Poniższy wykres dotyczy trzech pierwszych zadań.
RpbqEbfGubvGv Na osi poziomej jest napięcie elektryczne oznaczone wielką literą U z indeksem wielkie A, a na pionowej natężenie prądu oznaczone wielką literą I. Początek układu współrzędnych odpowiada zerowym wartościom napięcia i natężenia prądu. Widzimy kilka krzywych. Wszystkie zaczynają się po stronie ujemnych wartości napięcia, najpierw fioletowa, potem trzy zielone dla wielkiego U równego wielkiemu U z indeksem zero, a czerwona najbliżej punktu zerowego. Po stronie dodatnich napięć trzy krzywe zbiegają do punktu małe b dla wielkiego I równego wielkiemu I z indeksem dolnym n, zaś dwie zielone wychodzą na „plateau” niżej i wyżej, tj. w punktach opisanych małymi literami a i c (plateau to płaska część krzywej).
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
1
Ćwiczenie 1
RQ3u95aowWpqv Czy coś się zmieni w położeniu krzywych na wykresie z naszego Multimedium i przedstawionego powyżej, jeśli w pomiarze użyjemy fotoelementu z innym materiałem katody? Jeśli: Możliwe odpowiedzi: 1. nie zmieni się – to dlaczego, jeśli, 2. zmieni się - to co się zmieni?
Czy coś się zmieni w położeniu krzywych na wykresie z naszego Multimedium i przedstawionego powyżej, jeśli w pomiarze użyjemy fotoelementu z innym materiałem katody? Jeśli:
nie zmieni się – to dlaczego?
zmieni się - to co się zmieni?
Pokaż wyjaśnienie Inny materiał katody oznaczać będzie inną energię potrzebną do wybicia elektronu z materiału katody. Konsekwencją tego będzie inna wartość napięcia, przy którym prąd przestanie płynąć.
1
Ćwiczenie 2
RE21e3YviSov1 Czy coś się zmieni na wykresie, jeśli zwiększymy napięcie dostarczane przez ogniwo zasilające. Jeśli: Możliwe odpowiedzi: 1. nie zmieni się – to dlaczego, jeśli, 2. zmieni się – to co się zmieni?
Czy coś się zmieni na wykresie, jeśli zwiększymy napięcie dostarczane przez ogniwo zasilające. Jeśli:
nie zmieni się – to dlaczego?
zmieni się – to co się zmieni?
Pokaż wyjaśnienie Maksymalny prąd, jaki może popłynąć, jest określony przez liczbę uwolnionych z katody elektronów, a nie przez napięcie zasilające.
1
Ćwiczenie 3
R1SSTBL4JKTpx Kontynuujemy tematykę z Multimedium. Czego można oczekiwać przy zmianie „barwy” światła na podczerwień i nadfiolet. Jeśli: Możliwe odpowiedzi: 1. nic się nie zmieni – to dlaczego, jeśli, 2. zmieni się – to co się zmieni?
Kontynuujemy tematykę z Multimedium. Czego można oczekiwać przy zmianie „barwy” światła na podczerwień i nadfiolet. Jeśli:
nic się nie zmieni – to dlaczego?
zmieni się – to co się zmieni?
Pokaż wyjaśnienie Kiedy będzie to mniejsza energia fotonów (podczerwień), to może okazać się, że energia ta będzie za mała do wybicia elektronu z materiału katody i zjawisko fotoelektryczne nie nastąpi. Tę graniczną wartość nazywa się niekiedy „czerwoną granicą”. Kiedy będzie to nadfiolet, to będą potrzebne większe napięcia ujemne, by prąd w obwodzie przestał płynąć.
2
Ćwiczenie 4
RZpMHcswgcRmJ Na rysunku a. przedstawiono układ współrzędnych. Na osi poziomej odłożono wielkość równą małe v dzielone przez małe c. Zakres obejmuje wartości od 0,2 do 0,6. Dwie pionowe, przerywane linie wydzielają wąski zakres wartości zbliżonych do 0,4. Na osi pionowej odłożono wielkość oznaczoną wielką literą Q z indeksem dolnym tot, w zakresie wartości od zera do 1,6. Na powierzchni wykresu znajduje się wielka liczba kolorowych punktów. Większość punktów układa się wzdłuż trzech wąskich pasm. Górne pasmo tworzą punkty zielone, środkowe – punkty niebieskie, a dolne pasmo – punkty czerwone. Pasma zaczynają się przy lewej części osi poziomej. Początkowo wznoszą się stromo w górę, a dalej na prawo stają się mniej strome, tworząc łagodne łuki. Przy górnym, zielonym paśmie umieszczono opis tritons, przy środkowym, niebieskim paśmie – opis deuterons, przy dolnym czerwonym paśmie – opis protons. Na rysunku b. przedstawiono układ współrzędnych. Na osi poziomej odłożono wielkość oznaczoną wielką literą Q z indeksem dolnym tot, w zakresie wartości od zera do 1,6. Na osi pionowej odłożono liczbę zarejestrowanych cząstek oznaczoną wielką literą N. Wykres składa się z trzech wąskich maksimów. Pierwsze najwyższe maksimum znajduje się pośrodku wykresu. Zapisano przy nim objaśnienie „protons”. Następne niższe maksimum znajduje się na prawo od pierwszego i objaśnienie tego maksimum to „deuterons”. Najniższe maksimum widoczne jest jeszcze dalej na prawo, a objaśnienie to „tritons”. Nad wykresem jest napis: band (czyli pasmo) 0,395 – 0,4.
