V. fejezet. Modern fizika. Mi értjük!

V. fejezet Modern fizika

Mi értjük!

!TOMFIZIKA !TOMFIZIKA 

555 nm hullámhosszú zöld fénnyel világítják meg egy kiállítás tárgyait. a) Mekkora ennek a fénynek a frekvenciája, benne egy foton energiája és lendülete? b) A lámpa fényteljesítménye 10 W. MásodperFHQNpQWKiQ\IRWRQOpSNLEHOĘOH" c) Mekkora a lámpa hatásfoka, ha óránként 0,4 MJ elektromos energiát vesz fel?



Egy 2 m2 IHOOHWĦ PDWW IHNHWH IpPOHPH]W PHUĘOHJHVHQ PRQRNURPDWLNXV HJ\V]tQĦ   QP KXOOiPKRVV]~ ViUJD IpQQ\HO YLOiJtWXQN PHJ 0iVRGSHUFHQNpQW 7 ˜ 10db foton érkezik a felületre. D 0HNNRUDHQHUJLiWN|]|OPiVRGSHUFHQNpQWDIHOOHWWHOD]HOQ\HOĘGĘIpQ\" E 0HNNRUDQ\RPiVWJ\DNRURODIHOOHWUHD]HOQ\HOĘGĘIpQ\"

 

  .pV]tWVQNHJ\V]LQWHW|NpOHWHVHQWNU|]ĘP2HVIpPIyOLiW0HNNRUDHUĘWIHMWNLHUUHDUiPHUĘOHJHVHQ pUNH]Ę  QP KXOOiPKRVV]~ NpN IpQ\W nyaláb? A fény sugárzási teljesítménye 400 2 . m Mekkora a tükör által elnyelt energia? 

Az emberi szem gyenge megvilágítás esetén az 507 nm hullámhosszú zöld fényre a legérzékenyebb. Egy 2,16 ˜ 1016 J energiájú fényimpulzust már jól észlelhetünk. Hány fotonból áll egy ilyen impulzus?

  $.RVVXWKUiGLyXJ\DQD]WDPĦVRUWN|]YHWtWLD0+]HVXOWUDU|YLGKXOOiP~ és az 540 kHz-es középhullámú adón. a) Mekkora a két frekvenciához tartozó fotonok 89IpQ\ =QOHPH] energiájának hányadosa és különbsége? b) Mekkora a kétféle fotonok lendületének hányadosa és különbsége?   (J\FLQNOHPH]EĘOOHJI|OMHEEQPKXOOiPKRVV]~ ultraibolya sugárzás hatására léphetnek ki elektronok. Mekkora a kilépési munka? Mekkora lehet a NLOpSĘHOHNWURQRNPR]JiVLHQHUJLiMDKD˜ 1015 Hz frekvenciájú megvilágítást használunk? 

HOHNWURQ elektroszkóp V]LJHWHOĘiOOYiQ\



Mekkora hullámhosszúságú és frekvenciájú fénnyel kell megvilágítani egy 0,45 aJ NLOpSpVLPXQNiYDOMHOOHPH]KHWĘIRWRFHOODNDWyGMiWKRJ\OpWUHM|MM|QDIRWRHIIHNWXV"

  (J\H9NLOpSpVLPXQNiM~Fp]LXPNDWyGRVIRWRFHOODPHJYLOiJtWiVDNRUDKR]]i NDSFVROWNRQGHQ]iWRU9IHV]OWVpJUHW|OWĘGLNIHO0HNNRUDDPHJYLOiJtWyIpQ\ frekvenciája és hullámhossza? 

Mennyi foton érkezik be percenként a riasztó fotocellájának a katódjára, ha a fotocellán folyamaWRVDQiWIRO\yiUDPHUĘVVpJHPA?

megvilágítás vas lapocska

  - -7KRPVRQ D] HOHNWURQ IHOIHGH]pVpKH] YH]HWĘ kísérletsorozatában olyan homogén mágneses és elektromos térbe bocsátotta az elektronokat, melyben azok nem térültek el. Milyen irányítású elektromos és mágneses teret kellett ehhez használnia?

rugó

9 +D9IHV]OWVpJJHOIHOJ\RUVtWRWWHOHNWURQRNDWKDV]QiOXQNpV E  20000 , m akkor mekkora indukciójú mágneses teret kell létrehoznunk?  Mekkora az elektron, a proton és a neutron fajlagos töltése? Mekkora sebességre J\RUVXOQDNIHOH]HNDUpV]HFVNpN9J\RUVtWyIHV]OWVpJKDWiViUD"   +DWiUR]GPHJDNpWYHJ\pUWpNĦUp]HOHNWURNpPLDLHJ\HQpUWpNpW0HNNRUDW|PHJĦUp]YiOLNNLD] HOHNWUyGiQ $ HOHNWUROL]iOy iUDPHUĘVVpJ PHOlett egy óra alatt?

feszültségforrás A katód

anód

elektrolit  A mozgó részecskékhez, testekhez a lendületük PHOOHWW KXOOiPWXODMGRQViJRN UHQGHOKHWĘN 0HNkationok kora a lendülete és a hullámhossza anionok m sebességgel mozgó elektronnak? a) egy 2 – 106 s  E HJ\D-HQHUJLiM~IRWRQQDN" km  F HJ\FVyQDNMiYDOHJ\WWNJW|PHJĦ20 sebességgel száguldó kajakosnak? h m  106 VHEHVVpJĦUpV]HFVNpNHWSUyEiOXQNDVHEHVVpJNNHOSiUKX]DPRVWpUHUĘVVps JĦKRPRJpQelektromos térben gyorsítani. Hányszorosára és mennyivel változik DOHQGOHWNPR]JiVLHQHUJLiMXNpVDKXOOiPKRVV]XN9DEV]RO~WpUWpNĦIHV]OWVpJHQSRWHQFLiONO|QEVpJHQ YDOyiWKDODGiVN|]EHQKDDUpV]HFVNH a) elektron? b) proton? c) neutron?



!TOMFIZIKA  Mekkora annak az elektronnak a sebesség- és lendületbizonytalansága, amely  D HJ\PPiWPpUĘMĦIpPJRO\yEDQWDUWy]NRGLN" b) egy 0,05 nm sugarú, alapállapotú H-atomban tartózkodik?  Lehet-e ugyanakkora egy fotonnak és egy elektronnak az energiája és a hullámhossza is? Ha igen, mekkora ez a hullámhossz? Ha nem, miért nem?   0LO\HQ HQHUJLiM~ pV KXOOiPKRVV]~ IRWRQQDO JHUMHV]WKHWĘ D] DODSiOODSRW~ +DWRP HOHNWURQMDDNHWWHVIĘNYDQWXPV]iP~iOODSRWED"$JHUMHV]WpVXWiQPLO\HQIUHNYHQciájú fényt bocsáthat ki az atom?   $ SRQWV]HUĦ IpQ\IRUUiV PLQGHQ LUiQ\EDQ HJ\HQOHWHVHQ ERFViWMD NL D  QPHV KXOOiPDLW$] HOHNWURPRV WHOMHVtWPpQ\H : D KDWiVIRND  +iQ\ IRWRQ MXW SHUFHQNpQWDOiPSiWNRQFHQWULNXVDQN|UOYHYĘFPVXJDU~J|PEFP2 nagyságú felületrészére?  Határozd meg a Napból a Földre egy óra alatt érNH]ĘHQHUJLDPHQQ\LVpJpW$]HJ\VpJQ\LIHOOHWUH PHUĘOHJHVHQ pUNH]Ę VXJiU]iV WHOMHVtWPpQ\pW D W napállandó adja:  2 ) Tekintsük úgy, mintm KD H]W D] HQHUJLiW PRQRNURPDWLNXV HJ\V]tQĦ   QP KXOOiPKRVV]~ViJ~ ViUJD IpQ\ KRUGR]Qi +iQ\IRWRQpUNH]QHtJ\PiVRGSHUFHQNpQWD)|OGUH"0HNNRUDHUĘWIHMWHQHNLH]D] HOQ\HOĘGĘIpQ\P2VXJiU]iVUDPHUĘOHJHVIHOOHWUH"   $QDSiOODQGyD1DSEyOD)|OGHJ\VpJQ\LIHOOHWpUHPHUĘOHJHVHQpUNH]ĘVXJiU]iV W teljesítménye:  2 LVPHUHWpEHQEHFVOGPHJKRJ\KiQ\DGUpV]HD]HEEĘO m V]iUPD]yWDV]tWyHUĘDkétpJLWHVWN|]|WWLJUDYLWiFLyVYRQ]yHUĘQHN M

 Az elektron fajlagos töltését vákuumban elektror 2 PRVWpUEHQW|UWpQĘIHOJ\RUVtWiVpVPiJQHVHVWpUr K A EHQ W|UWpQĘ HOWpUtWpV DODSMiQ KDWiUR]KDWMXN PHJ R j Számold ki a mérési adatainkból az elektron fajlaJK R B gos töltését! Add meg mérésünk abszolút és relatív tekercs C -nak KLEiMiWKDDSRQWRVpUWpNHW±˜1011 y Ugy kg WHNLQWMN$J\RUVtWyIHV]OWVpJUgy 9D mágneses indukció: B 0,05 T, a körpálya sugara: r PP



x

 Galvanizáláskor egy fémtárgyat az elektrolízisben elektródaként használva más IpPPHOYRQQDNEH0HQQ\LLGHLJWDUW$iUDPHUĘVVpJPHOOHWWHJ\FP2IHOOHWĦ mg kg ) J\ĦUĦPPYDVWDJRQW|UWpQĘEHH]VW|]pVH" kezüst  1, , U ezüst  10, 5 C dm3   0LO\HQIpPEĘONpV]OKHWHWWDQQDNDIRWRFHOOiQDNDNDWyGMDDPHO\EHQDEHpUNH]Ę  QP KXOOiPKRVV]~ViJ~ NpN IpQ\ D  P9 IHV]OWVpJĦ HOOHQWpUUHO V]HPEHQ még éppen képes áramot fenntartani?   $PHJYLOiJtWRWWIRWRFHOOiQQDJ\RQNLFVLHUĘVVpJĦiUDPIRO\LNNHUHV]WO$PHJYLOiJtWiViQDNHUĘVVpJpWQ|YHOYHQHPQ|YHNV]LND]iUDPHUĘVVpJH+DYLV]RQWDPHJYLOiJtWyIpQ\KXOOiPKRVV]iWNDON|UOEHOOQPUHOFV|NNHQWMND]iUDPHUĘVVpJPiUpU]pNHQ\HQYiOWR]LNDPHJYLOiJtWiVHUĘVVpJpYHO+RJ\DQOHKHWVpJHV H]"0LO\HQIpPEĘOOHKHWDNDWyG"   0HNNRUDDIRWRFHOOiQiWIRO\yiUDPHUĘVVpJHKDD NDWyGRW  QP KXOOiPKRVV]~ LERO\DV]tQĦ IpQ\W NLERFViWy:IpQ\WHOMHVtWPpQ\ĦOiPSiYDOYLOigítjuk meg? $ EHpUNH]Ę IRWRQRN N|]O iWODJRVDQ PLQGHQ QHJ\HGLNKR]OpWUHIRWRHIIHNWXVWDIRWRQNLKDV]QiOiV KDWiVIRNDRV "   (J\NDOFLXPNDWyG~IRWRFHOOiWWki D- ˜1014 Hz frekvenciájú ibolyaszíQĦIpQQ\HOYLOiJtWXQNPHJ0HNNRUDKXOOiPKRVV]~ViJ~pVVHEHVVpJĦHOHNWURQRN OpSQHNNLEHOĘOH"   $IRWRFHOOiWPHJYLOiJtWyIpQ\KXOOiPKRVV]iWQPUĘODIpQ\IRUUiVNLFVHUpOpVpYHOPHJIHOH]]NQPUHYiOWR]WDWMXN(PLDWWDNLOpSĘHOHNWURQRNPR]JiVLHQHUJLiMDpSSHQKiURPV]RURViUDQĘ0HNNRUDDNLOpSpVLPXQNDpVD]HUHGHWLPR]JiVL energia?  A fotocellát megvilágító fény frekvenciáját másfélszeresére növelve azt tapasztaljuk, hogy a hozzá kapcsolt kondenzátor állandósult feszültsége háromszorosára, 9UDQĘWW+iQ\H9DNDWyGNLOpSpVLPXQNiMDpVD]HUHGHWLIRWRQRNHQHUJLiMD"   $IRWRFHOOiWPHJYLOiJtWyIpQ\IRWRQMDLQDNHQHUJLiMiWNDOD-ODOPHJQ|YHOYHDNLOpSĘHOHNWURQRNPR]JiVLHQHUJLiMDNDOQĘPHJ0HNNRUDDNLOpSpVL munka és az elektronok megváltozott mozgási energiája?



