Fizikos klausimai egzamino pasiruošimui

Fizika 2 egzamino klausimai ir atsakymai 1. Vandeniliškasis atomas: a) Kokias sistemas vadiname vandeniliškosiomis? Elektringųjų dalelių sistemą, sudarytą iš nejudančio branduolio, kurio elektros krūvis Ze ( Z – sveikas skaičius), ir apie jį skriejančio elektrono. b) Vandeniliškojo atomo energija. Koks kvantinis skaičius ją nulemia? Vandeniliskojo atomo energija priklauso nuo pagrindinio kvantinio skaiciaus, ji kinta diskreciai ir atomo anergija – kvantuota. Atomo busena, kurioje jo energija pati maziausia, vadinama pagrindine. c) Pagrindinės būsenos banginė funkcija; Vandeniliskojo atomo pagrindine busena apraso reali bangine f-ja priklausanti tik nuo r(atst) ir yra: ψ100=C*er/a, cia C-tam tikra konstanta apskaiciuojama is bangines f-jos normuotumo salygos. d) Vandenilio atomas yra W3 energijos lygmenyje (n=3). Kiek skirtingos energijos kvantų jis gali išspinduliuoti, kokio šuolio metu jis išspinduliuos trumpiausio bangos ilgio kvantą? Is grafiko matome, kad 3 kvantus: Laimano serija, Balmerio serija ir vel Laimano serija. Trumpiausio ilgio kvantas bus isspinduliuotas Laimano serijos suolio metu is 3 i 1 juosta. 2. Kvantiniai skaičiai ir jų fizikinė prasmė: a) Apibūdinkite banginės funkcijos parametrus n, l ir m (ką kvantuoja šie skaičiai?); Ψnlm(r,∂,φ)=Rnl(r)Ylm(∂,φ), cia R(r)-radialioji bangine, Y(∂,φ)-kampine bangines f-jos; n,l,m triju kintamuju (r,∂,φ) kompleksine f-jos parametrai.Bangines funkcijos ψ parametras m- magnetinis kvantinnis skaicius,kuris nusako elektrono impulso momento erdvini kvantavima. b) Kokias vertes gali įgyti orbitinis ir magnetinis kvantiniai skaičiai? c) Kodėl magnetinis kvantinis skaičius negali būti didesnis už orbitinį? , todel − l ≤ m ≤ l . 3. Elektrono sukinys (spinas): a) Koks V. Šterno ir V. Gerlacho bandymo tikslas ir rezultatas? V.Šternas ir V.Gerlachas eksperimentiškai tyrė atomo magnetinio momento erdvinį kvantavimą. Isvada: kiekvienam elektronui budingas ne tik tam tikras kruvis, mase, bet ir sukinys. b) Sukinio kvantinis skaičius; Atomo magnetinį momentą nusako tik valentinio elektrono sukinys. Jis, kaip ir bet koks kitas impulso momentas, kvantinėje mechanikoje išreiškiamas tokio pavidalo lygybe, čia s – sukinio kvantinis skaičius. c) Sukinio magnetinis kvantinis skaičius. ms – sukinio magnetinis kvantinis skaičius. Jis gali įgyti tokias vertes: ms = −s,..., s, t.y. iš viso (2s +1) skirtingą vertę. Tačiau Šterno ir Gerlacho bandymas parodė, kad 2s +1 = 2 arba s = 1/2 . Tada ms= ± ½. 4. Elektronų pasiskirstymas atome: a) Kokioms dalelėms galioja Paulio draudimo principas? Suformuluokite jį. Elektronams, protonams, neutronams, neutrinams ir kt. Vienoje kvantinėje sistemoje negali būti dviejų (ar daugiau) antisimetrinėms banginėmis funkcijomis aprašomų dalelių, jeigu jų visi kvantiniai skaičiai yra vienodi. b) Kokiais pagrindiniais principais grindžiamas elektronų pasiskirstymas atome? Pagal Paulio principą viename atome negali būti dviejų ar daugiau elektronų, kurių keturių kvantinių skaičių rinkiniai būtų vienodi, t.y. Z(n, l,m,ms ) = 0 arba 1. Busenoje n gali buti ne dagiau kaip 2n2 elektronu, o busenose s=2;p=6,d=10... c) Kiek elektronų su trimis vienodais kvantiniais skaičiais (n, l ir m) gali būti vienoje kvantinėje sistemoje? Tokio but negali nes l negali buti lygus n. 5. Vandenilio atomo spektrai: a) Paaiškinkite emisijos ir absorbcijos spektrų sąvokas; Absorbcijos ir emisijos išsklaidymo spektrai susidaro dėl kvantinių šuolių tarp laisvosios ar silpnai su kitomis sąveikaujančios