Przykładowe Pytania Egzaminacyjne Ogólne Z Fizyki I

Transcript

Przykładowe pytania egzaminacyjne ogólne z fizyki I- studia zaoczne inŜynierskie na kierunku biogospodarka-część 2 1) Czy zgodnie z prawami mechaniki kwantowej moŜna jednocześnie wyznaczyć a) rzut momentu pędu na dwie róŜne osie kartezjańskiego układu współrzędnych b) rzut momentu pędu na oś OZ i kwadrat momentu pędu Odpowiedz uzasadnić. Na czym polega kwantyzacja przestrzenna orbitalnego momentu pędu? 2) Jakie 3 liczby kwantowe wykorzystujemy do opisu funkcji falowej elektronu w atomie jednoelektronowym? Jakie mogą one przyjmować wartości? Od której z powyŜszych liczb zaleŜy energia elektronu? Z pomiarem jakich wielkości fizycznych są związane pozostałe liczby? Do opisu stanu kwantowego elektronu w atomie wykorzystujemy jeszcze jedną liczbę przyjmującą dwie wartości. Jakie wartości moŜe przyjmować ta liczba i co ona określa? 3) Co oznacza fakt iŜ wartości własne operatora Hamiltona elektronu w atomie wodoru są zdegenerowane? Określić stopień degeneracji przy zaniedbaniu oraz przy uwzględnieniu spinu elektronu. Zaniedbujemy istnienie oddziaływania spinowoorbitalnego. Co trzeba zrobić z atomem wodoru aby zmniejszyć stopień degeneracji stanów własnych operatora Hamiltona dla atomu wodoru? 4) Co moŜna wywnioskować dokonując analizy radialnej gęstości prawdopodobieństwa dla elektronów znajdujących się w róŜnych stanach energetycznych w atomie wodoru? Czy elektrony te poruszają się po orbitach kołowych o określonym promieniu jak przewiduje to model Bohra? Kiedy następuje emisja promieniowania przez taki atom? Jak moŜna określić moŜliwe częstości emitowanego promieniowania? 5) Określić na czym polega zjawisko ekranowania potencjału pochodzącego od jądra w atomach wieloelektronowych. Jak modyfikuje ono energie dozwolonych poziomów energetycznych w atomie wieloelektronowym w porównaniu do sytuacji występującej w atomie jednoelektronowym? Od jakich liczb kwantowych i w jaki sposób zaleŜy energia elektronów w atomach wieloelektronowych (w przybliŜeniu opierającym się na sferycznie symetrycznym potencjale efektywnym przy wyznaczeniu energii)? Wskazać na róŜnice w tym zakresie odróŜniającą atom wieloelektronowy od jednoelektronowego. 6) Co przesądza o zaliczeniu pierwiastka do określonego okresu lub grupy w układzie okresowym pierwiastków? Podać przykłady jak zaliczenie pierwiastków do danej grupy pozwala na przewidzenie ich wybranych własności fizycznych lub chemicznych? 7) Sformułować zakaz Pauliego w postaci słusznej dla elektronów w atomie wodoru oraz w postaci ogólniejszej dotyczącej pewnego typu cząstek. Jakich cząstek dotyczy zakaz Pauliego? Jak moŜna go uzasadnić wykorzystując postać funkcji falowej opisującej układ złoŜony z dwóch cząstek podlegających temu zakazowi? 8) Omówić krótko dwa podstawowe typy wiązań występujących pomiędzy atomami w cząsteczkach i ciałach stałych. 9) Omówić na jakie grupy moŜna podzielić kryształy biorąc pod uwagę ich elektronową strukturę pasmową i ich własności elektryczne. Czym charakteryzuje się kaŜda z tych grup? Uwzględnić w analizie charakter zaleŜności przewodności właściwej kryształów od temperatury. 10) Jakie materiały nazywamy półprzewodnikami? Dzięki czemu mogą one przewodzić prąd? Czym róŜnią półprzewodniki samoistne od półprzewodników domieszkowanych typu n i p? 11) Na czym polega zjawisko nadprzewodnictwa? Czym róŜnią się nadprzewodniki II rodzaju od nadprzewodników I rodzaju? Z ruchem jakich obiektów związany jest przepływ prądu w nadprzewodniku w stanie nadprzewodzącym? Z jakich cząstek te obiekty są złoŜone? Dzięki czemu obiekty te powstają? 12) Opisać krótko naturalne przemiany jądrowe odpowiedzialne za promieniotwórczość wybranych jąder. 13) Na czym polega reakcja rozszczepienia jąder cięŜkich pierwiastków? Dlaczego reakcji takiej nigdy nie ulegają jądra lekkich pierwiastków? Co inicjuje tą reakcje w przypadku jąder izotopu uranu 235U? Co rozumiemy przez stwierdzenie iŜ reakcja ta moŜe być reakcją łańcuchową? W jaki sposób moŜna kontrolować w reaktorze jądrowym ilość oraz energie neutronów? Dlaczego jest to konieczne? 14) Na czym polega reakcja syntezy jąder lekkich pierwiastków? Podać przykład takiej reakcji. Gdzie taka reakcja zachodzi? Dlaczego jądrom przed syntezą naleŜy dostarczyć duŜej energii aby umoŜliwić zajście syntezy jądrowej? Dlaczego reakcji syntezy jądrowej nigdy nie ulegają jądra cięŜkich pierwiastków? 15) Czym są kwarki? Które z poniŜszych cząstek są złoŜone z kwarków: elektron, proton, neutron, mezon π 0 (pion). Ile kwarków wchodzi w skład tych cząstek? Do jakich grup cząstek zaliczamy powyŜsze cząstki? Które z powyŜszych cząstek są bozonami, a które fermionami? 16) Jakie fundamentalne typy oddziaływań wyróŜniamy w przyrodzie. Uszeregować je w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych. W przypadku co najmniej dwóch z tych oddziaływań określić jakie cząstki są nośnikami tych oddziaływań.