!TOMFIZIKA  Mekkora annak a fotonnak a hullámhossza, amelynek az energiája éppen százszorosa az elektron mozgási energiájának, miközben lendületük megegyezik?  Az alapállapotú H-atomok sokaságát gerjesztjük a QpJ\HV IĘNYDQWXPV]iP~ iOODSRWED 0HNNRUD energiájú fotonokkal dolgozhattunk? Mekkora a JHUMHV]WHWWiOODSRWPHJV]ĦQpVHNRUNLERFViWRWWVXgárzások hullámhossza?  H-atomok sokasága a negyedik gerjesztett állaSRWEDQYDQ$JHUMHV]WHWWiOODSRWPHJV]ĦQpVHN|]ben milyen fotonenergiájú és frekvenciájú látható fényt bocsáthat ki a gáz?

E6

E 0

E5 E4 E3 E2

E1

  $GGPHJDKLGURJpQV]tQNpSpEHQV]HUHSOĘ%DOPHUVRUR]DWHOVĘKiURPYRQDOiQDN PHJIHOHOĘKXOOiPKRVV]DNDW   $] (/, ([WUHPH /LJKW ,QIUDVWUXFWXUH  D 6]HJHGHQ PHJpSOĘ HXUySDL V]XSHUOp]HU SHWDZDWW˜1017: yULiVWHOMHVtWPpQ\ĦLJHQU|YLG IHPWRV]HNXQGXP ˜1014V LGHMĦLPSXO]XVRNDWHOĘiOOtWyQDJ\EHUHQGH]pVOHV] a) Egy ilyen fényimpulzusban mekkora energia koncentrálódik?  E +iQ\IRWRQOHKHWHJ\LO\HQHQHUJLDFVRPDJEDQ"6]iPROMQPKXOOiPKRV]szal!)  F  %HFVOG PHJ KRJ\ PHNNRUD KĘPpUVpNOHWUH PHOHJtWKHWQH IHO HJ\ LO\HQ LJHQ kg kis térfogatra koncentrált energiacsomag egy 1 mm sugarú, 3500 3 VĦUĦVpJĦ m kJ IpPJ|PE|FVNpW7HNLQWVNDIDMKĘWD]HJpV]IRO\DPDWEDQ 0, 2 pUWpNĦQHN kg – K kJ MJ D]ROYDGiVKĘ 60 , DIRUUiVKĘ1 .) kg kg d) MilyeniOODSRWEDNHUOD]DQ\DJD]HOĘ]ĘIHODGDWUpV]EHQV]iPROWKĘPpUVpNOHWHQ"1p]]XWiQDKRJ\PLO\HQIĘNXWDWiVLLUiQ\RNDWWHV]OHKHWĘYppVPLO\HQDONDOPD]iVLOHKHWĘVpJHNHWNpV]tWHOĘtJ\H]DEHUHQGH]pV"   0LO\HQ HQHUJLiM~ IRWRQRNNDO NHOO PHJYLOiJtWDQL HJ\ FLQNOHPH]W KRJ\ D NLOpSĘ elektronok legkisebb hullámhossza éppen megegyezzen a fotoeffektust kiváltó fény hullámhosszával?



  %HFVOGPHJD]L]]yKLGURJpQJi]NLERFViWiVLV]tQNpSpEHQV]HUHSOĘ%DOPHUVRUR]DW legnagyobb frekvenciájú sugárzásának hullámhosszát! Mi történik az alapállapotú elektronnal, ha negyed ekkora hullámhosszúságú sugárzás energiáját nyeli el?  Határozd meg, hogy mekkora hullámhosszal jelOHPH]KHWĘDN9RVJ\RUVtWyIHV]OWVpJJHOHOĘállított fékezési röntgensugárzás rövidhullámú KDWiUD+iQ\V]RURVDH]DU|QWJHQFVĘEHQIHOJ\RUsított elektron hullámhosszának?

Il

lmin

l

  $PDPPRJUiILiEDQDOiJ\U|QWJHQVXJiU]iVHOĘiOOtWiViUD D PROLEGpQDQyGEyO NLOpSĘ NDUDNWHULV]WLNXVVXJDUDNDWKDV]QiOMiN(]HNIRWRQHQHUJLiMDpVNH9N|]|WWL$GGPHJHQnek a tartománynak a legkisebb és legnagyobb hullámhosszértékét! Hányszorosa D]H]HNKH]WDUWR]yIUHNYHQFLDD/\PDQVRUR]DWHOVĘYRQDOiKR]WDUWR]ypUWpNQHN"  Ha egy nagy energiájú foton egy lazán kötött, kezdetben nyugvó elektronnal kerül kölcsönhatásba, létrejön a Compton-szórás. Ennek leírására a rugalmas ütközés W|UYpQ\V]HUĦVpJHLWKDV]QiOKDWMXN$OHJHJ\V]HUĦEEHVHWHWYL]VJiOMXNDUpV]HFVNpN végig egy egyenes mentén mozognak. Mekkora a kölcsönhatás után az elektron és DIRWRQVHEHVVpJHOHQGOHWHKXOOiPKRVV]D"$EHpUNH]ĘIRWRQHQHUJLiMDNH9 A relativisztikus hatásoktól tekintsünk el!  Adott rácson a felgyorsított elektronok ugyanolyan elhajlásjelenséget mutatnak, mint a 300 aJ energiájú fotonokból álló nyaláb. Mekkora feszültséggel kellett felgyorsítani a kezdetben nyugYyQDNWHNLQWKHWĘHOHNWURQRNDW"

!TOMMAGFIZIKA   $]DWRPPDJRNPpUHWpUĘOV]HUNH]HWpUĘOHOHNWURQV]yUiVRVHOKDMOiVRVPpUpVHNNHO OHKHWLQIRUPiFLyNDWJ\ĦMWHQL  D -HOOHP]ĘHQPLO\HQKXOOiPKRVV]~ViJ~PLO\HQOHQGOHWĦpVPR]JiVLHQHUJLiM~ elektronokra van ehhez szükség?  E  $ QXNOHRQRN PpJ NLVHEE UpV]HFVNpNEĘO NYDUNRNEyO iOOQDN (]HN PpUHWH 1016PQDJ\ViJUHQGĦ$NYDUNRNÄOHWDSRJDWiViKR]´PLO\HQIHV]OWVpJJHOJ\RUVtWsuk az elektronokat?



!TOMFIZIKA  Izotópok tömegének meghatározására is használják a tömegspektroszkópia módV]HUpW0HNNRUDDW|PHJHDQQDNDV]pQDWRPPDJQDNDPHO\LNN9IHV]OWVpJJHO való gyorsítás után a homogén, 1 T indukciójú mágneses térben 1,555 cm sugarú köríven mozog? Melyik ez az izotóp?  A tömegspektroszkópiás berendezéssel izotóSRNDW V]pWYiODV]WDQL LV OHKHW  N9 IHV]OWVpJJHO gyorsított atommagokat 0,6 T indukciójú homogén mágneses térben térítsünk el. Egy fél körív megtétele után milyen távolságban lesz egymástól az 1+SURWRQ D 4He és 12C atommag? Add meg, KRJ\DUpV]HFVNpNQHNPHO\LNMHOOHP]ĘMHKDWiUR]]DPHJDSiO\DVXJDUiW$]DWRPPDJRNQDNDPpUpVSRQWRVViJiKR]LOOĘHQNHUHNtWHWWW|PHJHUHQGUH 1,67˜1027 kg, 6,64˜1027NJ˜1027 kg.)

K v

JK B

 Mekkora energia szabadulna fel, ha különálló nukleonjaiból létrejönne egy 56Fe atommag? Hányad része ez a proton nyugalmi energiájának? A vas relatív atomtöPHJHDSURWRQpVDQHXWURQDWRPLW|PHJHJ\VpJEHQPpUWW|PHJH pV   0HNNRUD D W|PHJKLiQ\ D  W|PHJV]iP~ $X atom magjában, ha a kötési energiájának abszolút értéke 243 pJ? Mekkora a fajlagos kötési energiája?

Csak észre ne vegyék a hiányt!

 A deuteronokat 0,4 pJ energiájú fotonokkal már nukleonjaikra lehet bontani. Mekkora a tömeghiány ezekben az atommagokban? Mekkora energiáM~IRWRQRNNDOOHKHWQHD]R[LJpQRVW|PHJV]iP~ izotópját különálló nukleonjaira bontani? Mekkora lenne az esély ez utóbbi folyamatra az atommagok besugárzása közben?   $] DONLPLVWiN ĘVL YiJ\D WHOMHVOW $] HOVĘ PHVWHUVpJHV DWRPPDJiWDODNtWiVW Rutherford nevéhez köthetjük: 147 N  42 He m 17 O  11 H. Mennyi a nyugalmi enerJLDPHJYiOWR]iVDHEEHQDIRO\DPDWEDQ"%HIHNWHWQLNHOOD]HQHUJLiWYDJ\IHOV]DEDGXO"ArN 14,003, ArHe 4,003, ArO 17,005, ArH 1,007.)   %HFVOGPHJKRJ\JDVW|PHJV]iP~NREDOWL]RWySQDNPHNNRUDD]DNWLYLWiVD$IHOH]pVLLGĘpY$GGPHJDIRO\DPDWRWOHtUy|VV]HIJJpVEHQV]HUHSOĘa, b és c EHWĦNV]iPpUWpNpW 60a Co m bc Ni  B 

  $ NDOFLXP |V W|PHJV]iP~ L]RWySMD  QDSRV IHOH]pVL LGĘYHO ERPOLN (J\ ˜10%TDNWLYLWiV~SUHSDUiWXPEDQPHQQ\LLGĘP~OYDOHV]PiVRGSHUFHQNpQWiWODgosan csak 100 millió bomlás? Add meg a folyamatot leíró összefüggésben szerepOĘa, b és c EHWĦNV]iPpUWpNpW 45a Ca m bc Sc  B 

 

22

Na izotóp bomlási folyamatát vizsgálva azt tapasztaljuk, hogy a másodpercenkénti bomlások száma 5,2 év alatt csökken a negyedére. a) Határozd meg, hogy mekkora volt a kezdetben 0,1 molnyi izotóp aktivitása! E $GGPHJDIRO\DPDWRWOHtUy|VV]HIJJpVEHQV]HUHSOĘa, b és c EHWĦNV]iPpUWpkét! 22a Na m bc Ne  B . F 9i]ROGD]DNWLYLWiVLGĘJUDILNRQWt 0-tól 15,6 évig!