molekulės energijos lygmenų b) Kokiame bangų ruože stebimos Laimano, Balmerio ir Pašeno spektro linijų serijos? c) Užrašykite ir paaiškinkite spektro linijų serijų formulę. , Kai n = 1, o m = 2,3,4..., gaunama Laimano serija; kai n = 2 , o m = 3,4,5,... , – Balmerio serija; kai n = 3, o m = 4,5,6,... – Pašeno serija ir t.t. 6. Franko ir Herco eksperimentas: a) Kokiu tikslu Dž. Frankas ir G. Hercas atliko jų vardu pavadintą eksperimentą? Jie parodė, kad 4.9eV energijos elektronai su nesužadintais gyvsidabrio atomais susiduria netampriai, t.y. elektrono energija virsta atomo sužadinimo energija, o tai rodo, kad atomo energija yra kvantuota. b) Paaiškinkite eksperimento schemą ir gautą voltamperinę charakteristiką; c) Kokią teoriją patvirtino Franko ir Herco bandymas? Boro teorija. 7. Rentgeno spindulių spektrai: a) Kaip gaunami rentgeno spinduliai? Dirbtiniuose šaltiniuose Rentgeno spinduliai susidaro stabdant greitas elektringąsias daleles, dažniausiai elektronus. Taip Rentgeno spinduliai susidaro Rentgeno vamzdžiuose, kineskopuose, elektroniniuose vamzdžiuose, netgi elektroninėse lempose ir kt. b) Nuo ko priklauso ištisinio rentgeno spindulių spektro ribinis bangos ilgis? ,λ 0 yra atvirkščiai proporcingas elektronus greitinančiai įtampai c) Kaip susidaro linijinis (būdingasis) rentgeno spindulių spektras? Spinduliai priklauso nuo anodo medziagos prigimties. Jo intensivumo I priklausomybe nuo bangos ilgio isreiskiama tokiu grafiku: Čia būdingąjį spinduliavimą atitinka bangų ilgio λ1 ir λ2 taškuose atsiradę intensyvumo šuoliai. d) Užrašykite ir paaiškinkite Mozlio dėsnį. ν=R(Z-σ)2(1/n2-1/m2), σ – ekranavimo konstanta arba , kvadratinė šaknis iš dažnio yra atominio skaičiaus tiesinė funkcija. Branduolio teigiamo krūvio ekranavimo efektas jį supančiais elektronais įvertinamas ekranavimo konstanta σ . 8. Atomų sąveikos molekulėje rūšys: a) Joninė sąveika; Molekules, kuriuose saveikaujantys atomai pavirte priesinga zenklo kruvi turinciais jonais vad. joninemis, o ju rysis – joniniu (NaCl). Energija priklauso nuo atstumo tarp jonu. b) Kovalentinė sąveika; Kovalentine rysis susidaro saveikaujant dazniausiai vienarusiams atomams molekuleje(H2,O2,N2...). Siuo atveju nagrinesime H2 molekules du saveikaujancius atomus. Vienodu atomu cheminis rysys kvantines teorijos poziuriu aiskinamas elektronu kruviu debesiu persiklojimu. Tokias sistemos busenas apraso bangine f-ja, kuri gali buti simetrine arba antisimetrine c) Kaip aiškinamas valentinis (kovalentinis) ryšys molekulėse? Kai elektronas vienu metu priklauso abiems branduoliams, sitoks ryšys tarp atomų vadinamas valentiniu arba kovalentiniu. 9. Molekulių spektrų samprata: a) Apibūdinkite galimus molekulių judėjimus ir energiją, juos atitinkančius lygmenis W' =We +Wv +Wr Molekulės energija W susideda iš elektronų judėjimo ir sąveikos energijos We atome, molekulės kaip visumos sukamojo judėjimo (rotacijos) energijos Wr ir molekulę sudarančių atomų branduolių virpėjimo apie jų pusiausvyros padėtį energijos Wv b) Kaip išsidėstę molekulių rotaciniai, vibraciniai ir elektroniniai energijos lygmenys? Pateikite lygmenų išsidėstymo schemą; c) Kokiame spektro ruože yra elektroniniai, vibraciniai ir rotaciniai molekuliniai spektrai? Gretimi elektronų energetiniai lygmenys We yra toli vienas nuo kito palyginti su gretimais vibraciniais, o tuo labiau rotaciniais energetiniais lygmenimis 10. Kvantiniai stiprintuvai ir generatoriai: a) Kvantinių šuolių tipai; Savaiminis(spontaninis) - vyksta atsitiktinai. Negalima numatyti šuolio pradžios