Vizsgakérdések kidolgozvaFizika

7/22/2019 Vizsgakrdsek kidolgozvaFizika

1/10

Vizsgakrdsek

Fizika II.

I. Mi jellemzi az elektromgneses mezben mozg tlttt rszecskk energia- s plyaviszonyait?1. rja fel a tlttt rszecskkre hat Lorentz-ert kifejez sszefggst!

)( BvqEqF q: tltsi rszecske ;B: mgneses indukci ; v: sebessg ; E: villamos trer ; F: er

2. Hogyan vltozik a tlttt rszecske mozgsi energija elektrosztatikus trben, ill. mgneses trben?villamos trben: 12

2

1

2

2 (2

1

2

1UUqmvmv

mgneses trben: 02

1

2

1 21

2

2 mvmv

mozgsienergija nem vltozik mgneses trben

3. Milyen plyn mozog a tlttt rszecske elektrosztatikus trben?parabola plyn mozog 20

2t

m

qEtvr

4. Milyen plyn mozog a tlttt rszecske mgneses trben, ha a sebessg merleges, ill. ha prhuzamos azindukcival?

qvBFBv krmozgs

0)(0 BvqFFBv v=lland

5. Milyen a plya, ha tetszleges a sebessg irnya?egyenletes menetemelkeds csavarvonal

6. Milyen plyn mozog a tlttt rszecske elektromgneses trben, ha a villamos trerssg s az indukciprhuzamos?

nem egyenletes emelkeds csavarvonal

II. rtelmezze az elektromgneses sugrzs hullm- ill. rszecske-termszett!1. Sorolja fel, hogy milyen ksrletek v. jelensgek igazoltk az elektromgneses sugrzs hullm- ill.

rszecske-termszett!hullm: inteferencia, elhajlsi jelensg igazoljk,rszecske: fnyelektromos jelensg, compton-effektus igazolja

2. Miben rejlik a jelentsge a Planckfle sugrzsi trvnynek?testek az elektromgneses sugrzstnem folytonos, hanem adagokban gynevezett kvantumokban bocsjtjk ki

hW

3. Melyek a fotoeffektusnl szlelt trvnyszersgek?kilpelektronok energija fgg a megvilgt fny frekvencijtl, kilp elektronok szma a fnyintenzivitstl fgg, a jelensg pillanatszeren kvetkezik be, adott fm esetben meghatrozott frekvenciafnyre trtnik

4. Ezek alapjn milyen kvetkeztetsrejutott Einstein?fnyben fotonok kzvettik az energit, elektromgneses hullmadagokban tovbbtja az energit


2/10

5. rja fel az Einstein-fle fnyelektromos egyenletet s rtelmezze!

][,10626,6:

,,

2

1

:2

1

34

2

max0

2

max0

HzfrekvenciaJsllandplanckh

energijafotonWenergijamozgsielektronW

hWvmW

munkakilpsiWWvmh

fkin

fkin

kiki

6. Mit bizonytott a Compton-effektus s hogyan?bizonytotta: rntgesugrzsban meghatrozott energij s impulzus fotonok mozognak. Csak gyrtelmezhet a hullmhossz nvekeds ha az elektromgneses sugrzs fotonokbl (rszecskkbl) ll ezekben a

jelensgekben

7. rja fel a Compton-effektus sorn tapasztalt hullmhossz-nvekedsre vonatkoz sszefggst, s rtelmezzeazt!

)cos1(0cm

h h: Planck lland ; mo: elektron nyugalmi tmege ; c: fnysebessg ; :

szrsi szg

8. rja fel a Compton-effektus hullmhossz-nvekedshez vezetfoton-elektron tkzsre vonatkozmegmaradsi tteleket kifejez sszefggseket!

koszinusz ttel (impulzus megmarads), energia megmarads

cmppcmch

Whcmhppppp ee2

2

000

22

0 cos2

po: tkzs eltt a foton impulzusa ; p: az tkzs utn ; pe: elektron impulzusa az tkzsutnv0: az eredeti frekvencia ; v: a szrt sugrzs frekvencija ; moc2 az elektron nyugalmi energija ; We: elektronenergija az tkzs utn ; m: foton tmege ; c: fnysebessg; alfa: eltrts szge

III. Mi jellemzi a klasszikusnak nevezhet atommodelleket?1. Mi a Rutherford-fle atommodell lnyege, s mi a hibja?lnyege: kzpen a pozitv tlts mag, krltte a negatv tltsekhibja: gyorsul tlttt rszecske elektromgneses sugrzst bocsjt ki, gy az elektronok a cskken energiamiatt bele kne zuhannia a magba

