PDA

צפה בגרסה המלאה : שאלה ממתכונת



Sta-M
23-06-2010, 22:45
היי.
נתקלתי בבעיה בפתרון שאלה בנושא קרינת X. אשמח אם מישהו יוכל לעזור לי בפתרון השאלה. השאלה תאורטית בעיקרה..

הקובץ מצורף. תודה רבה לעוזרים!=]

שאלה 3 היא השאלה המדוברת.. אך אשמח לפתרונות נוספים של שאר השאלות אם יש לכם זמן.
http://www.upit.ws/uploads/40dd26ce30805.doc

asherm01
23-06-2010, 22:48
ראית כאן???
פתרונות למתכונות של חמד"ע (http://www.google.co.il/url?q=http://www.emath.co.il/forums/showthread.php%3Ft%3D7699&sa=X&ei=mXIiTJiSPND4_AaE8ZnuBA&ved=0CBMQrAIoADAC&usg=AFQjCNHYedewJ7wWvfboQ-URnIJGMgwHJw)‏

Sta-M
23-06-2010, 22:53
הפתרונות לא של השנה

joeye
24-06-2010, 07:07
פתרון - שאלה 3:

א. (1) אור הוא גל רוחב, משום שהוא קרינה אלקטרומגנטית. קרינה זו היא הפרעה מחזורית
בשדה חשמלי ומגנטי המאונכים זה לזה, וכיוון המהירות (ההתקדמות) מאונך לשניהם.
(2) המודל החלקיקי של ניוטון לא מצליח להסביר את תופעת שבירת האור, שבה בתווך צפוף
מהאוויר - מהירות האור קטנה (ולא גדולה).
[הסבר לכך: http://www.emath.co.il/forums/showthread.php?t=20253 .]

ב. (1) את התדירויות (בקצוות התחום) ניתן לחשב בהתסמך על נוסחת הגלים: \nu=\frac{c}{\lambda} .
(2) משום שקרינת גמא היא קרינה מייננת (אנרגטית מאוד, מפני שהתדירות שלה גבוהה),
בעוד שגלי רדיו היא קרינה בלתי-מייננת.

ג. (1) מקור מתח \left.V_1 - לגרום לפליטה תרמו-יונית של אלקטרונים מהקתודה.
(2) מקור מתח \left.V_2 - לגרום לאלקטרונים להאיץ מהקתודה אל עבר האנודה.
(3) לוח A - לוח מטרה עבור האלקטרונים, בו הם פוגעים, בולמים ופולטים קרינה אלקטרומגנטית.

ד. (1) * קיומו של אורך גל מינימלי (הסבר: http://www.emath.co.il/forums/showthread.php?t=20310 ).
* הספקטרום הקווי.
(2) בהמשך להסבר שבקישור, נוכל לרשום כי: \left.eV=\frac{hc}{\lambda _m_i_n} , ומכאן מוצאים את המתח V.
(3) הספקטרום הקווי (ה"קווים" שבגרף) היה משתנה, משום שאז כל אנרגיות האטום של הלוח A
היו משתנות. מכאן שגם הפוטונים שייפלטו יהיו בעלי אנרגיה שונה. וזהו המקור לשוני שבספקטרום.


מקווה שזה מובן.

abc7
25-06-2010, 13:53
אפשר הפתרונות לכל השאלות???? Asap

joeye
26-06-2010, 00:43
פתרון - שאלה 4:

א. (1) משום שחלק מהקרינה הצליח ליינן את אטומי המתכת.
(2) ניתן להסביר את התופעה בעזרת המודל הדואלי של האור, לפיו אנו מניחים
כי האור הוא זרם של חלקיקים (פוטונים), הנושאים אנרגיה במנות של: E=hf.
רק מעל "תדירות סף" ייעקרו אלקטרונים מהמתכת.

ב. (1) פונקציית העבודה" - האנרגיה המינימלית הדרושה ליינון אטום.
(2) את פונקציית העבודה נחשב עבור המצב בו האלקטרונים נפלטים עם אנרגיה קינטית אפס.
מצב זה מתקיים בו אורך הגל המצליח לעקור אלקטרונים הוא מקסימלי (בתחום שבו הם מצליחים לעקור).
אורך גל זה הוא 3400 אנגסטרם, לכן: \left.B=\frac{12400}{3400}=3.65 eV .

ג. המהירות המקסימלית מתקבלת מאורך הגל הקצר ביותר:
\left.E_k=\frac{12400}{2000}-3.65=2.55 eV .