laiko momento, – galima tik įvertinti tikimybę, kad per tam tikrą laiko tarpą jis įvyks. Priverstinis(indukuotasis) - jo tikimybė tiesiog proporcinga šį spinduliavimą sukeliančio elektromagnetinio lauko energijos tūriniam tankiui. b) Kada galimas šviesos „stiprinimas“ medžiagoje? Indukuotojo spinduliavimo esminė ypatybė yra ta, kad naujai susidariusio fotono energija, dažnis, sklidimo kryptis, poliarizacija, pradinė fazė yra tapatūs jį sužadinusio fotono atitinkamoms charakteristikoms. Spinduliavimui taikant bangines sąvokas, būtų galima sakyti, kad indukuotasis spinduliavimas yra koherentus jį indukavusiam. Dėl to pirminis signalas sustiprinamas c) Kas yra lygmenų užpildymo apgrąža ir kaip ji gali būti gaunama? Lygmenų užpildymo apgrąža - didesnę energijos vertę Wi turinčių dalelių skaičius Ni > N j . Tokią apgrąžą galima gauti trijų energetinių lygmenų sistemoje jeigu jie pasižymi reikiamomis savybėmis. d) Kaip veikia lazeris? Lazeris – kvantinis generatoris veikiantis optiniu dazniu diapazone. Spontaninio šuolio metu iš 2 lygmens į 1 lygmenį išspinduliuotasis dažnio ν = (W2 −W1)/h fotonas gali indukuoti spindulinį šuolį 2 → 1. Tuomet susidaro dar vienas jam tapatus fotonas. Šie jau du fotonai savo ruožtu gali indukuoti naujus kvantinius šuolius – tuomet dažnio ν signalas stiprėja. 11. Kristalai. Energijos juostos: a) Kuo skiriasi amorfinės ir kristalinės medžiagos? Amorfinese medziagose molekules ir atomai issideste chaotiskai, o kristalinese – pagal tvarka (kristalinemis gardelemis). b) Kaip aiškinamas atomų energijos lygmenų skilimas susidarant kristalui? Atstumai tarp gretimų suskilusių lygmenų priklauso nuo tarpatominio atstumo r , nes nuo r vertės priklauso sąveikos stiprumas. c) Apibūdinkite valentinę, laidumo ir draustinę juostas. Valentine juosta - sudaryta iš atskirų atomų vidinių elektronų energijos lygmenų, ji elektronais užpildyta pilnai. Laidumo juosta - sudaryta iš išorinių elektronų energijos lygmenų, būna arba dalinai užpildyta, arba laisva. Draustine juosta - atstumas tarp valentines ir leistinos juostos 12. Metalai, puslaidininkiai ir dielektrikai juostinės teorijos požiūriu: a) Kaip juostų išsidėstymas ir užpildymas elektronais nulemia medžiagų elektrines savybes? Esant visiems valentinės juostos energijos lygmenims užimtiems ir jei ji atskirta nuo laidumo juostos pakankamai plačia draustine juosta, elektronai elektriniame laidume nedalyvauja, o kai energijos juostos uzpildytos is dalies - elektrinis laukas gali elektronus perkelti į gretimus laisvus lygmenis. Taip medžiagoje bus sukurta srovė. b) Kada puslaidininkiai pagal elektrinį laidumą supanašėja su dielektrikais? Kai ΔWg = 3 eV 13. Savasis puslaidininkių laidumas: a) Kaip aiškinamas laisvųjų elektronų ir skylių susidarymas grynajame puslaidininkyje? Kai valentinėje juostoje susidaro neužimtas energijos lygmuo, sitokią kvantinę būseną kristale vadina skyle. elektronai pagal energijas pasiskirsto statistiškai, todėl visuomet bus tokių elektronų, kurių šiluminės judėjimo energijos viršys ryšio energiją. Tokie elektronai nutraukia tarpatominius ryšius, o kristale atsiranda laisvieji elektronai ir skylės. b) Ar vienodos skirtingų krūvininkų koncentracijos grynajame puslaidininkyje? elektronu koncentracija laidumo juostose ir skyliu koncentracija valentinej juostoj yra lygios. sroves tankis = elektronu ir skyluciu tankiu sumai. c) Puslaidininkinis rezistorius pastoviai prijungtas prie evj šaltinio. Kada grandine tekės didesnio stiprio srovė - karštą dieną ar vėsią naktį? Kodėl? Diena, nes puslaidininkui