67. Kísérletezés, gyakorlás

Középszintű fizika érettségi feladatok

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_modern_fizika.html

Modern fizika

Elemző

2. Egy elektroszkóphoz cinklemezt kapcsolunk, majd az egész rendszert negatív töltéssel feltöltjük. A mutató állandó kitérést mutat. Ezután a cinklemezt ultraibolya fénnyel megvilágítjuk. A mutató kitérése csökken: a rendszer töltést veszít. Ha a fény erősségét növeljük, a töltésvesztés gyorsabb lesz.

a) Miért jön létre a töltésvesztés? 

b) Miért gyorsul fel a töltésvesztés erősebb megvilágításnál?

Megoldás:

a) A töltésvesztés oka:

Az UV‑fény fotonjai fotoelektronokat szakítanak ki a cinklemezből. A kilépő elektronok eltávoznak → a cinklemez és az elektroszkóp veszíti a negatív töltést → a mutató kitérése csökken.

Kulcsfogalom: fotoeffektus.

b) Miért gyorsabb erősebb fény esetén?

Erősebb fény = több foton érkezik másodpercenként. Több foton → több kilépő elektron → gyorsabb töltéscsökkenés.

Fontos: az elektronok energiája nem nő, csak a kilépő elektronok száma.

Középszintű fizika érettségi feladatok

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_modern_fizika.html

Modern fizika

Számolási feladatok:

Megoldás:

1. A fémezüstből fény hatására elektron léphet ki. A kilépési munka:

W=0,69 aJ

a) Határozd meg, mekkora minimális frekvenciájú fény szükséges ahhoz, hogy az elektron kiléphessen az ezüst felületéről! A Planck‑állandó:

h=6,63⋅10−34 Js

b) Döntsd el, hogy a kapott határfrekvencia infravörös, látható vagy ultraibolya fénynek felel meg.

Fizika középszintű érettségi feladatok

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_modern_fizika.html

Modern fizika
Grafikus

2. 2. feladat

2. Egy 241Am minta α‑sugárzását mérjük levegőben. A detektort különböző távolságokra tesszük, és mérjük az 1 s alatt beérkező részecskék számát:

Feladat:

a) Rajzold meg a N(r) grafikont.

b) Becsüld meg N-et 1,3 cm-nél.

c) Vizsgáld meg: távolság duplázása → részecskeszám feleződik?

d) Vizsgáld meg: lineáris-e a csökkenés.

e) Miért hatékonyabb az ólomtégely?

(2022. május id.)

Megoldás:

a) N(r) grafikon

A részecskeszám erősen csökken a távolság növekedésével. A görbe nem lineáris, hanem gyorsan eső, majd elnyelődésnél ellaposodó.

b) N(1,3 cm) becslése

1,2 cm → 1540 1,4 cm → 1040 A 1,3 cm a kettő között van → kb. 1300 részecske/s.

c) Dupla távolság → fele részecskeszám?

Nem igaz.

Példa: 1,0 cm → 2400 2,0 cm → 400 A fele lenne: 1200, de a mért érték 400, tehát nem feleződik, hanem sokkal jobban csökken.

d) Lineáris csökkenés?

Nem lineáris.

Példa: 1,0 → 2400 1,2 → 1540 1,4 → 1040 A különbségek: 860, 500, 300… A csökkenés nem egyenletes, hanem gyorsul → exponenciális jellegű elnyelődés.

e) Miért hatékonyabb az ólomtégely?

Az ólom nagy sűrűségű, ezért az α‑részecskéket nagyon rövid úton teljesen elnyeli. A levegő viszont ritka, így az elnyelődéshez centiméteres út kell. → Az ólom sokkal jobb árnyékoló, a sugárzás gyakorlatilag nem jut ki.

Vissza