  (J\QDSIHOH]pVLLGĘYHOERPOyDUDQ\L]RWySFVRPDJROyDQ\DJiQDIHOKDV]QiOiV után nyomokban még ottmaradt egy kis sugárzó anyag. Mennyi marad a 160 atomPDJEyOSRQWRVDQyUDHOWHOWpYHO"  A maghasadáskor felszabaduló nukleáris enerJLiW KDV]QRVtWMiN D] DWRPHUĘPĦYHNEHQ %HFVOG PHJKRJ\PHQQ\L|VW|PHJV]iP~XUiQWÄIRJ\DV]W´pYHQWHHJ\*:KHOHNWURPRVHQHUJLiWWHUPHOĘKDWiVIRNNDO]HPHOĘHUĘPĦ" (J\HWOHQKDVDGiVVRUiQiWODJRVDQ0H9HQHUgia szabadul fel.   $PDJI~]LyVHUĘPĦYHNOpWUHKR]iViWFpO]yNtVpUOHWHNVRUiQ0:I~]LyVWHOMHVtWményt próbálnak 400 másodpercig fenntartani. A deuteronok és tritonok fúzióját a N|YHWNH]ĘIRO\DPDWWDOKR]]iNOpWUH 21 H  31 H m 42 He  01 n  , 2 pJ.  D 0HQQ\LQXNOHiULVHQHUJLDV]DEDGXOIHOHN|]EHQ"1p]]XWiQDD]LQWHUQHWHQKRJ\ ez hány átlagos magyar ember éves energiafogyasztását fedezné!)  E %HFVOGPHJKRJ\PHNNRUDW|PHJĦKLGURJpQWIRJ\DV]WH]D]HUĘPĦDV alatt!  Határozd meg, hogy az 1 pJ mozgási energiájú D-részecske milyen távolságra kö]HOtWKHWPHJHJ\Q\XJYyQDNpVU|J]tWHWWQHNWHNLQWKHWĘ$XDWRPPDJRW  Legalább mekkora sebességgel indítottunk meg egy D-részecskét a kezdetben nyugvó, de nem rögzített 3H-atommag felé, ha a kettejük közötti legkisebb távolság 10–12 m lett. Feltételezzük, hogy mindkét részecske egy egyenes mentén mozog. Az D-részecske tömegét vegyük 6,64˜10–27 kg-nak, a tritonét 5,01˜10–27 kgnak.



!TOMFIZIKA  Mekkora feszültséggel kellett gyorsítanunk azokat a 6Li-atommagokat, amelyekQHNDVHEHVVpJHpSSHQƒNDOIRUGXOWHOD7LQGXNFLyM~KRPRJpQPiJQHVHV WpUEHQPLN|]EHQD]HOPR]GXOiVXNFPYROW"   %HFVOGPHJKRJ\PHNNRUDOHKHWHJ\˜10–15 m sugarú atommagban a) egy proton lendületének és sebességének a bizonytalansága! b) egy elektron lendületének és sebességének a bizonytalansága!  Az atomreaktorban a termikus neutronok hozzák létre a 235U-atommagok hasadáViW$KĘPpUVpNOHWHW.QHNWHNLQWYHPHNNRUDOHKHWHJ\LO\HQQHXWURQiWODJRV energiája és sebessége?  A Joliot-Curie házaspár felfedezte a mesterséges radioaktivitást, alumíniumot bombáztak e D-részecskékkel: 27a Al  bc He m 30 15 P  d n. a) Add meg a folyamatot leíró összefüggésben V]HUHSOĘa, b, c, d és e EHWĦNV]iPpUWpNpW  E ËUGOHD]HOĘ]ĘIRO\DPDWEDQHOĘiOOtWRWWIRV]IRU E+ sugárzásának reakció egyenletét!  A rádium D-bomlását vizsgáljuk: 226a Ra m b Rn  dc He.  D $GGPHJDIRO\DPDWRWOHtUy|VV]HIJJpVEHQV]HUHSOĘa, b, c és d EHWĦNV]iPpUtékét!  E $IHOV]DEDGXOyHQHUJLDMHOHQWĘVUpV]HD]DUpV]HFVNHPR]JiViEDQWiUROyGLN%Hm csüld meg ennek nagyságát, ha a részecske sebessége 1, 5 – 107 ! s c) Mekkora az D-részecske hullámhossza?  A gyógyászatban használt 131-es tömegszámú jódizotóp-kapszula legföljebb 0%TDNWLYLWiV~)HOH]pVLLGHMHQDS a) Hány radioaktív atommag van a kapszulában?  E 0HNNRUDW|PHJĦVXJiU]yL]RWySYDQDNDSV]XOiEDQ" c) 16 nap múlva mekkora lesz az aktivitása a fel nem használt kapszulának?  G QDSP~OYDKiQ\UDGLRDNWtYDWRPPDJpVPHNNRUDW|PHJĦ131I van még benne?  Egy illegális laboratórium ólom konténerében olyan sugárzó anyagot találtak, DPHO\EĘO PiVRGSHUFHQNpQW ˜1014 HOHNWURQ OpS NL$ UHQGĘUVpJL MHJ\]ĘN|Q\YHN V]HULQWH]HOĘWWpYYHOHOWĦQWJFp]LXPDN|]HOLNXWDWyLQWp]HWEĘO/HKHWHD] DQ\DJD]DNNRUHOWĦQWSUHSDUiWXPKDD]yWDFVDNUDNWiUR]WiN"$Fp]LXPIHOH]pVL ideje 26,6 év.)



 Nagy energiájú fotonok az atommaggal kölcsönhatásba kerülve pozitron-elektron párrá alakulhatnak SiUNHOWpV 0LO\HQHQHUJLiM~pVKXOOiPKRVV]~ViJ~ fotonok szükségesek ehhez a folyamathoz?  A keskeny, monokromatikus J-sugárnyaláb intenzitása homogén anyagon áthaladva újra és újra mindig ugyanakkora rétegvastagságon fele]ĘGLN PHJ $ VXJiU]iV WpUEHOL J\HQJOpVpUH KDVRQOy V]HUNH]HWĦ N|]HOtWĘ |VV]HIJJpV pUYpQ\HV /DPEHUW±%HHUW|UYpQ\ PLQWD]LGĘEHOLJ\HQJ



I0

Ix

It  I 0 – 2

x FRV

x

OpVpUHERPOiVW|UYpQ\  I x  I 0 – 2 FRV .Ix intenzitás x mélységben, I0 intenzitás a felületen, FRV IHOH]ĘUpWHJYDVWDJViJ a) A törvény segítségével számold ki, hogy há2FRV nyad részére csökken a sugárzás intenzitása, ha O FRV 3FRV x YDJ\IHOH]ĘUpWHJYDVWDJViJRQFRV) halad keresztül! E 0HNNRUDUpWHJYDVWDJViJRQNHOOHQHNHUHV]WOKDODGQLDKRJ\WHOMHVHQHOQ\HOĘGjön?

  $ )|OGEHQ OHYĘ UiGLXP ERPOiViEyO V]iUPD]y radon és bomlástermékei által kibocsátott sugár]iV DGMD D ODNRVViJL WHUKHOpV G|QWĘ UpV]pW (J\ MyO V]HOOĘ]WHWHWW V]RED OHYHJĘMpEHQ 30

%T aktim3

vitáskoncentráció származik HEEĘO eYHV V]LQWHQ



D]HEEĘOV]iUPD]ysugárterhelés 1 mSv! Jól záró Q\tOiV]iUyNHVHWpQV]HOOĘ]WHWpVQpONOSODIĦWpVL szezonban) ezek az értékek akár négyszeresre is növekedhetnek! a) Adj becslést a radontól származó átlagos sugárterhelés értékére egy teljes évre! E +RJ\DQOHKHWHJ\V]HUĦHQFV|NNHQWHQLH]WDWHUKHOpVW"

 A deuteron és a triton egyesítésekor az elektromos taszítással szemben 1,4˜1015 m-re meg kell közelíteniük egymást a nehézhidrogén magoknak. a) Mekkora feszültséggel kellene ehhez a deuteronokat gyorsítani? b) Adj nagyságrendi becslést arra, hogy mennyire kellene ehhez felmelegíteni a rendszert!



!TOMFIZIKA l l l l  $YiOWDNR]yIHV]OWVpJJHOPĦN|GĘOLQHáris gyorsítókban az egyenes vákuum1 2 3 ... n ionforrás nyaláb FVĘEHQ PR]Jy UpV]HFVNpN IpPKHQJHUHken haladnak keresztül. Az egymást N|YHWĘKHQJHUHNN|]pNDSFVROMiNDPHJIHOHOĘ WHPEHQ YiOWDNR]y IHV]OWVpJHW RF-váltóáram A részecskék a hengerekben egyenletedriftcsövek sen mozognak, közöttük gyorsulnak,   PLQGLJSRQW~J\NHOORGDpUNH]QLNKRJ\D]HOHNWURPRVWpUJ\RUVtWVDĘNHW  D  0LO\HQ DUiQ\EDQ NHOO YiOWR]QL D] HJ\PiVW N|YHWĘ KHQJHUHN KRVV]iQDN KRJ\ iOODQGyIUHNYHQFLDPHOOHWWPLQGLJJ\RUVXOMRQDUpV]HFVNH"7pWHOH]]NIHOKRJ\ bármely két henger között ugyanannyit változik a részecske sebessége.)  E $GGPHJDYiODV]WD]HOĘ]ĘNpUGpVUHD]]DODIHOWpWHOH]pVVHOLVH]N|]HOHEEMiUD] igazsághoz), hogy a hengerek közötti elektromos tér mindig ugyanakkora feszültséggel gyorsítja a részecskét!  F +RJ\DQEHIRO\iVROMDDUHODWLYLV]WLNXVKDWiVRNILJ\HOHPEHYpWHOHD]HOĘ]ĘNpUGpsekre adott választ? 1

2

3

n

 A ciklotron olyan körkörös gyorsítóberendezés, melyben két, vákuumban elhelye]HWWIpPIpONRURQJGXiQV N|]pNDSFVROWYiOWDNRduáns zó feszültség periódusonként kétszer gyorsítja a ionnyaláb W|OW|WWUpV]HFVNpW$]HJ\UHQDJ\REEVHEHVVpJĦUpV]HFVNpN D NRURQJ VtNMiUD PHUĘOHJHV PiJQHVHV nagyfrekWpUEHQVSLUiOUDHPOpNH]WHWĘSiO\iQPR]RJQDN venciájú  D %L]RQ\tWVG EH KRJ\ D J\RUVtWiVKR] D generátor relativisztikus határig) állandó frekvenciájú válduáns céltárgy takozó feszültséget használhatunk adott részecske és mágneses tér esetén!  E 0HNNRUDH]DIUHNYHQFLDHJ\SURWRQHVHWpQKDDPiJQHVHVLQGXNFLy7"  A betatron olyan körkörös gyorsító, amely lényegében egy transzformátor szekunder tekercsét képezi. A vasmag változó mágneses Betatron WHUHiOWDONHOWHWWHOHNWURPRVPH]ĘJ\RUVtWMDDJ\Ħvasmag UĦV]HUĦ YiNXXPFVĘEHQ D] HOHNWURPRV W|OWpVVHO UHQGHONH]ĘUpV]HFVNpNHW a) Mekkora egy 4He mag gyorsulása egy 30 cm gyorsítóVXJDU~ N|UtYHQ KD D N|UO|OHOW PiJQHVHV IOX[XV gyûrû 2 T–m változási gyorsasága 500 ? s primer tekercs b) Hogyan változik ez a gyorsulás a relativisztikus hatások miatt a sebesség növekedésével? 

