a) Główna liczba kwantowa n jednoznacznie określa orbitalny moment pędu elektronu.

: b) Podpowioki o liczbie kwantowej /=0 mogą zawierać co najwyżej dwa elektrony, i c) Liczbie kwantowej /= 3 odpowiada 5 stanów kwantowych różniący ch się wartością wybranej składowej momentu pędu.

d) Najmniejsza wartość głównej liczby kwantowej«, która może występować z orbitalną liczbą kwantow ą / jest n=l-1.

5.    Nary suj schemat poziomów energii (zachowując proporcje między energiami kolejny ch i stanów’ kwantowych) dla znanych Ci układów, których energia przyjmuje dyskretne

wartości. Podaj wzory określające zależność energii od odpowiedniej liczby kwantowej.

Zadania po 10 punktów:

6.    Elektron zamknięty w jednowymiarowym pudle emituje fale elektromagnetyczne przy

przejściach między poziomami energii. Największa długość emitowanej fali jest 1=2.0 pm. Oblicz:    a) szerokość pudla;

b)    najmniejszą energię elektronu (poziom podstawowy );

c)    kolejną długość fali. jaką może emitow ać w zbudzony elektron.

7.    Graniczna długość fali elektromagnetycznej, przy której może zajść efekt fotoelektryczny z pow ierzchni platy ny jest 1^=235 nm. aj Do jakiego zakresu w idma elektromagnetycznego należy promieniowanie o tej długości fali?

b)    Oblicz pracę wyjścia elektronu dla platy ny i wyraź ją w eV.

c)    Znajdź maksy malną energię emitowanych elektronów , gdy na platy nę pada fala elektromagnetyczna o długości 1=200 nm.

d)    Jaka jest długość fali de Broglie'a elektronu o energii obliczonej w punkcie (b) ?

8.    W skaningowym mikroskopie tunelowy m czubek igły znajduje się w odległości

<7=0.5 nm od powierzchni metalu Przerwa między powierzchnią metalu a igłą stanowi dla cieki runów barierę potencjału o wysokości I =4 cY Oszacuj współczynnik transmisji / dla elektronów o energii kinetycznej K-2 eY Jaki /.mieni się współczynnik transmisji, gdy igłę zbliżymy na odległość rf< ■■0.48 mu¹’

Stale fizyczne:    1 • In kg. m.:-1.07* I n kg. //-6.6Y 10 '¹ Js, c~- 5.0- 10^s m/s.

Fizyka 2, i połowa. Pytania po 5 punktów:

1.    Na czy m polega dwójłomność niektóry ch kry ształów? Jak można zaobserwować tę własność?

2.    Opisz zjawisko. które stanowi podstawę działania światłowodu. Przedstaw bieg promienia św iatła w światłowodzie.

3.    Do czego może służyć siatka dyfrakcyjna? Jakie parametry siatki dyfrakcyjnej określają jej przy datność do podanego zastosowania?

4.    Obwód szeregowy RLC składa się z cewki o indukcyjności L, kondensatora o pojemności C i potencjometru, którego opór elektry czny R można zmieniać w szerokim zakresie. Kondensator ładujemy do napięcia I ’₀ i zwieramy obwód. Podaj wzory, które określają:

a)    częstotliwość drgań własnych obwudu, jeśli opór R jest bardzo mały;

b)    częstotliwość drgań tłumionych, gdy zwiększamy wartość oporu R;

c)    wartość oporu R_K, po przekroczeniu której zamiast drgań tłumionych występuje wykładniczy’ zanik napięcia na kondensatorze.

5.    Zapisz funkcję opisującą falę sinusoidalną poprzeczną biegnącą na strunie. Wyjaśnij różnicę między prędkością fali a prędkością małego odcinka struny i wyraź te dwie prędkości przez wielkości występujące we w zorze opisującym falę. Jak zmienią się te prędkości, gdy energia przenoszona przez falę zw iększy się czterokrotnie?

Zadania po 10 punktów:

6.    Cewka o indukcyjności £=2,0 mH, kondensator o pojemności 01,0 pF i opornik o oporze 020 Cl są podłączone szeregowo do źródła napięcia zmiennego o częstotliwości /=5.0 kHz i wartości skutecznej 1030 V. Oblicz: a) w artość skuteczną natężenia prądu w obwodzie RLC; b) moc rozpraszaną w obwodzie;

c)    przesunięcie fazowe między’ natężeniem prądu a napięciem zasilającym;

d)    częstotliw ość/_R napięcia zmiennego, przy której moc rozpraszana byłaby największa;

e)    w ielkości z punktów a), b) i c). gdy częstotliwość napięcia zasilającego jest/_R.

7.    Reflektor wytwarza wiązkę światła o całkowitej mocy P= 1500 W i przekroju kołowym o średnicy <7=40 cm. a) Jaka jest gęstość energii u w jednostce objętości wiązki światła?

b)    Jaka jest moc promieniow ania na jednostkę pow ierzchni?

c)    Jakie jest średnie natężenie pola elektry cznego E w w iązce?

d)    Jaka jest średnia w artość indukcji magnety cznej B ?

e)    Jaką siłą wiązka światła działa na zwierciadło, jeśli światło pada prostopadle na powierzchnię zwierciadła i ulega odbiciu?

8.    Dwie pionowe anteny dipolowe nadajnika radiowego pracującego na częstotliwości

7=5() MM/ są imiics/c/onc w odległości </= 1.5 m ocl siebie na linii północ-południe. Drganie w antenie południowej wyprzedza w fazie o n/2 drganie w antenie północnej. Jak zależy natężenie promicniowunia 1 od kąta O liczonego od kierunku na północ? W jakim kierunku geograficznym wy stępuje maksi minii natężenia promieniowania? Naszkicuj wykres zależności natężenia promieniowania od kąta 0{na osi poziomej kąt0. na osi pionowej natężenie promieniowania /).