עפ"י הגדרת האנרגיה הקינטית, נקבל כי המהירות המקסימלית היא:
\left.v_m_a_x{}=9.47 \cdot 10^5 m/s .

ד. נתאר את המתרחש: ברגע שאלקטרונים עוזבים את הלוח השמאלי, מצטבר בו עודף של מטען חיובי,
אשר יוצר עליו פוטנציאל חיובי, בעוד שהלוח הימני מוארק לאדמה (=פוטנציאל אפס).
האלקטרונים הנפלטים יצליחו להגיע ללוח הימני, במידה ואין מתח המספיק לעוצרם לפני כן.
ברגע שיהיה מתח כזה, האלקטרונים יחזרו אל עבר הלוח השמאלי, ואז ככל הנראה
הם ייקלטו בחזרה אצל האטומים. כתוצאה מכך גם הפרש הפוטנציאלים (המתח) ירד.

מהאמור לעיל נובע כי הפרש הפוטנציאלים המירבי מתייחס ל"מתח העצירה":
\left.V_0=2.55V .

ה. לא, התשובה לסעיף ג' לא תשתנה.
הסבר: הגדלת עוצמת האור (הוספת מקור אור) מגדילה את מספר האלקטרונים הנפלטים,
אך לא את האנרגיה שלהם (כי היא תלויה בתדירות הקרינה המוקרנת על המתכת).

joeye
26-06-2010, 12:02
פתרון - שאלה 5:

א. אורך גל דה-ברויי הוא: \left.\lambda=\frac{h}{P} , כאשר: \left.P=sqrt{2m \cdot E_k} .

האנרגיה הקינטית של האלקטרון היא:
\left.E_k=7 eV=1.12 \cdot 10^{-18} J .

מכאן שאורך הגל של האלקטרון הוא:
\lambda _e{}=4.64 A .

ב. האלקטרונים הפוגעים באטומי הכספית מצליחים לעורר אותו לרמות אנרגיה מסויימות.
בתהליך החזרה של האלקטרונים מהרמות המעוררות אל רמת האנרגיה, הם פולטים פוטונים
בעלי אנרגיה של ההפרש בין רמות האנרגיה הבדידות.

ג. (1) האלקטרונים בעלי האנרגיה הקינטית של 7eV מצליחים לעורר את האטומים עד לרמה ה-3.
מכאן שבתהליך החזרה ייפלטו שלושה פוטונים: 3=>2, 3=>1, 2=>1.
כלומר, יתקבלו שלושה קווים ספקטרליים.
(2) לפוטון בעל אורך הגל המירבי יש האנרגיה הקטנה ביותר. אנרגיה זו מתאימה למעבר
בין הרמות (3) ו-(2): E=1.81eV. מכאן שאורך הגל המירבי של הקרינה הנפלטת הוא:
\lambda_m_a_x{}=\frac{12400}{1.81}=6850.83 A .

ד. שניים מהפוטונים הנפלטו מתאימים למעבר אנרגיה בין רמת היסוד לרמות המעוררות (2) ו-(3).
מכאן שהם יצליחו לעורר את האטום לרמה השנייה והשלישית. לכן בתהליך החזרה יתקבלו
שלושה קווים ספקטרליים הזהים למקרה הראשון.
(הערה: הפוטון שנפלט בהתחלה כתוצאה ממעבר האלקטרון מהרמה (3) לרמה (2) -
לא יצליח לעורר עתה את האטום, משום שאין לו את אנרגיה הדרושה לעשות זאת.)

ה. (1) אנרגיית הפוטון היא: 7eV. אנרגיה זו לא מתאימה להפרש אנרגיות בין רמות האנרגיה,
ולכן הפוטון יעבור דרך האטום מבלי לחולל בו שום שינוי.
(2) אנרגיית הפוטון היא: 11.07eV. אנרגיה זו גדולה מפונקציית העבודה של אטום הכספית,
ולכן הפוטון יצליח ליינן את האטום, כלומר: לגרום לאלקטרונים להיעקר מן המתכת עם אנרגיה קינטית.