  $]HPEHUWpUĘVXJiUWHUKHOpVOHJQDJ\REEUpV]HDV]HUYH]HWHQEHOOLIRUUiVEyODGyGLN)RQWRVMHOOHP]ĘMHDWHVWQNEHMXWRWWUDGLRDNWtYDQ\DJRNQDND]HIIHNWtYIHOH]pVL LGĘ(]DIL]LNDLpVDELROyJLDLD]DQ\DJFVHUpEĘODGyGyFV|NNHQpVWMHOOHP]L IHOHT –T ]pVLLGĘEĘOPHJKDWiUR]KDWy Teff  f b . Tf  Tb



D +iQ\NDO kisebb az effektív felezési ideje a fizikai felezési idejénél a 131I és a 137 &VL]RWySRNQDN"TfI QDS TbI QDSTfCs 30 év, TbCs 140 nap.) b) Hány százaléka van a szervezetben a két héttel korábban bejuttatott radio-jódnak? F +iQ\JYDQDV]HUYH]HWEHQD]HJ\pYYHOH]HOĘWWEHYLWW±NH]GHWEHQ5%TDNWLvitású – 137Cs izotópból?

 Egy átlagos röntgenfelvétel 0,6 mSv sugárterheléssel jár. a) Mekkora energiát közöl a sugárzás az érintett NENJW|PHJĦWHVWUpVV]HO" b) Adj becslést arra, hogy ez az elnyelt energia KiQ\DD]HOIRJ\DV]WRWWHOHNWURPRVHQHUJLiQDN $ IHOYpWHO  N9RV FVĘIHV]OWVpJ  P$HV iUDPHUĘVVpJPHOOHWWVLJNpV]OW  A 60Co-izotópot alkalmazó besugárzó készülékekEĘOOpQ\HJpEHQFVDNDJ-sugárzás lép ki. Ennek az 0H9HVVXJiU]iVQDNDIHOH]ĘUpWHJYDVWDJViJDDPHO\D]HOQ\HOĘDQ\DJUHQGV]iPiWyOVĦUĦVpJpWĘOLVIJJ Yt]EHQN|UOEHOOFP a) Hány centiméter vízrétegnek felel meg a sugár]iVLQWHQ]LWiViWRGUpV]pUHFV|NNHQWĘFP vastag nehézbeton fal? b) Milyen vastag ólomlemezzel lehetne ugyanilyen YpGHOPHWHOpUQL"FRVPb |1,1 cm.)  Az Einstein-féle E m˜c2 összefüggésre hivatkozva számold ki, hogy mennyit FV|NNHQQH D] HQHUJLD NLVXJiUR]iVD PLDWW HJ\ UpJHEEHQ HOWHUMHGWHQ KDV]QiOW  100 W-os izzólámpa izzószálának tömege 3000 üzemóra alatt! Jogosan használhatjuk-e ezt az összefüggést erre a jelenségre?   $DVW|PHJV]iP~DUDQ\L]RWyST QDS PyOQ\LPHQQ\LVpJpEĘO a) hány g marad 10 nap múlva?  E PHQQ\LLGĘP~OYDOHV]DPDUDGpNJ"



!TOMFIZIKA   $ UDGLRDNWtY KXOODGpNRN WiUROiViUD OpWUHKR]RWW EXQNHUEDQ  3%T |VV]DNWLYLWiV~ DQ\DJJ\ĦOW|VV]H$]DNWLYLWiVHJ\KDUPDGiWD137&VT 26,6 év), a kétharmadát a 45&DL]RWySRNT 164 nap) adják. a) Mekkora lesz az egész hulladék aktivitása 164 nap múlva?  E 0HQQ\LLGĘP~OYDOHV]D]|VV]DNWLYLWiVD]HUHGHWLpUWpNH]UHGUpV]H"   0HQQ\LWYiOWR]LNDQ\XJDOPLHQHUJLDDN|YHWNH]ĘMHOHQVpJHNVRUiQ" a) Egy elektron és egy pozitron kölcsönhatásában. b) Egy 235U-atommag hasadása során.  F (J\GHXWHURQSURWRQEyOpVQHXWURQEyOW|UWpQĘHJ\HVOpVHNRU   +DWiUR]GPHJD]ĮUpV]HFVNHPR]JiVLpV|VV]HVHQHUJLiMiWOHQGOHWpWpVKXOOiPhosszát, ha a sebessége m a) 3˜107 ! s m b) 10 ! s m c) 105 ! s m  Mekkora lenne egy 0,6 tonnás, 5 m hosszú, a Földhöz képest 2˜10 sebességgel s a földfelszínnel párhuzamosan mozgó rakéta  

a) teljes energiája és a mozgási energiája? E )|OGUĘOpV]OHOWKRVV]~ViJD" 1 UHEHiOOtWRWWPHWURQyPNpWNDWWDQiVDN|]|WWD]ĦUF EHOVHMpEHQPĦN|GĘ min KDMyVRNpVDI|OGLV]HPOpOĘiOWDOpV]OHOWLGĘ" d) a vele szemben haladó fénysugárhoz viszonyított sebessége?

  .pS]HOMNHOKRJ\IHOJ\RUVtWXQNHJ\PPiWPpUĘMĦPJW|PHJĦ–10 C tölWpVĦJRO\yWDIpQ\VHEHVVpJIHOpUH a) Mekkora feszültségre lenne szükség ehhez? b) Milyen alakúnak látnánk a felgyorsult golyót? c) Mekkora lenne a lendülete? m  G 0HNNRUDHUĘYHOJ\RUVtWKDWQiQNHJ\HQOHWHVHQWRYiEE -mal 5 s alatt? s



#SILLAG¸SZAT

  $ 3UR[LPD &HQWDXUL D 1DSRW OHV]iPtWYD D KR]]iQN OHJN|]HOHEE HVĘ FVLOODJ N|UOEHOO  IpQ\pY WiYROViJUD YDQ D )|OGWĘO$ 1DSUHQGV]HUHQ NtYOUH LQGtWRWW km . OHJJ\RUVDEEĦUV]RQGDD9R\DJHU±VHEHVVpJH s  D +DWiUR]GPHJKRJ\PHQQ\LLGĘDODWWpUHOD3UR[LPD&HQWDXULIpQ\HD)|OGUH  E +iQ\NPWiYROViJUDYDQWĘOQNH]DFVLOODJ"  F 0HQQ\LLGĘDODWWpUQHHOD9R\DJHU±D3UR[LPD&HQWDXULKR]"   %D\ =ROWiQ pV PXQNDWiUVDL  IHEUXiUMiEDQ sikeres radarvisszhang kísérletet hajtottak végUH D +ROGUD NOG|WW pV RQQDQ YLVV]DpUNH]Ę MHOHNHWVHOWHOWpYHOVLNHUHVHQGHWHNWiOWiN$%D\ =ROWiQPyGV]HUpYHOHOYpJH]KHWĘWiYROViJPpUpVHN sokat pontosították ismeretünket a naprendszerbeli távolságokról. Határozd meg a Föld–Holdtávolságot km-ben és csillagászati egységben is!   $OHJN|]HOHEELJDOD[LVD]$QGURPpGDPLOOLyIpQ\pYUHYDQWĘOQN  D +iQ\NPWiYROViJUDYDQWĘOQND]$QGURPpGD" km VHEHVVpJJHOPR]JyĦUV]RQGD"  E 0HQQ\LLGĘDODWWpUQHHORGDHJ\iWODJRVDQ 30 s   0HNNRUD D YRQ]yHUĘ D )|OG pV D +ROG N|]|WW" $ JUDYLWiFLyV iOODQGy Nm 2 , a Föld tömege 6 – 1024 kg, a Hold tömege 7, 344 – 1022 kg, távol2 kg ViJXNNP 6, 67 – 10 11

  0HNNRUDHUĘYHOYRQ]]DD+ROGDWRQQiV]~]RWWN|YHWV]iOOtWyNDPLRQW"$JUDNm 2 vitációs állandó 6, 67 – 10 11 , a Hold tömege 7, 344 – 1022 kg, a Föld–Holdkg 2 táYROViJNP



!TOMFIZIKA  0HNNRUDJUDYLWiFLyVHUĘWIHMWNLD+ROGDNJRV ĦUKDMyVUD a) a Hold felszínén?  E D+ROGIHOV]tQpWĘONPWiYROViJEDQ" c) a Föld felszínén? Nm 2 A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 , a Hold kg 2 tömege 7, 344 – 1022 kg, a Föld–Hold-távolság NPD+ROGVXJDUDNP  0HNNRUDDNJRVHPEHUUHKDWyYRQ]yHUĘ a) a Föld felszínén?  E D0RXQW(YHUHVWHQPPDJDVViJEDQ" c) a Föld felszíne felett 10 000 km magasságban? Nm 2 , a Föld töA gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 kg 2 mege 6 – 1024 kg,D)|OGVXJDUDNP   +DWiUR]GPHJDJUDYLWiFLyVWpUHUĘVVpJQDJ\ViJiWHJ\RO\DQIHKpUW|USHIHOV]tQpQ melynek tömege a Nap tömegével, sugara pedig a Föld sugarával egyezik meg! Nm 2 , a Nap tömege 2 – 1030 kg, a Föld sugara A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 2 kg NP  Hányszor nagyobb a gravitációs gyorsulás értéke a Jupiteren, mint a Marson? Nm 2 , a Mars tömege 6, 42 – 1023 kg, a Mars suA gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 2 kg JDUDNPD-XSLWHUW|PHJH,  – 1027 kg, D-XSLWHUVXJDUDNP  A Föld körüli pályán kering egy 100 kg-os mesterséges égitest, melynek mozgási Nm 2 energiája 6 – 10 J. A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 . kg 2 a) Határozd meg a mesterséges égitest sebességét! b) Mekkora a körpálya sugara?



