Zagadnienia z fizyki i astronomii - II półrocze

Dział 2. Fizyka atomowa

12. Efekt fotoelektryczny
Jakie założenie o naturze światła umożliwia wyjaśnić efekt fotoelektryczny?
Omów doświadczenie, podczas którego można zaobserwować efekt fotoelektryczny.
Wyjaśnij pojęcie „praca wyjścia”. Podaj odpowiednie równanie na pracę wyjścia.
Jak możesz obliczyć energię i prędkość elektronów wybitych z danego metalu przez promieniowanie o określonej częstotliwości?
Jak możesz ocenić na podstawie podanej pracy wyjścia dla danego metalu oraz długości fali lub barwy padającego nań promieniowania, czy zajdzie efekt fotoelektryczny?
Wyjaśnij pojęcie fotonu oraz podaj równania na jego energię (częstotliwość, długość fali elektromagnetycznej).
Podaj zakres długości fal elektromagnetycznych dla których możliwe jest obserwowanie widma od filetowego do czerwonego. Wymień kolejno podstawowe kolory widma.

13. Promieniowanie ciał
Jak można odróżnić widma absorpcyjne od emisyjnych?
Podaj przykłady ciał emitujących promieniowanie.
Jaki związek występuje pomiędzy promieniowaniem emitowanym przez dane ciało oraz jego temperaturą?
Wyjaśnij różnicę między widmem ciągłym, a widmem liniowym oraz .podaj przykłady ciał emitujących te widma.
Jak wygląda widmo wodoru?

14. Atom wodoru
Podaj postulaty Nielsa Bohra dotyczące atomu wodoru.
Jak możesz wyznaczyć promień n –tej orbity elektronu atomu wodoru, jeśli pierwsza orbita wynosi 53 pm. Wyprowadź wzór na prędkość elektronu na n-tej orbicie.
Przedstaw na rysunku i wyjaśnij na czy polega „emisja fotonu”, a na czym „absorpcja fotonu.
Jaką energię posiada atom wodoru w stanie podstawowym, a jaką, gdy elektron znajduje się na 3-ciej orbicie?
Dlaczego energię wyrażamy w eV? Jak możesz energię w dżulach zamienić na eV?

15. Jak powstaje widmo wodoru
Jak możesz wyznaczyć końcową prędkość elektronu poruszającego się po danej orbicie po pochłonięciu fotonu o podanej energii ?
Jak jest wartość stałej Rydberga i jakie ma zastosowanie ta stała?
Jak możesz wyznaczyć częstotliwość fali fotonu emitowanego podczas przejścia elektronu między określonymi orbitami?
Podaj sposób wyznaczania długość fali fotonu emitowanego podczas przejścia elektronu między określonymi orbitami.
Czy możesz nazwać serie widmowe atomu wodoru w zakresie światła widzialnego, ultrafioletowego i podczerwieni?
Wyjaśnij, na ile sposobów elektron może przejść z 5-tej na 1-szą orbitę.

Dział 3. Fizyka jądrowa

16. Jądro atomowe
Dlaczego jądro atomowe się nie rozpada? Czy może się rozpaść?
Wyjaśnij pojęcie „antymateria”.
Wyjaśnij pojęcia: „atom”, „pierwiastek chemiczny”, „jądro atomowe”, „izotop”, „liczba atomowa”, „liczba masowa”.
Podaj skład jądra atomowego na podstawie liczby atomowej i liczby masowej pierwiastka/izotopu, np. Z jakich cząstek są zbudowane atomy?

17. Promieniowanie jądrowe
Porównaj właściwości znanych rodzajów promieniowania: alfa, beta i gamma ( przenikliwość, szkodliwość, …)
Jak działa licznika Geigera–Müllera?
Jak wpływ promieniowanie jądrowe na organizmy żywe?
Omów sposoby powstawania promieniowania jądrowego.
Podaj zastosowania promieniowania jądrowego w różnych dziedzinach życia.
Jak możesz ochronić się przed promieniowaniem jądrowym?

18. Reakcje jądrowe
Wskaż różnice między reakcjami jądrowymi a reakcjami chemicznymi.
Omów rozpad alfa, beta oraz sposób powstawania promieniowania gamma.
Zapisz reakcje jądrowe za pomocą symboli.
Podaj zasady konieczne do opisu reakcji jądrowych.

19. Czas połowicznego rozpadu
Narysuj krzywą rozpadu promieniotwórczego i omów jej przebieg.
Jak można metodą graficzną wyznaczyć liczbę jąder pozostałych po rozpadzie i liczbę jąder, które uległy rozpadowi w określonym czasie?
Wyjaśnij pojęcia „jądro stabilne” i „jądro niestabilne”.
Co to jest „czas połowicznego rozpadu”?
Podaj przykłady izotopów o bardzo długim i bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu.
Omów metodę datowania węglem C14

20. Energia jądrowa
Omów działanie elektrowni jądrowej (korzystając ze schematu).
Podaj argumenty za energetyką jądrową i przeciw niej.
Na czym polega reakcja łańcuchowa. Zapisz ją.
Jakie reakcje zachodzą w elektrowni jądrowej, reaktorze termojądrowym, gwiazdach oraz w bombach jądrowych i termojądrowych?
Dlaczego Słońce świeci?
Podaj przykłady zastosowań energii jądrowej.

21. Deficyt masy
Jak możesz obliczyć ilość energii wyzwolonej w reakcjach jądrowych ?
Objaśnij znaczenie wzoru E = mc2
Wyjaśnij pojęcia: „deficyt masy”, „energia spoczynkowa”, „energia wiązania”
Jak możesz obliczyć energię spoczynkową ciała o danej masie?
Podaj równanie, które umożliwia wyznaczenie deficytu masy podczas reakcji o danej energii.

22. Wszechświat
Podaj teorie powstania Wszechświata.
Na ile lat szacujemy wiek Wszechświata, co się w tym czasie z nim działo (teoria Wielkiego Wybuchu)?
Wyjaśnij, skąd pochodzi większość pierwiastków, z których zbudowana jest materia wokół nas i nasze organizmy.
Dlaczego obiekty położone daleko oglądamy takimi, jakimi były w przeszłości?
Jakie obserwacje potwierdzają proces rozszerzania Wszechświata?

Temat dodatkowy. Życie Słońca
Podaj wiek Słońca i przewidywany dalszy czas jego życia
Jak powstało Słońce i jakie będą jego dalsze losy
Podaj reakcje przemian jądrowych, które zachodzą w Słońcu (lub innych gwiazdach).

Temat dodatkowy. Życie gwiazd
Jak każda gwiazda zmienia się w czasie swojego życia?
Omów ewolucję gwiazdy w zależności od jej masy – opisuje typowe obiekty powstające pod koniec życia gwiazd mało i bardzo masywnych.
Jakie przemiany jądrowe zachodzą w gwiazdach w różnych etapach ich życia?
Podaj podstawowe właściwości czerwonych olbrzymów, białych karłów, gwiazd neutronowych i czarnych dziur.

Temat dodatkowy. Fale czy cząstki? Cząstki czy fale?
Jak strukturę ma światło? Podaj argumenty na rzecz falowej i korpuskularnej natury światła.
Jakie doświadczenia potwierdzają falową naturę materii?
Podaj równanie umożliwiające wyznaczenie długość fali materii określonych ciał

Temat dodatkowy. Jak działa laser
Na czym polega zjawisko emisji wymuszonej?
Czym światło lasera różni się od światła żarówki?
Wymień zastosowania laserów.