gal1
27-06-2010, 15:45
אשפר פתרון לשאלות 1-2 ? תודה

gal1
27-06-2010, 16:59
בקשר לשאלה 4, לא הבנתי משהו:
הקרינה מוחזרת החל מאורך של 340 עד 400 ננו מטר, אך האלקטרונים שמצליחים להפלט אלה אלה שקיבלו את האנרגיה שלהם מהפוטונים האנרגטיים ביותר, כלומר אורך גל קטן יותר- התחום לא צריך להיות בין 200 ל400 ננו מטר- 200 ל340 למשל, כלומר אורכי גל קטנים יותר ולא גדולים יותר...?
יש פה סתירה כלשהי אשמח להסבר... תודה

joeye
27-06-2010, 18:51
בקשר לשאלה 4, לא הבנתי משהו:
הקרינה מוחזרת החל מאורך של 340 עד 400 ננו מטר, אך האלקטרונים שמצליחים להפלט אלה אלה שקיבלו את האנרגיה שלהם מהפוטונים האנרגטיים ביותר, כלומר אורך גל קטן יותר- התחום לא צריך להיות בין 200 ל400 ננו מטר- 200 ל340 למשל, כלומר אורכי גל קטנים יותר ולא גדולים יותר...?
יש פה סתירה כלשהי אשמח להסבר... תודה

אני מקווה שהבנתי את שאלתך.. (ההתחלה ברורה, אך הסוף לא.)

הקרינה המוחזרת היא זו שלא הצליחה לעקור אלקטרונים, ולכן לה מתאימים אורכי הגל הארוכים
ולא הקצרים.

gal1
27-06-2010, 19:02
הא, לא הבנתי נכון את המושג "קרינה מוחזרת"....
תודה

kfiR97
27-06-2010, 20:50
אה לא משנה טעות.

orlupo
28-06-2010, 10:45
תודה רבה על הפתרונות לשאלות. מישהו יכול לפתור את שאלות 1-2?

תודה

JENNY*
29-06-2010, 19:00
בקשר לשאלה 4:
א1 התשובה היא לא שהקרינה מתחת ל340 לא מצליחה להתגבר על פונקצית העבודה...
ב2 לחישוב פונקצית העבודה לא אמורים להציב את אורך הגל המקסימלי? כי במכנה הצבת אורך כל מינימלי...?
ג במונה צריך להציב את אורך הגל המינימלי שנמצא בתחום כלומר 3400?
בתודה מראש

joeye
29-06-2010, 19:07
בקשר לשאלה 4:
א1 התשובה היא לא שהקרינה מתחת ל340 לא מצליחה להתגבר על פונקצית העבודה...
ב2 לחישוב פונקצית העבודה לא אמורים להציב את אורך הגל המקסימלי? כי במכנה הצבת אורך כל מינימלי...?
בתודה מראש

1. למה? הפוך: ככך שאורך הגל הוא קצר יותר, כך יש לפוטון אנרגיה יותר גדולה,
ולכן הוא מצליח להתגבר על פונקציית העבודה.

2. הצבתי את אורך הגל המקסימלי שגורם ליינון. בכל התחום של: 340-400 - אין אפקט
פוטואלקטרי (הקרינה הזאת מוחזרת), ולכן הוא בכלל לא מעניין אותנו.

JENNY*
29-06-2010, 19:15
בקשר ל4א בעצם ליינן את המתכת הכוונה היא להתגבר על פונקציית העבודה?

joeye
29-06-2010, 19:24
בקשר ל4א בעצם ליינן את המתכת הכוונה היא להתגבר על פונקציית העבודה?

אכן כן.

JENNY*
29-06-2010, 19:26
המון תודה ובהצלחה מחר!!!

JENNY*
29-06-2010, 19:35
שאלה נוספת...למה שמתח ירד? ב4 ד

joeye
29-06-2010, 19:44
שאלה נוספת...למה שמתח ירד? ב4 ד

את מתכוונת לאחר המתח המירבי? אם כן, אז ככה:

האלקטרונים יימשכו בחזרה ללוח השמאלי, ולכן כמות המטענים החיוביים שם תרד.
מכאן שהלוח השמאלי ייצור פוטנציאל פחות חיובי (יש לזכור כי פוטנציאל הלוח הימני הוא 0),
ולכן המתח ירד.

JENNY*
29-06-2010, 20:28
תודה!!!אבל אם פוטנציאל 0 זה לא אומר שהלוח לא טעון שלילית נכון?

maorb21
13-06-2011, 18:46
בבקשה פתרונות 2 ואחת

Asymptote
13-06-2011, 19:32
מעלה פתרון לאחד בקרוב...

Asymptote
13-06-2011, 20:01
איך מעלים לכאן קבצים?

Asymptote
13-06-2011, 20:33
פתרון לשאלה ראשונה:

חלק ראשון:
http://i54.tinypic.com/54ygis.jpg

חלק שני:
http://i54.tinypic.com/2sbwmli.jpg