  $3KRERVD0DUVEHOVĘQDJ\REEKROGMDPHO\QHNW|PHJH 1, 0 – 016 kg. A Mars N|]pSSRQWMiWyOiWODJRVDQNPUHNHULQJ$'HLPRVDNLVHEENOVĘKROGPHO\nek tömege ,  – 1015 kg. $ 0DUV N|]pSSRQWMiWyO iWODJRVDQ  NPUH NHULQJ Nm 2 A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 , a Mars tömege 6, 42 – 1023 kg, a Mars su2 kg JDUDNP 

a) Határozd meg a két hold keringési idejét! E +iQ\V]RUQDJ\REED3KRERVPR]JiVLHQHUJLiMDD'HLPRVPR]JiVLHQHUJLiMiKR] képest?

 $]HOVĘPĦKROGD6]SXWQ\LN±YROWPHO\HW RNWyEHUpQLQGtWRWWDN~WMiUD$PĦKROGW|PHJH Nm 2 , NJYROW$JUDYLWiFLyViOODQGy6, 67 – 10 11 kg 2 a Föld tömege 6 – 1024 kg, D)|OGVXJDUDNP  D +DWiUR]GPHJDPĦKROGVHEHVVpJpWD)|OGIHOszíne felett 400 km a magasságban! b) Hány perc alatt kerülte meg a Földet ekkor?  F +DWiUR]GPHJDPĦKROGPR]JiVLpVDKHO\]HWLHQHUJLiMiWHEEHQDPDJDVViJEDQ  $+ROGDWYL]VJiOyV]RYMHWPĦKROGDWD/XQD±HW  PiUFLXV pQ LQGtWRWWiN ~WMiUD$ PĦKROG iWODJRVDQ  SHUF DODWW NHUOWH PHJ D +ROGDW Nm 2 A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 , a Hold tökg 2 mege 7, 344 – 1022 kg, D+ROGVXJDUDkm.  D $PĦKROGSiO\iMiWN|UDODN~QDNIHOWpWHOH]YHD Hold felszíne felett milyen magasságban keringett? b) Mekkora volt a keringési sebessége?  F 0HNNRUDYROWDPĦKROGW|PHJHKDPR]JiVLHQHUJLiMD1, 6 – 10 J volt?   $ 0DUV YL]VJiODWiUD  PiMXV iQ LQGtWRWWiN ~WMiUD D 0DULQHU± ĦUV]RQGiW PHO\ D] HOVĘ RO\DQ PĦKROG OHWW DPHO\ HJ\ PiVLN ERO\Jy N|UO NHULQJHWW $ 0DULQHU± W|PHJH  NJ YROW 0HNNRUD PXQNiW YpJ]HWW D 0DULQHU±HQ D Föld gravitációs mezeje, amíg 2000 km magasságba ért? A gravitációs állandó Nm 2 6, 67 – 10 11 , a Föld tömege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNP 2 kg



!TOMFIZIKA   $FVLOODJiV]RNNPPDJDVViJEDQpV]OHOQHNHJ\NLVPHWHRUWPHO\NpVĘEEEHFVDSyGLND)|OGEH0HNNRUDPXQNiWYpJH]DJUDYLWiFLyVHUĘH]HQDNJW|PHJĦ PHWHRULWRQD]pV]OHOpVpVDEHFVDSyGiVN|]|WWHOWHOWLGĘEHQ"$JUDYLWiFLyViOODQGy Nm 2 6, 67 – 10 11 , a Föld tömege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNP kg 2   0HNNRUD D )|OGUH KDWy JUDYLWiFLyV HUĘ OHJNLVHEE pV OHJQDJ\REE pUWpNH KD FVDN a Hold és a Nap hatását vesszük figyelembe? Hol helyezkedik el ekkor a Föld a Nm 2 , a Hold töNaphoz és a Holdhoz képest? A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 kg 2 mege 7, 344 – 1022 kg, a Föld tömege 6 – 1024 kgD)|OG±+ROGWiYROViJNP a Nap tömege 2 – 1030 kg, az átlagos Nap–Föld-távolság 1 CSE.   0LO\HQWiYROViJEDQNHULQJD](J\HQOtWĘVtNMiEDQD]DPHVWHUVpJHVKROGDPHO\iOODQGyDQD)|OGXJ\DQD]RQSRQWMDIHOHWWKDODGJHRVWDFLRQiULXVPĦKROG "$JUDYLWi2

11 Nm , a Föld tömege 6 – 1024 kg, a )|OGVXJDUDNP ciós állandó 6, 67 – 10 2 kg  0HNNRUDVXJDU~SiO\iQNHULQJHQHHJ\RO\DQPĦhold a Jupiter körül, mely mindig a Jupiter egyenOtWĘMpQHN XJ\DQD]RQ SRQWMD IHOHWW WDUWy]NRGQD" $-XSLWHUWHQJHO\IRUJiVLLGHMHyUD$JUDYLWiNm 2 , a Jupiter tömege ciós állandó 6, 67 – 10 11 kg 2 ,  – 1027 kg, D-XSLWHUVXJDUDNP   +DWiUR]GPHJD-XSLWHUW|PHJpWKDD](XURSDQHYĦKROGMDNPVXJDU~N|U alakú pályán kering a Jupiter körül! Az Europa keringési ideje 3,55 nap. A gravitáNm 2 ciós állandó 6, 67 – 10 11 . kg 2 

Egy bolygó körül annak középpontjától 400 000 km távolságban kering a holdja, melynek keringési ideje 600 óra. Határozd meg a bolygó tömegét! A gravitációs Nm 2 állandó 6, 67 – 10 11 . kg 2

  +DWiUR]GPHJDQQDNDERO\JyQDNDVĦUĦVpJpWPHO\N|UOyUDNHULQJpVLLGĘYHO kering egy mesterséges égitest a bolygó felszínéhez közel! A gravitációs állandó Nm 2 6, 67 – 10 11 . kg 2



 Egy RVXJDU~ERO\JyIHOV]tQpWĘORWiYROViJEDQPHJN|]HOtWĘOHJN|USiO\iQNHULQJ HJ\PĦKROGPHO\QHNNHULQJpVLLGHMHyUDSHUF+DWiUR]GPHJDERO\JyiWODJNm 2 VĦUĦVpJpW$JUDYLWiFLyViOODQGy 6, 67 – 10 11 . kg 2  (J\)|OGN|UOLN|USiO\iQNHULQJĘPĦKROGVHEHVkm .$ PĦKROG SiO\DPyGRVtWiV XWiQ NpWsége 5 s V]HUWiYRODEENHUOD)|OGIHOV]tQpWĘO a) Mekkora távolságban keringett eredetileg a PĦKROGD)|OGIHOV]tQHIHOHWW"  E +DWiUR]GPHJDPĦKROG~MVHEHVVpJpW Nm 2 , a Föld tömege 6 – 1024 kg, a Föld sugara A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 2 kg NP   (J\PĦKROGNHULQJpVLLGHMHD)|OGN|UOQDS$PĦKROGSiO\DPyGRVtWiVDXWiQ DNHULQJpVLLGĘQDSUDQĘ  D +DWiUR]GPHJDPĦKROGHUHGHWLWiYROViJiWD)|OGIHOV]tQpWĘO  E +DWiUR]GPHJDPĦKROGHUHGHWLVHEHVVpJpW c) Hogyan változik a sebesség a pályamódosítás után?  G 0HNNRUDWiYROViJEDQNHULQJDPĦKROGDSiO\DPyGRVtWiVXWiQ" Nm 2 , a Föld tömege 6 – 1024 kg, a Föld sugara A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 2 kg NP   (J\PĦKROGHJ\R sugarú bolygó felszíne felett R távolságban kering T keringési LGĘYHO3iO\DPyGRVtWiVXWiQDERO\JyWyOR távolságban kering. Hogyan változik a PĦKROGNHULQJpVLLGHMHpVVHEHVVpJH"   +DWiUR]GPHJD]HOVĘNR]PLNXVVHEHVVpJHWD1DSIHOV]tQpQ+iQ\V]RUQDJ\REE H] D] pUWpN PLQW D] HOVĘ NR]PLNXV VHEHVVpJ D )|OG|Q" $ JUDYLWiFLyV iOODQGy Nm 2 6, 67 – 10 11 , a Nap tömege 2 – 1030 kg,D1DSVXJDUDNPD)|OGW|kg 2 mege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNP.



!TOMFIZIKA  7HGGVRUUHQGEHDNĘ]HWERO\JyNDWD]HOVĘNR]PLNXVVHEHVVpJHLNQ|YHNYĘVRUUHQGMpEHQ Nm 2 , a Merkúr kg 2 tömege 3, 3 – 1023 kg, a Merkúr sugara 2440 km, a A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11

Föld tömege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNPD9pQXV]W|PHJH , 7 – 1024 kg, a 9pQXV]VXJDUDNPD0DUVW|PHJH 6, 42 – 1023 kg, D0DUVVXJDUDNP  Határozd meg a szökési sebességet a Nap és a Föld felszínén! A gravitációs állandó Nm 2 6, 67 – 10 11 , a Nap tömege 2 – 1030 kg,D1DSVXJDUDNPD)|OGW|2 kg mege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNP.  Az óriásbolygók közül melyik bolygón a legnagyobb és melyiken a legkisebb a szökési sebesNm 2 , ség? A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 kg 2 a Jupiter tömege ,  – 1027 kg, a JupiWHU VXJDUD  NP D 6]DWXUQXV] W|PHJH 5, 6 – 026 kg, a Szaturnusz suJDUD  NP D] 8UiQXV] W|PHJH ,  – 025 kg, az Uránusz sugara NPD1HSWXQXV]W|PHJH1, 02 – 1026 kg, a Neptunusz sugara 24 766 km.

  +DWiUR]GPHJD]HOVĘpVDPiVRGLNNR]PLNXVVHEHVVpJHWHJ\RO\DQERO\JyIHOV]tnén, amelynek tömege fele a Föld tömegének, sugara pedig 4-szer akkora, mint a Nm 2 , a Föld tömege 6 – 1024 kg, a Föld sugara! A gravitációs állandó 6, 67 – 10 11 2 kg )|OGVXJDUDNP   $ -XSLWHU NHULQJpVL LGHMH  I|OGL pY SiO\iMiQDN IpO QDJ\WHQJHO\H  &6( Határozd meg ezen adatokból a Szaturnusz keringési idejét, ha a Szaturnusz pályáMiQDNIpOQDJ\WHQJHO\H&6(&6( 150 millió km)   $1HSWXQXV]NHULQJpVLLGHMHI|OGLpYD]8UiQXV]NHULQJpVLLGHMHI|OGLpY A Neptunusz fél nagytengelyének hosszúsága 30 CSE. Határozd meg az Uránusz fél nagytengelyének hosszúságát csillagászati egységben és km-ben is!