Źródło: A. Staranowicz, rozprawa doktorska, licencja: CC BY 4.0.
R47JLKIRiRjc7 Na Rys. b) widać trzy wyraźne zgrupowania cząstek (piki) odpowiadające trzem izotopom wodoru. Twoim zadaniem jest wyznaczenie ile razy więcej cząstek jest w najwyższym piku w stosunku do średniego i najniższego. Jak to zrobić? Możliwe odpowiedzi: 1. obliczyć stosunki wysokości tych pików,, 2. obliczyć stosunki współrzędnych na osi poziomej,, 3. obliczyć stosunki powierzchni odpowiadających poszczególnym pikom.
Na Rys. b) powyżej widać trzy wyraźne zgrupowania cząstek (piki) odpowiadające trzem izotopom wodoru. Twoim zadaniem jest wyznaczenie, ile razy więcej cząstek jest w najwyższym piku w stosunku do średniego i najniższego. Jak to zrobić?
Obliczyć stosunki wysokości tych pików.
Obliczyć stosunki współrzędnych na osi poziomej.
Obliczyć stosunki powierzchni odpowiadających poszczególnym pikom.
RaVpI214eAOi1 Na Rys. b) widać trzy wyraźne zgrupowania cząstek (piki) odpowiadające trzem izotopom wodoru. Twoim zadaniem jest wyznaczenie ile razy więcej cząstek jest w najwyższym piku w stosunku do średniego i najniższego. Jak to zrobić? Możliwe odpowiedzi: 1. obliczyć stosunki wysokości tych pików,, 2. obliczyć stosunki współrzędnych na osi poziomej,, 3. obliczyć stosunki powierzchni odpowiadających poszczególnym pikom.
Na Rys. b) powyżej widać trzy wyraźne zgrupowania cząstek (piki) odpowiadające trzem izotopom wodoru. Twoim zadaniem jest wyznaczenie, ile razy więcej cząstek jest w najwyższym piku w stosunku do średniego i najniższego. Jak to zrobić?
Obliczyć stosunki wysokości tych pików.
Obliczyć stosunki współrzędnych na osi poziomej.
Obliczyć stosunki powierzchni odpowiadających poszczególnym pikom.
Rysunek dotyczy zadań 5 i 6:
RqkxSr3ywc8wo Schemat układu akceleratorów to wiele powiązanych z sobą okręgów i linii ze strzałkami, które wskazują kierunek ruchu przyspieszanych cząstek. W dolnej części rysunku znajduje się krótki odcinek ze strzałką skierowaną w prawo i w górę i podpisany jako LINAC 2. Odcinek ten dochodzi do małego okręgu podpisanego jako BOOSTER. Strzałka na okręgu wskazuje kierunek przeciwny do ruchu wskazówek zegara. Z tego okręgu krótki odcinek ze strzałką prowadzi do większego okręgu podpisanego jako PS. Strzałka na okręgu wskazuje kierunek zgodny z ruchem wskazówek zegara. Z okręgu PS linia ze strzałką skierowaną w górę prowadzi do znacznie większego okręgu, leżącego powyżej i podpisanego jako SPS. Strzałka na okręgu SPS wskazuje kierunek zgodny z ruchem wskazówek zegara. Najwyżej leży największy okrąg podpisany jako LHC. Z okręgu SPS prowadzą do okręgu LHC dwie linie ze strzałkami. Pierwsza linia wychodzi z punktu na okręgu SPS po prawej stronie. Strzałka na niej pokazuje, że cząstki wprowadzone do LHC poruszają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Druga linia wychodzi z punktu na okręgu SPS po lewej stronie, a strzałka na niej pokazuje, że cząstki wprowadzone do LHC poruszają się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Na okręgu LHC znajdują się w równych odległościach od siebie 4 kółka, symbolizujące detektory podpisane jako: ALICE, ATLAS, CMS i LHCb. Z obu stron detektora CMS na okręgu narysowano strzałki skierowane w kierunku detektora, co symbolizuje cząstki biegnące w przeciwnych kierunkach i zderzające się w detektorze.
