Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:
RqoXti9FT9NMe1
Ćwiczenie 1
Fala de Broglie’a to fala: Możliwe odpowiedzi: 1. powiązana z dowolnym spoczywającym obiektem posiadającym masę lub bezmasowym, 2. powiązana z dowolnym obiektem materialnym pozostającym w spoczynku, 3. powiązana z dowolnym obiektem materialnym poruszającym się z pewną prędkością, 4. powiązana z poruszającymi się obiektami pozbawionymi masy

Fala de Broglie’a to fala powiązana z:

  • dowolnym spoczywającym obiektem posiadającym masę lub bezmasowym
  • dowolnym obiektem materialnym pozostającym w spoczynku
  • dowolnym obiektem materialnym poruszającym się z pewną prędkością
  • poruszającymi się obiektami pozbawionymi masy
1
Ćwiczenie 2
Rnp6VQaWZdOZL
Wskaż efekty falowe, którym podlega fala materii. Zaznacz właściwe ilustracje.

Wskaż efekty falowe, którym podlega fala materii. Zaznacz właściwe ilustracje.

  • Opis ilustracji A
  • Opis poprawnej ilustracji B
  • Opis poprawnej ilustracji C
  • Opis ilustracji D
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laser_Interference.JPG [dostęp 21.04.2022 r.], dostępny w internecie: https://pixabay.com/photos/water-ripples-circles-drops-wet-3753813/ [dostęp 21.04.2022 r.], dostępny w internecie: https://pixabay.com/photos/cup-tea-teacup-glass-cup-spoon-616637/ [dostęp 21.04.2022 r.], dostępny w internecie: https://pixabay.com/photos/nature-monolithic-part-of-the-waters-3291008/ [dostęp 21.04.2022 r.].
R2fRFtFgT2wah1
Ćwiczenie 2
Wskaż efekty falowe, którym podlega fala materii. Zaznacz właściwe opisy ilustracji: Możliwe odpowiedzi: 1. Na zdjęciu jest jezioro. W wodzie odbijają się przybrzeżne drzewa., 2. Na zdjęciu widać powierzchnię wody podczas deszczu. Spadające krople deszczu powodują powstawanie fal kolistych, które nakładają się na siebie, w pewnych miejscach ulegając wzmocnieniu, a w innych wygaszeniu., 3. Na zdjęciu znajduje się szklanka z herbatą. W szklance zanurzona jest łyżeczka, której obraz jest zniekształcony. Część zanurzona jest nieco przesunięta w stosunku do części nad powierzchnią herbaty., 4. Zdjęcie przedstawia obraz, który powstał po przejściu światła przez mały otworek. W centrum obrazu jest jasne kółko. Otaczają je współśrodkowe okręgi, na przemian jasne i ciemne.
R1Exip6H2JbhG1
Ćwiczenie 3
W transmisyjnym mikroskopie elektronowym możliwe jest uzyskiwanie dużo większych powiększeń niż w mikroskopie optycznym, gdyż: Możliwe odpowiedzi: 1. długość fali materii elektronu w TEM jest większa niż długość fali promieniowania z zakresu widzialnego, 2. elektrony w TEM poruszają się wolniej niż fotony, 3. elektronowe fale materii w TEM mają mniejszą długość niż promieniowanie widzialne, 4. elektrony w TEM mają mniejszy promień niż fotony

W transmisyjnym mikroskopie elektronowym możliwe jest uzyskiwanie dużo większych powiększeń niż w mikroskopie optycznym, gdyż:

  • długość fali materii elektronu w TEM jest większa niż długość fali promieniowania z zakresu widzialnego
  • elektrony w TEM poruszają się wolniej niż fotony
  • elektronowe fale materii w TEM mają mniejszą długość niż promieniowanie widzialne
  • elektrony w TEM mają mniejszy promień niż fotony
2
Ćwiczenie 4
Rnnqwgmd79d6w
Oblicz długość fali de Broglie’a dla elektronu poruszającego się z prędkością v = 1 000 000 m/s. Masa elektronu wynosi m = 9,1 · 10-31 kg. Przy takich prędkościach elektron może być traktowany jako cząstka nierelatywistyczna. Wynik podaj w nanometrach i zaokrąglij go do trzech miejsc znaczących. Odpowiedź: λB = Tu uzupełnij nm

Oblicz długość fali de Broglie’a dla elektronu poruszającego się z prędkością v = 1 000 000 m/s. Masa elektronu wynosi m = 9,1 · 10-31 kg. Przy takich prędkościach elektron może być traktowany jako cząstka nierelatywistyczna. Wynik podaj w nanometrach i zaokrąglij go do dwóch cyfr znaczących.