2. rja fel a Bohr-fle posztultumokat!a, az atomokban az elektronok csak meghatrozottsugarplykon keringhetnek, ezeken a plykon nemsugroznak

b, csak olyan plyn keringenek, ahol az elektron perdlete h/2 egsz szm tbbszrse2

hnmvr

megengedett elektronplykra rvnyes:2

hnmvr ahol n=1,2,3; az elektron perdlete h/2pi

c, kt elektronplya kzti tmenetsorn az elektron hv adagokban bocsjt ki vagy vesz fel energit:hWW 21

3. Milyen kvantumszmokat ismer?fkvantumszm: nmellkkvantumszm: lmgneses kvantumszm: mspinkvantumszm: s

4. Mi a kztk lev kapcsolat?n=1,2,3; l=0,1,2,n-1; m= -l,0,+1; s=+/-1/2

5. Melyik mit jellemez?a fkvantumszm az elektron energijtplyasugr kerleti sebessg, a mellkvantumszm az ellipszisplya

kis-nagy tengelye kzti kapcsolatot, a mgneses kvantumszmmozg elektron ltal keltett mgneses tr s akls tr kapcsolata, a spinkvantumszm az elektron tengely krli forgsa


3/10

6. Fogalmazza meg a Pauli-fle tilalmi elvet!egy atomban nem lehet 2 olyan elektron aminek mind a 4 kvantumszma azonos (legalbb a spinben el kelltrnik)

IV. Milyen kvantummechanikai alapfogalmakat s trvnyeket ismer?1. rja fel s fogalmazza meg a de Broglie-fle anyag-hullm egyenletet!

sebessgvs

kgmimpulzusptmegmmzhullmhossmvh

ph :],[:,:],[:

2. Mit fejez ki a Heisenberg-fle hatrozatlansgi elv?mikroobjektumok esetn bizonyos mennyisg prok nem hatrozhatk meg egyidejleg, tetszleges

pontossggal

3. Milyen tulajdonsg mennyisgprokra vonatkozik?hullm tulajdonsgrszecske termszet

4. rja fel s fogalmazza meg a Heisenberg-fle hatrozatlansgi relcikat!htW az energia mrs s idtartam-mrs szorzata nem lehet kisebbmint a Planck-lland

hxp az impulzus s helymrs szorzata nem lehet kisebb mint a Planc-lland

5. Mit tartalmaz a komplementarits elve?A hullm s rszecske tulajdonsg az anyagnak egymst kiegszt 2 jellemzjeBohr-fle, hullm s rszecske tulajdonsg az anyagnak egymsnak kiegszt 2 jellemzje

6. A stacionrius Schrdinger-egyenlethez vezet t: hogy lesz llhullm a Bohr-modellbl; milyenalapsszefggsek vezetnek az egyenlethez?

024

044

2sin2

cos),(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

kinWh

m

dx

d

dx

d

dx

d

tx

Atxllhullm

deBroglienm

hnr

7. rja fel a stacionrius Schrdinger-egyenletet s rtelmezze a benne szerepl mennyisgeket!

2,:,:

:0)(

222

2

htmegmvnyhullmfgg

WWWnergiakinetikuseWWh

m

dx

dpotkinpot

8. Milyen fizikai tartalom rendelhet a Schrdinger-egyenletben szerepl hullmfggvnyhez?

9. Sorolja fel a stacionrius Schrdinger-egyenlet 3 alkalmazst!a, egydimenzis dobozba zrt elektron

b, alagt-effektusc, atomba kttt elektron


4/10

V. rtelmezze a fmek vezetst!1. rtelmezze a fmes ktst a szabad elektron-modell alapjn!

2. rtelmezze a vezetkpessg fogalmt a szabad elektron-modell alapjn!)(:,:

2

3

2

1 2arnyosTvllandBoltzmannksebessgtermikusvkTvm ttt

villamos teret kapcsolunk: ma=eEmozgsi egyenlet, e: elektron tltsea=eE/m 2 tkzs az elektron v=a

2ln

2ln

2

vvvm

nevm

eEvenvFEF tltt

tl

ln: kzepes szabad thossz amit egy elektron 2 tkzs kztt megtesz: fajlagos vezetkpessg

3. Hogyan fgg a fmek ellenllsa a hmrsklettl a szabad elektronmodell alapjn, ill. a hullmmodellalapjn?

arnyosTT

1

4. Hogyan rtelmezhet a fmek fajlagos vezetkpessge a hullmmodell alapjn?haladhullmknt kezeljk az elektronokat

: szrsi tnyez, I: intenzits x

eII 0

TTWmv

TWnle

energiafermiW

Ft

Fk

Fs

1

)(2

),(

:

