Atomfizika zh megoldások

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Atomfizika zh megoldások"

Ignác Soós
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 Atomfizika zh megoldáok Hány hidrogénatomot tartalmaz 6 g víz? m M = 6 g = 18 g H O, perióduo rendzerből: ( ) g N = m M N A = 6 g 18 g = 103 vízekula van 6 g vízben. Mivel egy vízekula két hidrogénatomot tartalmaz, a hidrogénatomok záma ennek kétzeree, A termézetben található réz a 63-a é a 65-ö tömegzámú rézizotópok keveréke, átlago móltömege 63,6 g/. Mennyi a két özetevő zázaléko gyakoriága? Jelölje x a 63 Cu izotóp rézarányát. Mivel a termézetben található réz ezen két izotóp keveréke, a 65 Cu izotóp rézaránya 1 x. Így 63,6 = 63x + 65(1 x) 63,6 = 63x x 63,6 = x ,38 = x 0,69 = x. Tehát a 63 Cu izotóp gyakoriága 69%, a 65 Cu izotópé 100% 69% = 31%. 3. Az alábbi ábrán az 5600 K hőmérékletű abzolút fekete tet emizió görbéje látható. (a) Jelölje be a látható fény tartományának körülbelüli kezdetét é végét, a megfelelő zín feltüntetéével! Jelölje be az infravörö é ultraibolya tartományokat! A látható tartomány kb. 400 nm-től (ibolya) kb. 800 nmig (vörö) tart. Az ultraibolya fény hullámhoza 400 nm-nél alaconyabb, az infravöröé 800 nm-nél magaabb.

2 (b) Rajzolja be az ábrába (lehetőleg arányoan) a 800 K hőmérékletű abzolút fekete tet ugárzái görbéjét! Egyrézt: az alaconyabb hőmérékletű fekete tet ugárzái görbéje minden hullámhozon alatta marad a melegebb fekete tetének. Márézt: ha a hőméréklet felére cökken, Wien I. é II. törvénye értelmében a cúc helye eltolódik a kétzer akkora hullámhozhoz, a cúc magaága pedig 5 = 3-edrézére cökken. E(, T) (J/ m^ r) T = 5600 K T = 800 K (nm) 4. Egy távoli vörö zínű cillag fényét pektrozkóppal megvizgálva azt tapaztaljuk, hogy az 650 nm-e hullámhozon ugároz legjobban. Ha feltételezzük, hogy a cillag jó közelítéel fekete tet, körülbelül mekkora lehet a felzíni hőméréklete? Alkalmazzuk Wien I. törvényét: max T = C 1 C 1 T = =, Km max = 4458,5 K. m 5. Egy R = 1 kω ellenálláú wolframzálat I = 0,3 A árammal izzítunk, amely ennek hatáára eléri a 3090 K hőmérékletet. A zál ugara 0,1 mm, hoza 1,8 cm. A ráeő fény hány zázalékát veri viza a wolframzál? A wolframzál által kiugárzott teljeítmény P = I R, a wolframzál (henger) felzíne A = πr(l + r). Az emizióképeég tehát e = P A = I R πr(l + r). A wolframzál zürkeugárzó (nem fekete tet), tehát Kirchhoff ugárzái törvénye alapján e/a = E, ahol a a zürkeugárzó abzorpcióképeége, E pedig a vele azono hőmérékletű fekete tet emizióképeége, amely a

3 Stefan Boltzmann törvény alapján E = σt 4. Márézt, a wolfram nyilván nem átlátzó anyag, tehát a ráeő fény egy rézét (r) vizaveri, máik rézét (a) elnyeli: r + a = 1. Mindezek felhaználáával: r = 1 a = 1 e I R E = 1 πr(l+r) σt 4 r = 1 0,3 A 1000 Ω 3, m (1,8 10 m+10 4 m) = 0,1, 5, W m K K 4 4 tehát a wolframzál a ráeő fény 10%-át veri viza. 6. Egy monokromatiku, 633 nm-e fényt emittáló He-Ne gázlézer kimenő fényteljeítménye mw. Hány fotont bocát ki máodpercenként? A lézer egy fotonjának energiája ε = hν =. A lézer egy máodperc alatt E = P t energiát bocát ki, tehát a kibocátott fotonok záma n = E ε = P t = P t = 10 3 W m 6, J m = 6, A troncium határhullámhoza 500 nm. (a) Mennyi a troncium kilépéi munkája J-ban é ev-ban? Az Eintein-féle fényelektromo egyenlet (hν = W ki + 1 mv ) alapján a határhullámhoz annak a fotonnak a hullámhoza, amely még éppen ki tud váltani egy (nulla ebeégű) elektront az adott anyagból: h = W ki, így W ki = 6, J m m = 3, J =,49 ev. (b) Mekkora ebeégű elektront vált ki egy 450 nm-e foton? = W ki + 1 mv, v = m = ( ) W ki = 9, kg ( 6, J m m ) 3, J = = 3,1 10 5m. (c) Mekkora a troncium zárófezültége ilyen hullámhozú fényre?

4 = W ki + eu z U z = e W ki e U z = 6, J m 1, C m 3, J 1, C = = 0,76 V. (d) Mekkora ebeégű elektront vált ki egy 600 nm-e foton? Nem vált ki fotont, mert > h! kev-o röntgenugár 45 -o zögben zóródik egy atomi elektronon. Mekkora lez a zórt foton hullámhoza? Mekkora lez a meglökött elektron ebeége? = = h (1 coϑ) h (1 coϑ) = h (1 coϑ) + = h (1 coϑ) + E 6, J = 9, kg m = 9, m. (1 co45 ) + 6, J m, J Márézt, a meglökött elektron E e = 1 mv = E E zóródá orán. energiát kap a E e = 1 mv = E E 1 mv = E v = ( E ) m ( v = E ) m v = (,4 9, kg 14 J 6, J m ) 9, m v = 6, m.

5 Az eetlegeen zükége állandók: N A = 6, /, c = m/, k = 1, J/K, σ = 5, W/m K 4, C 1 =, Km (W.I), e = 1, C, C = 1, W/m K 5 (W.II.), h = 6, J, m e = 9, kg.

Hasonló dokumentumok

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I.

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I. 006/007. tanévi Orzágo középikolai Tanulmányi Vereny máodik fordulójának feladatai é azok megoldáai f i z i k á b ó l I. kategória. feladat. Egy m maga 30 hajlázögű lejtő lapjának elő é máodik fele különböző