 A Nap másodpercenként , 6 – 1026 J energiát sugároz szét. a) Mekkora sugárzási teljesítménynek felel ez meg? b) Ha a kisugárzott teljesítménynek csak ,  – 10  -ed része éri el a Föld légkörét, akkor ez a teljesítmény KiQ\GDUDE*:RViUDSiO\HUĘPĦWHOMHVtWPpQ\pnek felel meg? c) Mekkora sugárzási teljesítmény jut a Föld 1 m2Q\LIHOOHWpUHDPHUĘOHJHVHQEHHVĘVXJDUDNDWYHJ\NILJ\HOHPEH " d) Határozd meg, hogy másodpercenként mennyivel csökken a Nap tömege a kisugárzott energia hatására!  Egy csillag sugárzási teljesítménye 3 – 1030 W.  D (]DWHOMHVtWPpQ\KiQ\GDUDE0:RVDWRPHUĘPĦYLEORNNWHOMHVtWPpQ\pYHO egyezik meg? b) Határozd meg, hogy 1 perc alatt mekkora energiát sugároz ki! c) Ezalatt az 1 perc alatt mennyivel csökken a tömege?  A Halley-üstökös Naphoz legközelebbi távolsága 0,57 CSE, a legtávolabbi pedig km . Határozd meg az üstökös 35 CSE. Az üstökös sebessége napközelben 54 s seEHVVpJpWQDSWiYROEDQ&6( 150 millió km.)  Mekkora sebességgel távolodik az a csillag, melynek színképében a kalcium K YRQDOiQDNKXOOiPKRVV]DDQ\XJDOPLQPKHO\HWW  D QP"  E QP"   $WiEOi]DWEDQDKLGURJpQ%DOPHUVRUR]DWiQDN hullámhosszai találhatók nyugvó rendszerEHQ pV D]  V]iP~ JDOD[LVV]tQNpSpEHQ$WiEOi]DWDGDWDLDODSján határozd meg az objektum távolodási sebességét! Név

Szín

alfa béta gamma delta

vörös kék-zöld ibolya ibolya

objektív

Ȝ (nm) nyugvó rendszerben   434,05 410,17

okulár

Ȝƍ (nm) objektum színképében 722 536  450 

!TOMFIZIKA   (J\OHQFVpVWiYFVĘEHQD]RNXOiUIyNXV]WiYROViJDFPD]REMHNWtYIyNXV]WiYROViga 220 cm.  D +DWiUR]GPHJDWiYFVĘQDJ\tWiViW b) Határozd meg a két lencse távolságát!  F 0HNNRUDV]|JDODWWOiWV]LND+ROGDWiYFVĘEHQKDV]DEDGV]HPPHODOiWyV]|J ƒ"   (J\V]RURVQDJ\tWiV~.HSOHUIpOHOHQFVpV WiYFVĘREMHNWtYMpQHNIyNXV]WiYROViJDPiWPpUĘMHPPD]RNXOiUiWPpUĘMHPP a) Határozd meg az okulár fókusztávolságát! b) Határozd meg a két lencse távolságát!   (J\ PĦKROG  NP PDJDVViJEDQ NHULQJ D )|OG N|UO $ JUDYLWiFLyV iOODQGy Nm 2 6, 67 – 10 11 , a Föld tömege 6 – 1024 kgD)|OGVXJDUDNP 2 kg  D 0HNNRUDDPĦKROGVHEHVVpJH" b) Mekkora a keringési ideje?  F +RJ\DQNHOOPHJYiOWR]WDWQLDPĦKROGVHEHVVpJpWKRJ\DN|USiO\DKHO\HWWHJ\ RO\DQHOOLSV]LVSiO\iUDiOOMRQPHO\QDJ\WHQJHO\pQHNKRVV]DNP"

4ESZTEK

látható

  0D[3ODFNDIHNHWHWHVWVXJiU]iVKXOOiPKRVV]V]HEl ULQWLVSHNWUiOLV HORV]OiViWYL]VJiOYDMXWRWWDNYDQ2000 K tumfizika alapgondolatához. A hibás állítást válaszd ki! 1500 K  $ 0DJDVDEEKĘPpUVpNOHWHNHVHWpQDVXJiU]iVLQ750 K 1000 K tenzitása növekszik.  % 0DJDVDEE KĘPpUVpNOHWHNHQ D VXJiU]iV LQWHQ0 1 2 3 4 5 l ]LWiViQDNDPD[LPXPDDQDJ\REEKXOOiPKRV](mm) 0,4-0,8 szak felé tolódik el.  & 0DJDVDEE KĘPpUVpNOHWHNHQ D VXJiU]iV LQWHQ]LWiViQDN D PD[LPXPD D NLVHEE hullámhosszak felé tolódik el.  ' (]WDMHOHQVpJHWtUMDOHD6WHIDQ±%ROW]PDQQW|UYpQ\pVD:LHQIpOHHOWROyGiVL törvény. }

 Hogyan nem számolhatjuk egy foton energiáját? I2 h–c A) H  h – f . %  H  C) H  I – c.  '  H  h – . . c O 

 Az alapállapotú H-atom elektronjának mekkora a lendületbizonytalansága? m A) $I  1, 06 – 10 24 kg – . s m  %  $I  1, 06 – 1024 kg – . s m C) $I  1, 06 – 10 24 kg – 2 . s m  '  $I  5, 02 – 10  kg – . s  A Thomson-féle atommodellnek mi volt a hiányossága? A) Nem lehetett értelmezni vele az atom semlegességét.  % 1HPOHKHWHWWpUWHOPH]QLYHOHDNDWyGVXJiU]iVW C) Nem lehetett értelmezni vele az D-részecskékQHND]DWRPRNRQW|UWpQĘV]yUyGiViW  ' 1HPOHKHWHWWpUWHOPH]QLYHOHD]HOHNWURPRVpVKĘYH]HWpVMHOHQVpJpW   1DJ\IL]LNXVRNpVDQHYNK|]IĦ]ĘGĘHUHGPpQ\HNN|]OPHO\LNDKLEiV" A) Ernest Rutherford – szóráskísérlet, az atommag felfedezése.  % *HRUJH3DJHW7KRPVRQ±D]HOHNWURQIHOIHGH]pVH  & 1LHOV%RKU±D]DWRPLHOHNWURQHQHUJLiMiQDNDGDJRVViJDNYDQWXPRVViJD   ' $OEHUW(LQVWHLQ±DIpQ\HOHNWURPRVKDWiVIRWRHIIHNWXV HQHUJHWLNDLOHtUiVD   1DJ\IL]LNXVRNpVDQHYNK|]IĦ]ĘGĘHUHGPpQ\HNN|]OPHO\LNDKLEiV"  $ :HUQHU+HLVHQEHUJ±DNYDQWXPPHFKDQLNDPiWUL[RNNDOYDOyPDWHPDWLNDLOHírása.  % *iERU'pQHV±Op]HUNXWDWiVDKRORJUiILDIHOWDOiOiVD  & -DPHV&OHUN0D[ZHOO±D]HOHNWURPiJQHVHVDODSW|UYpQ\HNPHJDONRWiVD  ' +HLQULFK+HUW]±DIRWRQIHOIHGH]pVH   $]HOHNWURPiJQHVHVKXOOiPRNDWHJ\PiVWyONO|QE|]ĘWXODMGRQViJRNLVMHOOHP]LN ezért nagyon sokféle felhasználási területük van. Melyik nem elektromágneses hullám? A) Röntgensugárzás.  % .DWyGVXJiU]iV C) Ultrarövid rádióhullámok.  ' J-sugárzás.



!TOMFIZIKA  $   Yt] HOHNWUROt]LVpW Yt]ERQWiV  D] iEUiQ OiWKDWy készülékkel végeztük. Furcsa dologra lettünk figyelmesek: a két elektróda fölötti zárt térben XJ\DQDNNRUD WpUIRJDW~ Ji] IHMOĘGLN 0L OHKHW D jelenség helyes magyarázata? A) Ez nem is szokatlan, hiszen a hidrogén és az R[LJpQLVNpWDWRPRVPROHNXOiM~Ji]  % $]R[LJpQHJ\UpV]HHOLOODQYDOyV]tQĦOHJQHP zár jól az egyik csap, ezért nem lesz nagyobb a WpUIRJDWD0HJNHOOHQH]VtUR]QL  & 9pOHWOHQOpVIHOHOĘWOHQOYiOWDNR]yIHV]OWVpget kapcsoltunk a vízbontó készülékre.  ' $ KLGURJpQW WDUWDOPD]y FVĘEHQ PLQGLJ pSSHQ kétszer akkora a nyomás, ezért nem lesz nagyobb a térfogata.   $GRWWIpPHVHWpQDV]DEDGDWRPHOVĘLRQL]iFLyVHQHUJLiMDQDJ\REEPLQWHJ\HOHNWronnak a fémrácsból való kiszakításához szükséges kilépési munka, pedig tudjuk, hogy a fémrács mélyebb energiájú állapotot jelent. Mi lehet a magyarázat? A) Azért nagyobb az ionizációs energia, mert az elektron kevésbé kötött állapotban van a szabad atomban, mint a fémrácsban.  % $NLOpSpVLPXQNDD]pUWNLVHEEPHUWHJ\HJ\DWRPW|U]VK|]NHYpVEpN|WĘGQHN az elektronok a rács esetén. C) A sokaság együttes energiája a többféle kölcsönhatás miatt mélyebb a rácsban, GHDOHJOD]iEEDQN|W|WWHOHNWURQRNNHYpVEpN|W|WWHNSpOGiXODN|]|WWNOHYĘ taszítás miatt.  ' 7pYHVD]HUHGHWLiOOtWiVPHUWQHPOHKHWQDJ\REED]LRQL]iFLyVHQHUJLDPLQWD kilépési munka, hiszen éppen az energia mélyülése miatt jön létre a fémrács.   $ IRWRFHOOD PHJYLOiJtWiViQDN LQWHQ]LWiViW D] LGĘHJ\VpJ DODWW D NDWyGUD pUNH]Ę HQHUJLD QDJ\ViJiW  FV|NNHQWHWWpN 0pUpVQN V]HULQW PpJLV Q|YHNV]LN D zárófeszültség. A) Ez csak úgy lehetséges, hogy állításunk nem igaz, vagy rosszul mértünk.  % (]~J\OHKHWVpJHVKRJ\W|EEGHNLVHEEHQHUJLiM~IRWRQYDQDPHJYLOiJtWyIpQ\ben. C) Lehetséges: kisebb számú, de nagyobb energiájú foton van a megvilágító fényben.  ' 0pUpVQNEL]WRVDQMyPHJLVLVPpWHOKHWMN WHKiWD]HUHGHWLiOOtWiVQHPOHKHW igaz.