2

VI. rtelmezze a Hall-effektust! Hogy addik a Hall-feszltsg?


5/10

VII. Szilrd testek svelmlete a szabadelektron-modell s a hullmmodell alapjn.1. Mit neveznk tiltott hullmhossznak, ill. tiltott energinak?tiltott hullmhosszaz a hullmhossz amivel a vezetsben rsztvev elektron nem rendelkezhetnek

,...)3,2,1(;2

nn

dn

tiltott energia: tiltott impulzushoz tartoz energia (tiltott impulzus: a tiltott hullmhosszhoz tartoz impulzus)

m

PW tt2

2 Pt: tiltott impulzus ; Wt: tiltott energia

2. Hogyan csoportostjuk a szilrd testeket a svelmlet alapjn?szigetel anyagok (nagytiltott sv), flvezet anyagok (kis tiltott sv,knnyen tugorhat), fmek (vezetanyagok): vagy nincs elektron a vkuumsvban vagy tfeds van a valencia s a vezetsi sv kztt

3. rtelmezze az egyes tpusokat a vezets szempontjbl!

VIII. A Fermi-Dirac statisztika elemei.1. Definilja a Fermi-energit!0 K hmrskleten a legnagyobb betlttt energia szint a vezetsben rsztvev elektron szmra, nagyobbhmrskleten a flig betlttt energia szint

2. Mi a fizikai tartalma a Fermi-energinak, mint a fmekre jellemz kmiai potencilnak?a Fermi-energia a fmeknl megegyezik a kmiai potencillal () Wf=kmiai potencil: az az energia mely a rendszer rszecskeszmt egyel val nvelshez szksges:

N

TSpvU

N

G

3. Definilja a kilpsi munkt!

00 Fki WWW

az elektronok megtltik a potencil gdrt a Fermi szintiga gdr szle s a Fermi szint kzti klnbsg a kilpsi munka

4. Milyen kapcsolatban van a Fermi-energival?00 Fki WWW


6/10

5. brzolja a Fermi-Dirac statisztika energiaeloszlsifggvnyt!

IX. Az rintkezsi feszltsgek s a termoelektromos jelensgek.1. rtelmezze a Volta-feszltsget s a Galvanifeszltsget!Volta-feszltsg: Uv A-B felletek kztti feszltsgGalvani-feszltsg: Ug A-B rintkezsi pontok 2 oldaln az rintkezsi pontok kls rszn lp fel

2. Mi a Seebeck-effektus lnyege?ha kt egymssal rintkez fm vagy flvezet egyik rintkezsi pontjt melegtjk akkor a 2 pont kztfeszltsg jn ltre, zrt kr esetn ram folyik

3. Mi a Peltier-effektus lnyege?ha ktegymssal rintkezfmvagy flvezetn ramot vezetnk t, az egyik pont felmelegszik, a msik pontlehl

TegytthatpeltierFQ :

X. Az anyagok mgneses tulajdonsgai. Ferroelektromossg.1. Hogyan hatrozhat meg szilrd test belsejben a mgneses indukci vektora?

MHHB r 00

2. Mit neveznk mgnesezettsg vektornak?a mgnesezettsg vektora megegyezik az anyag egysgnyi trfogatban tallhat mgnes dipl momentummal .

Teht a ~= a mgneses dipl momentum srsge

v

mM m: mgneses dipl momentum

3. Mi a kapcsolat az indukci vektora s a mgnesezettsg vektora kztt?HHMMHHB r 0000 )1(

M: mgnesezettsg vektora ; kappa: mgneses szuszceptibilits

4. Magyarzza meg a dia-, para-, s ferromgneses tulajdonsgot!diamgneses anyag: trrel szembe keresztbe fordul 110 r

paramgneses anyag: bell a mgneses tr irnyba (prhuzamosan) 110 r ferromgneses anyag: B nem linerisan vltozik 9000 r

5. Ismertesse aferromgneses anyagok mgnesezsi grbjt!


7/10

6. Mi jellemzi a ferroelektromos anyagokat?

D: villamos eltols ; E: villamos trerssg

XI. Kondenzlt anyagok fizikjnak alkalmazsai I.1. Mi a piezoelektromossg?

bizonyos kristlyokanyagok kls nyoms hatsrafelletntlts jelenik meg(pl. kvarc SiO2)