didejant temperaturai daugeja laisvuju kruvininku ir dideja prailaidumas 14. Priemaišinis puslaidininkių laidumas: a) Kokias priemaišas galime vadinti donorinėmis ir akceptorinėmis? priemaišos, kurių atomai didina laisvųjų elektronų skaičių, vadinamos donorais . Skyles kuriančios priemaišos vadinamos akceptoriais b) Kur išsidėstę donoriniai ir akceptoriniai lygmenys (pagal juostinę teoriją)? Valentineje juostoje c) Kaip aiškinamas elektroninis ir skylinis laidumas? Elektroninis laidumas – daug laisvuju elektronu. Skylinis laidumas - skylių judėjimas valentinėje juostoje d) Kambario temperatūros gryno Ge (IV gr. elementas) laisvųjų elektronų ir skylių koncentracijos lygios. Kurių krūvininkų koncentracija padidės įvedus indžio (III gr. elementas)? Padauges skyliu 15. p-n sandūra: a) p tipo ir n tipo puslaidininkių laidumas; n-puslaid - puslaidininkiuose vyrauja elektroninis laidumas, o savasis skylinis – nežymus. p-puslaid- medziaga, kurioje vyrauja skylinis laidumas. b) Kas yra pagrindiniai ir kas nepagrindiniai krūvininkai p tipo ir n tipo puslaidininkiuose? Pagrindinių krūvininkų sukurtų srovių tankius pažymėkime jn ir j p , o šalutinių – jns ir j ps . Pusiausvyros atveju pagrindinių krūvininkų srautas (elektronų iš n į p ir skylių iš p į n) yra lygus šalutinių krūvininkų srautui (elektronų iš p į n ir skylių iš n į p). Todėl jn = jns , j p = j ps , o pilnosios srovės tankis bus lygus nuliui: j = ( jns − jn )+ (j ps − j p )= 0 c) p-n sandūros voltamperinė charakteristika. 16. Vidinis fotoefektas puslaidininkiuose: a) Kaip aiškinamas krūvininkų generacijos procesas puslaidininkiuose? Elektronas sugerus fotona gali persokt i laidumo juosta, del ko dideja laidumas (atsiranda laisvuju kruvininku), o valentineje juostoje atsiranda skyliu. b) Kodėl apšvietus padidėja puslaidininkio elektrinis laidumas? Elektronas sugerus fotona persoka i laidumo juosta. c) Fotorezistorius pastoviai prijungtas prie evj šaltinio. Kada grandine tekės didesnio stiprio srovė - dieną ar naktį? Kodėl? Diena, nes apšvietus puslaidininkį, jame padidėja laisvų krūvininkų tankis. 17. Atomo branduolys: a) Atomo branduolio sudėtis ir branduolio modeliai; Branduolis susideda is protonu ir neutronu – jie vadinami nukleonais. Modeliai: ◦ Laselinis - nukleonai branduolyje, panašiai kaip molekulės lašelyje, juda chaotiškai ir tik trumpasiekės ir stiprios branduolinės jėgos išlaiko nukleonus mažame branduolio tūryje ◦ Sluoksninis branduolinis modelis - nukleonai branduolyje, panašiai kaip elektronai atome, išsidėstę sluoksniais ir posluoksniais. b) Branduolio masė, krūvis, spindulys, tankis, sukinys ir magnetinis momentas; Branduolio masė. Ji proporcinga nukleonų skaičiui branduolyje. Neutrono masė mn = 1.00876u , protono – mp = 1.00783u . u = 1.66 * 10-27kg Branduolio krūvis lygus dydžiui Ze ; čia Z – atomo eilės numeris periodinėje elementų lentelėje. Dydis Z kartu rodo protonų skaičių branduolyje. e = 1.6⋅10−19C Spindulys R priklauso nuo masės skaičiaus A šitaip: R = R0 A1/3 ; R0=(1.3-1.7)*10-15m Branduolio tankis Branduolio sukinys – impulso momentas, lygus nukleonų sukinių ir orbitinių impulsų momentų geometrinei sumai. Magnetinis momentas - μ p = 2.79μN, μn = −1.91μN ; μN = 5.0508 10 -27 Am2 c) Ką vadiname izotopais? To paties elemento atomų branduoliai gali turėti įvairų neutronų skaičių – jie vadinami izotopais d) Kiek elektronų skrieja apie neutralaus argono atomo branduolį? 