 (J\IRWRFHOOiWD]iEUDV]HULQWLSRODULWiVVDOHJ\HQIHV]OWVpJĦIRUUiVUDNDSFVROWXQN 8J\DQDNNRUD ± LJHQ NLFVL ± iUDPHUĘVVpJHW Pprünk akkor is, ha csak egy vagy ha két egyforma megfényforrással világítjuk meg a katódot. Mi lehet a világítás jelenség magyarázata?  $ $ IRWRFHOOD iUDPHUĘVVpJH D NDWyGEyO NLOpSĘ A elektronok számával egyenesen arányos, az pedig minden körülmények között a megviláJtWiV HUĘVVpJpYHO 7HKiW YDOyV]tQĦOHJ URVV]XO mértünk.  % $]iUDPHUĘVVpJIJJHWOHQDPHJYLOiJtWiVHUĘVVpJpWĘOH]iOWDOiEDQLVtJ\YDQD fotocellán.  & $ IRWRFHOOiQ iWIRO\y iUDP HUĘVVpJH D PHJYLOiJtWy IpQ\ IUHNYHQFLiMiWyO IJJ WHKiWQHPPHJOHSĘDWDSDV]WDODW$PHJYLOiJtWiVHUĘVVpJpWĘOD]iUyIHV]OWVpJ nagysága függ.)  ' 9DOyV]tQĦOHJDPHJYLOiJtWiVIUHNYHQFLiMDW~ONLFVLtJ\FVDNDV|WpWiUDPRWPpUjük mindkét esetben.  Lehet-e egy foton és egy elektron hullámhossza ugyanakkora? A) Nem, hiszen az elektron nem hullám, hanem részecske.  % 1HP KLV]HQ D] HOHNWURQ KXOOiPKRVV]D D QDJ\REE OHQGOHWH PLDWW PLQGLJ NLsebb. C) Igen és ilyen esetben az energiájuk is megegyezik.  ' ,JHQpVLO\HQHVHWEHQDOHQGOHWNLVPHJHJ\H]LN   $NDUDNWHULV]WLNXVU|QWJHQVXJiU]iVD]DQ\DJLPLQĘVpJUHMHOOHP]Ę0HO\LNDNLMHlentés helyes értelmezése?  $ $]pUW MHOOHP]Ę D] DQ\DJL PLQĘVpJUH PHUW IRWRQMDLQDN HQHUJLiMD D NLERFViWy DWRPNpWHQHUJLDV]LQWMHN|]WLHQHUJLDNO|QEVpJJHOHJ\HQOĘ  % $]pUW MHOOHP]Ę D VXJiU]iVW HOQ\HOĘ WHVW DQ\DJL PLQĘVpJpUH PHUW IRWRQMDLQDN HQHUJLiMDD]HOQ\HOĘDWRPNpWHQHUJLDV]LQWMHN|]WLHQHUJLDNO|QEVpJJHOHJ\HQOĘ  & 1HPLVMHOOHP]ĘD]DQ\DJLPLQĘVpJUHKLV]HQHJ\DGRWWDQyGIpPHVHWpQLVHJpV]HQNO|QE|]ĘIUHNYHQFLiM~U|QWJHQIRWRQRNM|QQHNOpWUH  ' $NDUDNWHULV]WLNXVNLIHMH]pVQHPLVDVXJiU]iVQDND]DQ\DJLPLQĘVpJUHMHOOHP]Ę voltát jelenti, hanem az orvosi eljárás jellegzetességére utal.



!TOMFIZIKA   +DPHJDNDUMXNYpGHQLDWHWĘWpULV]REiQNDWDNiQLNXODLQDSVXJiU]iVPHOHJtWĘKDWiViWyODNNRUHOWDNDUMXNDWHWĘDEODNRW0LNRUMXWEHOHJNHYHVHEEHQHUJLDDV]REiba?  $ +DQDSViUJDDQ\DJEyONpV]OWQDSHOOHQ]ĘWWHV]QND]YHJHQNtYOUH  % +DQDSViUJDDQ\DJEyONpV]OWQDSHOOHQ]ĘWWHV]QND]YHJHQEHOOUH  & +DWHOMHVHQPDWWIHNHWHDQ\DJEyONpV]OWQDSHOOHQ]ĘWWHV]QND]YHJHQEHOOre.  ' +DWNU|]ĘIpQ\HVIHOOHWĦQDSHOOHQ]ĘWWHV]QND]YHJHQNtYOUH   (J\PiVXWiQNO|QE|]ĘHQHUJLiM~IRWRQRNNDOJHUMHV]WMND]DODSiOODSRW~+DWRPRNVRNDViJiW9iODV]GNLDKHO\HVPHJiOODStWiVW  $ +DFVDNXOWUDLERO\DWDUWRPiQ\EDHVĘIRWRQRNDWDNDUXQNYLVV]DNDSQLDJHUMHV]tés után, akkor nagyobb energiájú fotonokkal kell gerjesztenünk.  % +DYHJ\HVHQDNDUXQNOiWKDWypV89WDUWRPiQ\EDHVĘIRWRQRNDWLVYLVV]DNDSQLD gerjesztett atomoktól, akkor nagyobb energiájú fotonokkal kell gerjesztenünk.  & $JHUMHV]WĘIRWRQRNHQHUJLiMiWyOIJJHWOHQOPLQGLJD+DWRPRNUDMHOOHP]ĘWHOjes színkép mindenféle energiájú fotonjai megjelennek az atomok gerjesztése után.  ' +DOiWKDWypV89WDUWRPiQ\EDHVĘIRWRQRNDWLVDNDUXQNYLVV]DNDSQLDJHUMHV]tett atomoktól, akkor kisebb és nagyobb energiájú fotonokkal egyszerre kell gerjesztenünk.   0HO\LNNpWIĘHOYDODSMiQpUWHOPH]KHWMNDSHULyGXVRVUHQGV]HUEHQD]HOHNWURQEXURNIHOW|OWĘGpVLVRUUHQGMpW" A) A Pauli-elv és a Hund-szabály.  % $3DXOLHOYpVD]HQHUJLDPLQLPXPUDW|UHNYpVHOYH C) A Pauli-elv és az energiamegmaradás elve.  ' $VSHFLiOLVUHODWLYLWiVHOYHpVD]HQHUJLDPLQLPXPUDW|UHNYpVHOYH   0LW WXGXQN D KLGURJpQDWRPEDQ D] DGRWW IĘNYDQWXPV]iPKR] WDUWR]y NO|QE|]Ę mellékkvantumszámú – lehetséges – állapotok energiájáról? A) s, p, d, f sorrendben egyre magasabb energia tartozik hozzájuk.  % VSIGVRUUHQGEHQHJ\UHPDJDVDEEHQHUJLDWDUWR]LNKR]]iMXN C) Mindegyik ugyanolyan energiaszintet képvisel.  ' $KLGURJpQDWRPEDQQHPLVOHKHWVpJHVHNNO|QE|]ĘPHOOpNNYDQWXPV]iPRN



 Melyik megállapítás nem igaz? A) A kvantummechanikai atommodell segítségével az atomi elektronok helyét EiUPLNRUSRQWRVDQPHJOHKHWKDWiUR]QLFVDNPHJIHOHOĘV]iPtWyJpSV]NVpJHV hozzá.  % $NYDQWXPPHFKDQLNDLDWRPPRGHOOVHJtWVpJpYHOD]DWRPLHOHNWURQRNWpUEHOLHOUHQGH]ĘGpVpWYDOyV]tQĦVpJLDODSRQpUWHOPH]KHWMN C) A kvantummechanikai atommodell segítségével az atomi elektronok helyét, páO\iMiWDWDUWy]NRGiVLYDOyV]tQĦVpJIRJDOPDDODSMiQpUWHOPH]KHWMN  ' $NYDQWXPPHFKDQLNDLDWRPPRGHOOVHJtWVpJpYHOSRQWRVDQPHJOHKHWKDWiUR]QL KRJ\KROQHPOHKHWD]DGRWWiOODSRWEDQOHYĘDWRPLHOHNWURQ  Melyek nem az atommag részei?  $ 1XNOHRQRN % 3URWRQRN     

& 1HXWURQRN

' 1XNOHRWLGRN

Milyen kapcsolat van egy elem tömegszáma és a rendszáma között? $ %iUPHO\HOHPDWRPMDLQDNDW|PHJV]iPDPLQGLJQDJ\REEPLQWDUHQGV]iPD % %iUPHO\HOHPDWRPMDLQDNDW|PHJV]iPDPLQGLJNpWV]HUHVHDUHQGV]iPiQDN & (J\HOHPW|PHJV]iPDNLVHEEQDJ\REEpVHJ\HQOĘLVOHKHWDUHQGV]iPiYDO ' (J\HOHPW|PHJV]iPDQDJ\REEpVHJ\HQOĘLVOHKHWDUHQGV]iPiYDO

  9iODV]GNLDKDPLVNLMHOHQWpVW A) Az atommag kötési energiája a tömeghiány és a fénysebesség ismeretében meghatározható.  % $]DWRPPDJN|WpVLHQHUJLiMD0H9QDJ\ViJUHQGĦ C) A tömeghiány azt jelenti, hogy az atommag tömege nagyobb, mint a különálló nukleonjainak az összes tömege.  ' $W|PHJKLiQ\D]WMHOHQWLKRJ\D]DWRPPDJW|PHJHNLVHEEPLQWDNO|QiOOy nukleonjainak az összes tömege.  A radioaktivitás bomlástörvényével kapcsolatos igaz állítást válaszd ki! A) A radioaktivitás bomlástörvényében csak a bomlatlan magok száma vagy a ERPODWODQDQ\DJPHQQ\LVpJHV]HUHSHOKHWD]LGĘIJJYpQ\pEHQ  % $UDGLRDNWLYLWiVERPOiVW|UYpQ\pEHQFVDNDERPODWODQDQ\DJW|PHJHV]HUHSHOKHWD]LGĘIJJYpQ\pEHQ  & $UDGLRDNWLYLWiVERPOiVW|UYpQ\pEHQFVDND]DNWLYLWiVV]HUHSHOKHWD]LGĘIJJvényében.  ' $ UDGLRDNWLYLWiV ERPOiVW|UYpQ\H PLQGHQ RO\DQ MHOOHP]ĘUH IHOtUKDWy DPL D bomlatlan atommagok számával egyenesen arányos.



!TOMFIZIKA  Az A-bomlást gyakran követi BERPOiV9iODV]GNLDKHO\WHOHQLQGRNOiVW  $ 0HUWD]DWRPPDJEDQPHJQĘWWDIDMODJRVQHXWURQW|EEOHW  % 0HUWD]DWRPPDJEDQPHJQĘWWD]HOHNWURQRNV]iPD C) Mert az atommagból két proton és két neutron vált ki, így az adott tömegszám esetén legmélyebb energiájú állapotot biztosító proton-neutron számaránytól eltérés jött létre.  ' 0HUWDODFVRQ\DEEW|PHJV]iPHVHWpQNLVHEEQHXWURQW|EEOHWDGVWDELODEEiOODSRWRW  1pJ\GLiNEHV]pOJHWDU|QWJHQYL]VJiODWRNKDV]QiUyOIRQWRVViJiUyOpVYHV]pO\HLUĘO Melyiküknek van igaza?  $ Ä6RKDQHPHQJHGQpPKRJ\PHJU|QWJHQH]]Hnek, mert tanultuk, hogy minden ionizáló suJiU]iVOHJNLVHEEDGDJMDLViUWDOPDVOHKHW´  % Ä5|QWJHQYL]VJiODWUD V]tYHVHQ MiURN PHUW RWW nagyon kedvesek velem. Ráadásul szép képek készülnek rólam. Ha veszélyes lenne, nyilván QHPLVKDV]QiOQiND]RUYRVRN´  & Ä,QGRNROW HVHWEHQ pV PpUWpNEHQ PpJ VRNiig szükség lesz rájuk. Eredményes kutatások folynak azzal a céllal, hogy kevésbé ártalmas PyGV]HUHNNHOKHO\HWWHVtWVpNĘNHW´  ' Ä0LQGHQRUYRVLEHDYDWNR]iVQDNYDQQDNOHKHWQHNNiURVPHOOpNKDWiVDL$U|QWJHQH]pVNLYpWHOWNpSH]0LQGLJKDV]QiOQLIRJMiNPHUWHJ\iOWDOiQQHPiUWDOPDV´   1DJ\PDJ\DUIL]LNXVRNpVDQHYNK|]IĦ]ĘGĘHUHGPpQ\HNN|]OPHO\LNDKLEiV"  $ *iERU'pQHV±D]HOVĘDWRPUHDNWRU  % 6]LOiUG/Hy±PDJKDVDGiVLOiQFUHDNFLy  & :LJQHU-HQʱD]HOVĘDWRPHUĘPĦWHUYH]pVH  ' 7HOOHU(GH±KLGURJpQERPED   $]DWRPPDJiWDODNXOiVLIRO\DPDWRNDWDW|PHJHJ\VpJHQNpQWIHOV]DEDGXOyIDMODJRV HQHUJLDPHQQ\LVpJHV]HULQWFV|NNHQĘVRUUHQGEHQtUMXNIHO0HO\LNDKHO\HV" A) Fúzió, AERPOiVPDJKDVDGiV % 0DJKDVDGiVI~]LyA-bomlás. C) Fúzió, maghasadás, AERPOiV ' 0DJKDVDGiVA-bomlás, fúzió.   $VXJiU]iVRNDWiWKDWROyNpSHVVpJNQDJ\ViJDIHOH]ĘUpWHJYDVWDJViJ V]HPSRQWMiEyOFV|NNHQĘVRUUHQGEHQWQWHWMNIHO0HO\LNDKHO\HVVRUUHQG" A) Nagy energiájú G-sugárzás, B-sugárzás, A-sugárzás.  % 1DJ\HQHUJLiM~G-sugárzás, A-sugárzás, B-sugárzás. C) A-sugárzás, B-sugárzás, nagy energiájú G-sugárzás.  ' A-sugárzás, nagy energiájú G-sugárzás, B-sugárzás. 

