Fizika 2, 2011. január 13-i vizsga

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

Feladatok

Megoldások

• 1. Egy sebességszelektorban 1.4 * 10⁶ V/m elektromos és erre merőleges 180 mT nagyságú mágneses erőteret alkalmaznak. A szűrőben áthaladó elektronok sebessége m/s-ban*

a. 2.4 * 10<sup>6</sup>	  b. 7.78 * 10<sup>5</sup>	  c. 4.8 * 10<sup>6</sup>	  d. 7.78 * 10<sup>6</sup>	  e. egyik sem

2. I árammal átjárt egyenes vezető és egy l oldalhosszúságú négyzet alakú vezetőhurok egy síkban van, a keret két oldala párhuzamos az egyenes vezetővel, a közelebbi oldal távolsága 2l. B-nek a keretre számított fluxusa:

a. (µ<sub>0</sub> I l/2π) ln(3/2)  b. (µ<sub>0</sub> I l/2π) ln(2/3)  c. (µ<sub>0</sub> I l/2) ln(1.5)  d. (µ<sub>0</sub> I l/4π) ln(2/3)	  e. egyik sem

3. Vékony 0.4 m hosszú fémrudat 0.2 T mágneses térre merőleges síkban 6 fordulat/s sebességgel forgatunk az egyik végén átmenő tengely körül. Mekkora feszültség indukálódik a rúd két vége között?

a. 0.3 V	  b. 0.6 V	  c. 0.8 V	  d. 1.2 V	  e. egyik sem

4. Síkkondenzátor lemezei 5 cm sugarúak és 1 mm távolságban vannak egymástól. Mekkora B nagysága a kondenzátor szélénél, ha a lemezek között a potenciálkülönbség 1000 V/s sebességgel nő?

a. 5.5 * 10<sup>-13</sup> T	  b. 1.38 * 10<sup>-13</sup> T	  c. 2.77 * 10<sup>-13</sup> T	  d. 4.7 * 10<sup>-10</sup> T	  e. egyik sem

5. Egy 0.5 µF-os síkkondenzátort 100 Ω-os ellenálláson keresztül 9 V-os telepről töltünk. 50 µs-al a töltés megkezdése után a kondenzátoron átfolyó eltolási áram értéke

a. 33 mA	  b. 89 mA	  c. 11 mA	  d. 56 mA	  e. egyik sem.

6. Vákuumban terjedő síkhullám elektromos térerőssége: E(r,t) = (6000 V/m) cos (kz-ωt) e_x. A Poynting vektor maximális értéke W/m²-ben:

a. 18.9 * 10<sup>4</sup>	  b. 9.4 * 10<sup>4</sup>	  c. 4.7 * 10<sup>4</sup>	  d. 2.4 * 10<sup>4</sup>	  e. egyik sem.

7. Két ideális polarizátor tengelyei egymással 60°-os szöget zárnak be. Ha az elsőre cirkulárisan polarizált hullám esik, hányszor kisebb a kimenő intenzitás a bemenőnél?

a. 4	  b. 6	  c. 8	  d. 16	  e. egyik sem

8. Egy elektron a laboratóriumi rendszerben 0.9 c sebességgel halad. Egy proton ugyanabban az irányban, az elektronhoz viszonyítva 0.7 c sebességgel halad. Mennyi a proton laboratóriumhoz viszonyított sebessége?

a. 0.92 c	  b. 0.94 c	  c. 0.982 c	  d. 1.6 c	  e. egyik sem

• 9. Ha egy szabad elektron hullámfüggvénye Ψ(x) = A sin (5 * 10¹⁰x), az elektron energiája eV-ban*

a. 95	  b. 4.3	  c. 0.34	  d. 1.3	  e. egyik sem

10. Egy elektron egydimenziós 2 nm szélés potenciáldobozba van bezárva. Milyen frekvenciájú fotont bocsát ki, ami az első gerjesztett állapotból alapállapotba kerül?

a. 2.13 * 10<sup>14</sup> Hz	  b. 3.2 * 10<sup>14</sup> Hz	  c. 4.25 * 10<sup>14</sup> Hz		d. 6.35 * 10<sup>14</sup> Hz	  e. egyik sem

Kiegészítős mondatok

1. Két különböző permittivitású közeg határfelületén az elektromos eltolás vektorának merőleges komponense folytonos.

2. Két párhuzamos, egyenes vezető között taszító erő hat, ha az áramok iránya ellentétes.

3. Ciklotronban a különböző sebességű ionok periódusideje egyenlő.

4. Paramágneses anyagok mágneses szuszceptibilitásának előjele pozitív.

5. A mágnesezettség vektorának definíciója: Σm_i / v.

6. A [math]\oint \vec{H} * d\vec{s} =0 [/math] egyenletből következik, hogy két különböző permeabilitású anyag határfelületén H-nak a(z) tangenciális komponense megy át változatlanul.

7. Ha egy szabad térben terjedő elektromágneses hullámban a mágneses indukció vektorának nagysága B, az elektromos térerősség vektorának nagysága E = Bc.

8. A rács a nagyobb hullámhosszú fényt jobban eltéríti, mint a kisebb hullámhosszúságút.

9. A mozgási időtartam hosszabb a sajátidőtartamnál.

10. |Ψ(x)² dx megadja a részecske megtalálási valószínűségét az x és x + dx tartományban.

11. A hidrogén atom n = 4 fő kvantumszámához tartozó összes spin-pályaállapot száma: 2n² = 32.

12. A Z = 6 rendszámú elem elektron-konfigurációja: 1s²2s²2p².

13. Egy dimenzióban mozgó, harmadik energiaszinten lévő kötött állapotú részecske tartózkodási valószínűségének három "púpja" van.

14. A lézer működéséhez egy ún. inverz populációt kell létrehozni, amikor magasabb energiaszinten több elektron helyezkedik el, viszonylag hosszú ideig.

15. A magfúzió kis rendszámú elemek esetén jár energia felszabadulással.

Elméleti kérdések

1.
a) Határozza meg, hogy homogén mágneses mezőben mekkora erő hat egy görbe vonalú, árammal átjárt vezető A és B pontok közötti szakaszára?
b) Mekkora erő hat zárt áramhurokra homogén mágneses mezőben? Miért?

2. A Biot-Savar törvény alkalmazásával számítsa ki egy kör alakú áramvezető középpontjában a mágneses teret!

3.
a) Nyitott áramkör esetén milyen nehézség lép fel a gerjesztési törvény alkalmazásakor?
b) Hogyan vezetjük le az eltolási áramot?
c) Az eltolási áramsűrűség és elektromos térerősség kapcsolata vákuumban és anyagban.

4. A Lorentz-transzformáció felhasználásával határozza meg a idődilatáció kifejezését!

5.
a) Vázolja fel a Stern-Gerlach kísérletet!
b) Mi történik a kísérletben? Mi a kísérlet eredményének magyarázata?
c) Mennyi az elektron saját impulzusmomentum vektorának nagysága? Milyen értékeket vehet fel az elektron saját impulzusmomentum vektorának z - komponense?

-- Tommy - 2011.01.13.