18 18. Branduolio ryšio energija: a) Branduolio masės defektas, ryšio energija ir savitoji ryšio energija; Mases defektas: Δm = Zmp + Nmn −mb Rysio energija: ΔW = Δmc2 = [(Zmp + Nmn )−mb ]c2 Savitoji ryšio energija δW = ΔW/ A , t.y. vienam nukleonui tenkanti ryšio energija. b) Pavaizduokite ir paaiškinkite savitosios ryšio energijos priklausomybę nuo masės skaičiaus; vaizdžiai rodo, kad branduoliams transformuojantis, energija išsiskirti gali dviem būdais: 1)skaidant sunkesnius branduolius ir verčiant juos lengvesniais (branduolių dalijimas) ir 2) jungiant lengvesnius branduolius sunkesniais (branduoliųsintezė) c) branduolio ryšio energija lygi 39,2 MeV. Kam lygi šio branduolio savitoji ryšio energija? Sprendziama analogiskai. 19. Radioaktyvusis skilimas: a) Pagal kokį dėsnį mažėja radioaktyviųjų branduolių kiekis? Pagal radioaktyvaus irimo dėsnį N = N0 e−λt b) Kas yra skilimo konstanta, skilimo pusamžis (puskiekio periodas), vidutinė gyvavimo trukmė? λ vadinamas irimo konstanta. Ji parodo, kokia dalis atomų branduolių suyra per vienetinį laiką. Pusamžis T yra laiko tarpas, per kurį suyra pusė visų branduolių. τ = 1 /λ vadinamas radioaktyvaus branduolio vidutine gyvavimo trukme. c) Kiek kartų sumažės nesuskilusių radioaktyviojo elemento branduolių skaičius po trijų pusamžių? 8 kartus.(23) 20. Dalelių registravimo būdai: a) Kaip veikia ir kam skirtas Geigerio skaitiklis? Patekę į vamzdelį registruojamos dalelės (α, β, γ spinduliai) jonizuoja dujas. Atsiradusi bent viena jonų pora pagreitinama stipriame elektriniame lauke ir sukelia dujose smūginę jonizaciją – įvyksta jonų griūtis, dėl kurių prasideda išlydis, registruojamas kaip srovės impulsas. Impulso srovės stiprumas nepriklauso nuo pirminių jonų porų skaičiaus ir jų energijos, bet tik nuo įtampos tarp elektrodų ir dujų slėgio. Šis skaitiklis tokiame įtampų režime registruoja į jį patekusių dalelių skaičių. Išlydžio trukmė – 10−3 −10−7 s , todėl skaitikliu per 1s galima užregistruoti 103 −107 dalelių. b) Kaip veikia ir ką registruoja Vilsono kamera? Ji skirta greitų elektringų dalelių pėdsakams stebėti. Vilsono kamerą sudaro cilindras A, kurio viduje yra stūmoklis B. Kameroje yra sočių vandens garų ir oro mišinys. Staigiai leidžiant stūmoklį žemyn, mišinys adiabatiškai plėsis ir atvės, o sotieji garai persisotins. Jei tuo momentu į kamerą per langą L įlekia α (arba β) dalelė, tai ji, jonizuodama orą, palieka paskui save jonų vorą. Garai apie jonus kondensuojasi ir ant jonų nusėda vandens lašeliai, o pėdsakas pasidaro matomas. c) Kuo panašios ir kuo skiriasi Vilsono ir burbulinė kameros? Matomos daleliu pedsakos. Vilsono kameroje naudojami vandens garai, o burb – vanduo(skystis). 21. Branduolinių dalijimosi reakcija: a) Kaip remiantis lašeliniu branduolio modeliu aiškinama branduolių, „pagavusių“ neutroną, dalijimosi reakcija? Neutronas sužadina branduolį. Sužadintame branduolyje susidarys jo masės virpesiai, rutulys ištįs ir po to pasidalins į dvi dalis (skeveldras), nes skeveldrų teigiamų krūvių stūmos jėga jas išsklaidys. b) Pateikite ir paaiškinkite tipinės branduolių dalijimosi reakcijos pavyzdį; n +U → A+ B + k ⋅ n +W ; čia A ir B yra urano U branduolio dalijimosi skeveldros, k – antrinių neutronų skaičius, W – išsiskyrusios energijos kiekis. c) Kaip vyksta grandininė reakcija? Dalijantis branduoliams atsiradę antriniai neutronai gali pataikyti į branduolius ir sukelti jų dalijimąsi – taip gali nenutrūkstamai vykti dalijimosi grandininė reakcija. d) Kada grandininė reakcija slopsta, kada plinta (stiprėja)? K – daugejimo koeficientas. K=N1/N. Jei K>1 – reakcija plinta, jei

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!