2. Mi az elektrosztrikci?villamos trbe helyezett dielektrikum alakvltozst szenved, ha permittivitsa klnbzik a krnyezettl

3. Mit neveznk folyadkkristlynak?olyan anyagok melyekben a molekulatengelyek irnyrendezettsge megvalsul, a tmegkzppontokrendezettsge azonban tetszleges lehet

4. Milyen folyadkkristly-szerkezeteket ismer?nematikus, szmektikus, koleszterikus

5. Melyikre mi jellemz?nematikus: hossztengelyek prhuzamosak, tmegkzppontok nemszmektikus: rteges 1 rtegen bell a hossztengelyek s a tmegkzppontok azonos skban (prhuzamosak ahossztengelyek)

koleszterikus: rteges 1 rtegen bell a tengelyek s a tmegkzppontok azonos skban, egymst kvetrtegeket sszektve trbeli csavarvonalat kapunk

6. Hogy mkdik a folyadkkristlyos kijelz (trvezrelt csavart nematikus cella)?polarizlja a fnyt a polariztor, polros fny rezgsi skjt a folyadkkristlymolekulk 90 -kal elforgatjk, ttud jutni a 2. polr szrn, a tkrrl visszaverdikfny. Ha az elektrdokra feszltsget kapcsolunk afolyadkkristlyok bellnak a tr irnyba, gy a polros fnyt nem forgatjk, az nem jut t a 2. szrnnincsfny7. Mi jellemzi aszupravezetket?azok az anyagok melyek ellenllsa egy kritikus hmrsklet alatt gyakorlatilag nullra cskken, szupravezetanyag kitasztja magbl az indukci vonalakat

8. Rajzolja fel s rtelmezze a kszbrtk-grbt!

9. Mi jellemzi a msodfaj szupravezetk kszbrtk-grbjt?

10.Mi a Meissner-Ochsenfeld effektus lnyege?mgneses trbe helyezett szupravezet kiveti magbl a mgneses fluxust mikor tlpi a kritikus hmrskletet


8/10

11.Ismertesse a szupravezetk mkdsnek alapelvt (BCS elmlet)!)szupravezet llapotban a rcs ionjhoz kzeled elektron megzavarja az ion rezgsllapott, ennekkvetkeztben az ion kvantlt mechanikai energit emittl. Mechanikai energia kvantonja a fonon. Az ionltrehozza a fonon teret2 ellenttes spin elektron elektroprra alakul (Cooper pr): a pr spinje 0a 0 spinrszecskkre nem rvnyes a Pauli elv s a Fermi-Dirac statisztika

XII. Kondenzlt anyagok fizikjnak alkalmazsai II.1. Mi jellemzi a fnyabszorpcit, a spontn emisszit s a stimullt, vagy induklt fnyemisszit?

2. Mi a lumineszcencia lnyege?bizonyos anyagokat ha gerjesztnk, a gerjeszt hats elmlta utn is rvidebb-hosszabb ideig fnyt bocsjt kibizonyos anyag gerjesztse megsznte utn rvidebb-hosszabb ideig fnyt bocsjtanak ki

3. rtelmezze a fluoreszcencit a svelmlet segtsgvel!

4. rtelmezze a foszforeszcencit a svelmlet segtsgvel!

5.

Mit jelent a lzerekre jellemz populci inverzi?N2>N1 gerjesztett llapot elektronbl van tbb

XIII. Az atommag jellemzi, radiokativits, mestersges magfolyamatok.1. Mi a tmegszm?egsz szmra kerektett atomtmeg, a protonok s neutronok szma egyttesen (nukleonok) NZA

2. Mit neveznk tmegdefektusnak?az atommag tmege nem akkora mint a nukleonjai egyttes tmege

MmZAZm nmp )( (a klnbsg a ktsi energia)

3. Mit rtnk az atommag ktsi energijn?azaz energia amely felszabadul akkor mikor az atommagot rszeibl rakjuk ssze illete ahhoz szksges hogy azatommagot rszeire bontsuk


9/10

4. Mi a kapcsolata a tmegdeffektussal?a nukleonok tmege s az sszerakott atommag tmege kzti klnbsg a ktsi energia 2mcWk

5. Hogyan rtelmezhet Yukawaelmlete alapjn a mager?

6. Sorolja fel s jellemezze az atommag-modelleket!csepp-modell: vzcsepp analgia, hj-modell: protonok s neutronok hjakba rendezdnek, egyestett model:kett egytt, nukleonok kollektv mozgst vgeznek, rezegnek

7. Sorolja fel a Weizsacker-fle ktsi energia-kplet tagjait!PACFVk WWWWWW

Wk: ktsi energia abszolt rtke, Wv: trfogattal arnyos energia, Wf: fermi energia, Wc:coulomb energia(sok proton tasztja egymst), Wa:aszimmetria miatt (n vagy p szma tbb), Wp: pr energia (ha pros +, hapratlan -)

