Sprawdzian z fizyki atomowej

Poprawna odpowiedź: A

Każdy elektron dostaje energię od jednego fotonu. Przy $f<f_g$ energia fotonu $hf$ jest mniejsza od pracy wyjścia, więc żaden elektron nie opuści metalu. Silniejsze światło to tylko więcej takich samych, za słabych fotonów.

Poprawna odpowiedź: (1) hamowania; (2) krótszą

Elektron wyhamowany w polu jąder anody traci energię kinetyczną i wypromieniowuje ją jako foton, stąd nazwa promieniowanie hamowania. Fotony rentgenowskie niosą tysiące razy więcej energii niż światło widzialne, więc ich długość fali jest dużo krótsza, rzędu ułamków nanometra.

Poprawna odpowiedź: F, P, F, F

Zjawisko fotoelektryczne da się wyjaśnić tylko fotonami, czyli porcjami energii. Dyfrakcja elektronów na krysztale pokazała, że cząstki zachowują się jak fale. Z $\lambda =\frac{h}{mv}$ widać, że szybsza cząstka ma krótszą falę, a proton, cięższy od elektronu około 1840 razy, przy tej samej prędkości ma falę dużo krótszą.

Poprawna odpowiedź: 1–B, 2–C, 3–D, 4–A

• 1. Model Thomsona → B. atom jako kula dodatniego ładunku z zatopionymi w niej elektronami
• 2. Model Rutherforda → C. małe, gęste jądro otoczone przez elektrony poruszające się po orbitach
• 3. Model Bohra → D. elektrony na dozwolonych orbitach; emisja fotonów przy przeskokach między poziomami
• 4. Model kwantowo-mechaniczny → A. elektrony opisane funkcją falową; przestrzenne orbitale

Thomson wyobrażał sobie atom jak ciasto z rodzynkami. Rutherford po rozpraszaniu cząstek alfa na złotej folii wprowadził małe jądro. Bohr dodał dozwolone orbity i przeskoki z emisją fotonu, co wyjaśniło widmo wodoru. W modelu kwantowym zamiast torów są orbitale, czyli obszary prawdopodobieństwa.

Poprawna odpowiedź: B

$E_3=-\frac{13,6}{9}\approx -1,51\text{ eV}$, a $E_1=-13,6\text{ eV}$. Foton unosi różnicę: $E_3-E_1\approx 12,09\text{ eV}$. Wynik $1,51\text{ eV}$ to sama energia poziomu, a $10,2\text{ eV}$ odpowiada przejściu z $n=2$.