Źródło: CERN, licencja: CC BY 4.0.
2 1
Ćwiczenie 5
Na rysunku powyżej widzisz, że akceleratory przyspieszające cząstki do coraz wyższych energii mają coraz większą średnicę. Dlaczego?
Z opisu rysunku znajdującego się powyżej wynika, że akceleratory przyspieszające cząstki do coraz wyższych energii mają coraz większą średnicę. Dlaczego?
uzupełnij treść
Pokaż wyjaśnienie Sugerowana odpowiedź : Cząstki poruszają się po torach kołowych odchylane polem magnetycznym. Im większy jest pęd cząstki, tym większy jest promień krzywizny toru. Gdyby nie zwiększała się średnica, to musiałoby być coraz większe pole magnetyczne, a to jest technicznie niemożliwe.
R1HWb9K0rIlPv 1
Ćwiczenie 6
Kontynuujemy tematykę zadania 5. Na rysunku widzisz, że cząstki z akceleratora PS kierowane są nie tylko do SPS, który ma większą średnicę, ale też do innego, AD, którego średnica jest mniejsza. Jaka może być rola tego urządzenia? Zaznacz wszystkie prawidłowe odpowiedzi.Podpowiedź AD – to Antiproton Decelerator, którego zadaniem jest spowolnić antyprotony w celu badania ich własności, np. wytworzyć atomy antymaterii. Możliwe odpowiedzi: 1. AD nie jest akceleratorem, 2. W AD cząstki nie są przyspieszane, 3. W AD cząstki są przyspieszane, 4. AD nie jest deceleratorem
R1L0c4c31LfwX Ćwiczenie 6
Kontynuujemy tematykę zadania 5. Na rysunku widzisz, że cząstki z akceleratora PS kierowane są nie tylko do SPS, który ma większą średnicę, ale też do innego, AD, którego średnica jest mniejsza. Jaka może być rola tego urządzenia? Zaznacz wszystkie prawidłowe odpowiedzi.Podpowiedź AD – to Antiproton Decelerator, którego zadaniem jest spowolnić antyprotony w celu badania ich własności, np. wytworzyć atomy antymaterii. Możliwe odpowiedzi: 1. AD nie jest akceleratorem, 2. W AD cząstki nie są przyspieszane, 3. W AD cząstki są przyspieszane, 4. AD nie jest deceleratorem
RBHxoPixswRtK 2
Ćwiczenie 7
Na podstawie opisu trasy cząstek elementarnych zamieszczonego w części „Przeczytaj” wstaw podpisy we właściwe miejsca schematu.
Na podstawie opisu trasy cząstek elementarnych zamieszczonego w części „Przeczytaj” wstaw podpisy we właściwe miejsca schematu.
Źródło: CERN, licencja: CC BY 4.0.
R1cxt8FXRK0l5 Ćwiczenie 7
W rozdziale Przeczytaj opisano strukturę systemu akceleratorów Europejskiego Laboratorium CERN znajdującego się w pobliżu Genewy. Zaznacz, które z wymienionych określeń stanowią jego elementy: Możliwe odpowiedzi: 1. Prawidłowa odpowiedź A, 2. Nieprawidłowa odpowiedź B, 3. Nieprawidłowa odpowiedź C, 4. Prawidłowa odpowiedź D
3
Ćwiczenie 8
RWG2eJcSXLvTy Kształt jakiej krzywej ma wykres zależności drogi od czasu w swobodnym spadaniu ciał. Możliwe odpowiedzi: 1. linii prostej,, 2. sinusoidy,, 3. paraboli,, 4. elipsy.
Kształt jakiej krzywej ma wykres zależności drogi od czasu w swobodnym spadaniu ciał?
linii prostej
sinusoidy
paraboli
elipsy
Pokaż wyjaśnienie Zależność drogi od czasu w swobodnym spadaniu ciał dana jest wzorem
gdzie jest przyspieszeniem ziemskim. Jest to zależność kwadratowa, której wykresem jest parabola.
3 1
Ćwiczenie 9
Kontynuujemy tematykę poprzedniego zadania. Jaki będzie wykres zależności prędkości od czasu w przypadku spadku spadochroniarza przed i po otwarciu spadochronu?
uzupełnij treść
Pokaż wyjaśnienie Przed otwarciem spadochronu będzie to zależność liniowa rosnąca, bo v=gt. Po otwarciu spadochronu prędkość się zmniejszy i dalej nie będzie się zmieniać. Zależność rosnąca zmieni się więc w prostą równoległą do osi czasu. W momencie lądowania prędkość spadnie do zera.