8. Definilja a radioaktivits jelensgre jellemz aktivits fogalmt!dt

dNa idegysg alatt elboml atommagok szma

9. Mi a mrtkegysge?[a]=1/s=1 becquerel=1Bq

10.rja fel a radioaktivitsra jellemz bomlsi trvnyt, s rtelmezze!bomlsilland,bomolatlan magok szmaidvel exponencilisan cskken

teNNt

NNN

dtdN

0

0

ln No: az atommagok szma a kezdeti idpillanatban

11.Mi az -sugrzs?He-atommag kilpse a magbl, megvltozik az anyag+energia szabadul fel, kis thatol kpessgnagy tmegszm atommagoknl lp fel, az atommagbl egy hlium atommag lp ki

12.Hogyan vltozik ennek sorn az atommag rendszma s tmegszma?YHeX

A

Z

A

Z

4

2

4

2

13.Milyen tpusai vannak a -bomlsnak?-: neutron alakul protonn

+: proton alakul neutronn

14.rja fel az ezek sorn lejtszd folyamatokat!

)(:,:,:

;:

;:

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

onantielektrpozitroneneutrnnantineutr

eYXenp

eYXepn

Z

Z

A

Z

Z

A

15.Mi jellemzi a -sugrzst?nagyenergijelektromgneses sugrzs, nagy az thatol kpessge, s sugrzsksr jelensge

16.Milyen folyamaton alapul az atomreaktor mkdse?maghasads (fisszi): bombz rszecske (neutron) hatsra az atommag kt rszre szakad


10/10

17.rtelmezze a maghasadsra jellemz lncreakcit!leggyakoribb reakci: nKrBanU 10

92

36

141

56

1

0

235

92 3

U atomot neutronnal trtn bombzsra kt magra: briumra s kriptonra hasad, mikzben nagy energiaszabadul fel,+ szabad neutronok, melyek jabb Urn magokat hastanak fel

18.Mi a magfzi lnyege?kis tmegszm atomok nagyobb tmegszmvval egyeslse, vgeredmny energetikailag kedvezbb elem+ sok energia

19.rjon fel pldaknt egy fzis reakcit!)2(min:,:10

4

2

3

1

2

1 izotpjaihidrogndtrciumTdeutriumDenergianHeTD

XIV. Dirac lyukelmlete s az elemi rszecskk.1. rja fel aDirac-fle lyukelmlet alapjt kpez egyenletet s rtelmezze!rszecske energija s impulzusa:

2

2

0

2

2

2

02

1

;

1c

v

vmmvp

c

v

cmmcW

22

0

2

)()( cmpcW teht adott p impulzus rszecske energija lehet + s - is

2. rtelmezze ez alapjn a lyukelmletet!negatv energia: negatv tmeget felttelez; vkuum lehet ilyenha egy elektronnal annyi energit kzlnk hogy

pozitvba megy t, helyn lyuk marad + tltssel

3. Hogyan csoportosthatk az elemi rszecskk?tmegk alapjn 3 csoport: 1.leptonok (legknnyebb), 2. mezonok, 3. barionok (legnehezebb)+ fotonok; nem sorolhat be, nincs tmege, nincs antirszecskje, spinje 1

4. Mik a leptonok?legknnyebbelemi rszecskk, 6 db van bellk+ 6db antirszecske

5. Sorolja fel az ide tartoz rszecskket!elektron, pozitron, elektron neutrn, anti neutrn, mon, anti mon, mon neutrn, anti mon neutrn, tau,anti tau, tau neutrn, anti tau neutrn

6. Mik az anyag alapvet ptkvei?kvarkok s leptonok (u s d kvarkblproton, neutron s elektron), proton sneutron 3db kvarkbl ll

7. Melyek az alapvet klcsnhatsok?1.ers klcsnhats: legersebbaz atommag nukleonjait sszetart er; kzvett rszecske: -mezon;kvarkokat sszetart er; kzvett rszecske: glon2. elektromgneses: villamos tltssel rendelkez rszecskk kzt kzvett rszecske: foton3.gyenge klcsnhats: bomlsnl; kzvett rszecske: 1 spn W s Z rszecske (az elektromgneses s

gyenge klcsnhatsok sszetartoznak)4.gravticis klcsnhats: minden ltez rszecske kztt hat; kzvett rszecskjt mg nem fedeztk fel(graviton)

Documents

Vizsgakérdések kidolgozvaFizika