Odpowiedź: λB = ............ nm

R1Pvnep9KL6ka1
Ćwiczenie 5
Przy wysokich prędkościach v, porównywalnych z prędkością światła c, istotne stają się zjawiska relatywistyczne, m.in. zmiana masy cząstki wraz z jej prędkością. Zależność ta przyjmuje następującą postać:
m=m01-v2c2
gdzie m0 jest masą spoczynkową cząstki, tzn. masą cząstki nieporuszającej się w danym układzie odniesienia. Spośród poniżej przedstawionych zdań wybierz zdania prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Masa elektronu poruszającego się jest mniejsza niż masa elektronu spoczywającego w danym układzie odniesienia., 2. Z powodu udziału zjawisk relatywistycznych, długość fali materii dla cząstki jest mniejsza niż byłaby, gdyby zjawiska relatywistyczne nie grały roli., 3. Z powodu udziału zjawisk relatywistycznych, długość fali materii dla cząstki jest większa niż byłaby, gdyby zjawiska relatywistyczne nie grały roli., 4. Masa elektronu poruszającego się jest większa niż masa elektronu spoczywającego w danym układzie odniesienia.

Przy wysokich prędkościach v, porównywalnych z prędkością światła c, istotne stają się zjawiska relatywistyczne, m.in. zmiana masy cząstki wraz z jej prędkością. Zależność ta przyjmuje następującą postać:
m=m01-v2c2
gdzie m0 jest masą spoczynkową cząstki, tzn. masą cząstki nieporuszającej się w danym układzie odniesienia. Spośród poniżej przedstawionych zdań wybierz zdania prawdziwe.

  • Masa elektronu poruszającego się jest mniejsza niż masa elektronu spoczywającego w danym układzie odniesienia.
  • Z powodu udziału zjawisk relatywistycznych, długość fali materii dla cząstki jest mniejsza niż byłaby, gdyby zjawiska relatywistyczne nie grały roli.
  • Z powodu udziału zjawisk relatywistycznych, długość fali materii dla cząstki jest większa niż byłaby, gdyby zjawiska relatywistyczne nie grały roli.
  • Masa elektronu poruszającego się jest większa niż masa elektronu spoczywającego w danym układzie odniesienia.
2
Ćwiczenie 6
R1VwcqKyq2Xyu
Długość fali materii dla poruszającego się protonu wynosi 4 pm. Wiedząc, że masa protonu stanowi 1836 mas elektronu oraz elektron porusza się z dwa razy większą prędkością niż proton, wyznacz długość elektronowej fali materii. Obydwie cząstki potraktuj nierelatywistycznie. Wynik podaj w nanometrach, bez zaokrąglania. Odpowiedź: λB = Tu uzupełnij nm

Długość fali materii dla poruszającego się protonu wynosi 4 pm. Wiedząc, że masa protonu stanowi 1836 mas elektronu oraz elektron porusza się z dwa razy większą prędkością niż proton, wyznacz długość elektronowej fali materii. Obydwie cząstki potraktuj nierelatywistycznie. Wynik podaj w nanometrach, bez zaokrąglania.

Odpowiedź: λB = ............ nm

2
Ćwiczenie 7

Jedną z postaci ciał stałych są kryształy. W kryształach, atomy znajdują się względem siebie w ustalonym, powtarzającym się porządku, a odległości między nimi mierzone są w angstremach (1 Å = 0,1 nm = 10Indeks górny -10 m). Biorąc pod uwagę długości fali materii dla elektronu otrzymane w zadaniu 3 (λB = 0,73 nm) odpowiedz, czy możliwa jest obserwacja dyfrakcji i interferencji elektronowych fal materii na kryształach. Uzasadnij swoją odpowiedź.

uzupełnij treść
R1SvqNc1ubLdZ1
Ćwiczenie 8
Wskaż poprawny wykres przedstawiający zależność długości fali materii od prędkości dla danej cząstki.

Wskaż poprawny wykres przedstawiający zależność długości fali materii od prędkości dla danej cząstki.

  • a
  • b
  • c
  • d
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Animacja
Dla nauczyciela