  $VXJiUYpGHOHPEHQD]HOHNWURPiJQHVHVVXJiU]iVJ\HQJtWpVpUH KDV]QiOWDQ\DJR¥ ´ 1 NDW D VXJiUHOQ\HOĘ NpSHVVpJ PpUWpNH ¦ µ  V]HULQW FV|NNHQĘ § GFMF[{
SnUFHWBTUBHTgH ¶ sorrendbe állítjuk. Melyik a helyes sorrend?  $ ÏORPN|QQ\ĦEHWRQQHKp]EHWRQYt]  % ÏORPQHKp]EHWRQN|QQ\ĦEHWRQYt]  & .|QQ\ĦEHWRQQHKp]EHWRQyORPYt]  ' 9t]N|QQ\ĦEHWRQQHKp]EHWRQyORP   $]LRQL]iOyVXJiU]iVRNDWELROyJLDLKDWiVRVViJDPLQĘVpJLWpQ\H]ĘQDJ\ViJD Q) V]HPSRQWMiEyOiOOtWMXNFV|NNHQĘVRUUHQGEH0HO\LNDKHO\HVVRUUHQG" A) QG-sugárzás z Qnagy energiájú B-sugárzás, QA-sugárzás, Qneutronsugárzás.  % Qnagy energiájú neutronsugárzás, QG-sugárzás z QB-sugárzás, QA-sugárzás. C) QA-sugárzás, Qnagy energiájú G-sugárzás z QB-sugárzás, Qneutronsugárzás.  ' QA-sugárzás, Qneutronsugárzás, Qnagy energiájú B-sugárzás z QG-sugárzás.  10 hasadási folyamatban 2,5–10 db neutron válik szabaddá, ezek közül átlagosan PLQGHQKDUPDGLNRNR]~MDEEKDVDGiVW0HNNRUDDVRNV]RUR]iVLWpQ\H]Ę" A) k!  % k < 1 C) k  ' k z 1     

Az atomreaktor azért alkalmas radioaktív izotópok gyártására, mert $ EHQQHLJHQPDJDVDKĘPpUVpNOHW % EHQQHVRNV]DEDGQHXWURQYDQQDJ\DQHXWURQIOX[XV  & EHQQHVRNV]DEDGpVLJHQQDJ\HQHUJLiM~HOHNWURQYDQQDJ\D]HOHNWURQIOX[XV  ' EHQQHVRNV]DEDGSURWRQYDQQDJ\DSURWRQIOX[XV 

  9iODV]GNLD]DOiEELIJJYpQ\HNN|]OD]WDPHO\LNOpQ\HJpEHQPRQRWRQYiOWR]iVW PXWDWPLQG|VV]HHJ\HWOHQNLVÄKLED´YDQDPRQRWRQLWiViEDQ  A) Fajlagos kötési energia – tömegszám.  % /HJJ\DNUDEEDQHOĘIRUGXOyVWDELOL]RWySRNUHQGV]iPD±W|PHJV]iP C) Fékezési röntgensugárzás intenzitása – hullámhossz.  ' A-részecske potenciális energiája – atommag centrumától mért távolság.   $UDGLRDNWtYERPOiVIHOH]pVLLGHMpUĘOV]yOyiOOtWiVRNN|]OYiODV]GNLDKDPLVDW  $ $ IHOH]pVL LGĘ QpJ\V]HUHVH DODWW D NH]GHWEHQ PHJOpYĘ ERPODWODQ DWRPPDJRN száma a tizenhatod részére csökken.  % $IHOH]pVLLGĘNpWV]HUHVHDODWWDNH]GHWEHQPHJOpYĘERPODWODQDWRPPDJRNV]ima a háromnegyed részével csökken.  & $IHOH]pVLLGĘDODWWDNH]GHWEHQPHJOpYĘERPODWODQDWRPPDJRNV]iPDSRQWRVDQ a felére csökken.  ' $IHOH]pVLLGĘKiURPV]RURVDDODWWDNH]GHWEHQPHJOpYĘERPODWODQDWRPPDJRNnak a hétnyolcada alakul át. 

!TOMFIZIKA   $UDGLRDNWLYLWiVLGĘEHOLOHtUiViUyOV]yOQDND]DOiEELPRQGDWRN0HO\LNDKLEiV"  $ $IRO\DPDWRNYpOHWOHQV]HUĦHQPHQQHNYpJEHWHKiWDIRUPXOiNFVDNQDJ\V]imok esetén adnak viszonylag pontos értékeket.  % $IRO\DPDWRNYDOyV]tQĦVpJLDODSRQpUWHOPH]KHWĘHNWHKiWDIRUPXOiNEyOV]iPROW pUWpNHNDUpV]HFVNHV]iPWyOIJJĘPpUWpNEHQPLQGLJFVDNN|]HOtWĘHNOHKHWQHN  & $IRO\DPDWRNYpOHWOHQV]HUĦHQPHQQHNXJ\DQYpJEHGHDPDWHPDWLNDLDODSRQ PHJIRJDOPD]RWWW|UYpQ\HNEĘOSRQWRVpUWpNHNHWV]iPROKDWXQN  ' $IRO\DPDWRNDWOHtUy|VV]HIJJpVHNDQQiONHYpVEpSRQWRVHUHGPpQ\HNHWDGQDN PLQpONLVHEEDQ\DJPHQQ\LVpJHNNHOpVYDJ\LGĘWDUWDPRNNDOGROJR]XQN   3iUNHOWpVNRU HJ\ IRWRQ PHJIHOHOĘ N|UOPpQ\HN N|]|WW SR]LWURQQi pV HOHNWURQQi DODNXO9iODV]GNLDMHOHQVpJJHONDSFVRODWRVKHO\HVPHJIRJDOPD]iVW  $ $IRO\DPDWOpWUHM|WWpQHND]DIHOWpWHOHKRJ\DIRWRQHOpJQDJ\VHEHVVpJĦOHJ\HQ  % $IRO\DPDWOpWUHM|WWpQHND]DIHOWpWHOHKRJ\DIRWRQHOpJQDJ\HQHUJLiM~OHJ\HQ C) A folyamat során létrejött elektron és pozitron tartósan, éveken keresztül jelen van a földi körülmények között.  ' $IRO\DPDWVRUiQOpWUHM|WWHOHNWURQpVSR]LWURQHJ\WWHVOHQGOHWHEL]WRVDQQDgyobb, mint az átalakuló fotoné volt.  Melyik állítás igaz? A) .HSOHU HOVĘ W|UYpQ\H V]HULQW D ERO\JyN HOOLSV]LV DODN~ SiO\iNRQ NHULQJHQHN melyek egyik gyújtópontjában a Nap van.  % .HSOHUPiVRGLNW|UYpQ\HNLPRQGMDKRJ\DERO\JyND1DSKR]N|]HOHEEODVVDEban mozognak, mint távolabb. C) Kepler törvényei nem érvényesek mesterséges égitestekre.   9iODV]GNLDKDPLViOOtWiVW A) Ptolemaiosz elmélete szerint a világmindenség középpontjában a mozdulatlan Föld foglal helyet.  % .RSHUQLNXV]V]HULQWDERO\JyNtJ\D)|OGLV HOOLSV]LVSiO\iNRQNHULQJHQHND Nap körül.  & 7\FKR%UDKHV]HULQWDYLOiJN|]HSHD)|OGN|UO|WWHNHULQJD1DSpVD+ROGD bolygók pedig a Nap körül keringenek.  ' .HSOHUW|UYpQ\HLW1HZWRQOHYH]HWWHDPHFKDQLNDDODSW|UYpQ\HLEĘOpVD]HJ\HWHPHVJUDYLWiFLyVW|UYpQ\EĘO  A Halley-üstökös elliptikus pályán mozog, 76 évente kerül közel a Naphoz. Kepler törvényei szerint mikor halad a leggyorsabban? A) A Naptól legtávolabb.  % $1DSKR]OHJN|]HOHEE C) Állandó sebességgel halad pályáján. 

 Mi a szökési vagy a második kozmikus sebesség?  $ /HJDOiEEHNNRUDVHEHVVpJJHONHOOLQGtWDQLHJ\WHVWHWD)|OGUĘODKKR]KRJ\QH essen vissza a Földre.  % +DHNNRUDVHEHVVpJHWDGXQNHJ\WHVWQHNDNNRUN|USiO\iQNHULQJD)|OGN|UO  & /HJDOiEEHNNRUDVHEHVVpJJHONHOOLQGtWDQLHJ\WHVWHWD)|OGUĘODKKR]KRJ\HOhagyja a Földet.  ' $OHJDOiEEHNNRUDVHEHVVpJJHONLOĘWWWHVWHOKDJ\KDWMDD1DSUHQGV]HUW  Az alábbi távcsövek közül melyikben van tükör?  $ $*DOLOHLIpOHWiYFVĘEHQ  % $.HSOHUIpOHWiYFVĘEHQ  & $1HZWRQIpOHWiYFVĘEHQ  ' $V]tQKi]LWiYFVĘEHQ   9iODV]GNLDKDPLViOOtWiVW A) A kozmikus háttérsugárzás az egykori forró univerzum emléke.  % $NR]PLNXVKiWWpUVXJiU]iVPDHJ\.HVIHNHWHWHVWVXJiU]iViQDNIHOHOPHJ C) A kozmikus háttérsugárzás a távoli csillagok sugárzásából származik.  ' $NR]PLNXVKiWWpUVXJiU]iVD]ĘVUREEDQiVHOPpOHWHJ\LNEL]RQ\tWpND   $]ĘVUREEDQiVHOPpOHWV]HULQWYLOiJXQNNHOHWNH]pVpEHQD]HVHPpQ\HNKHO\HVVRUUHQGMHDN|YHWNH]Ę A) felfúvódás, e, p, n0NHOHWNH]pVHD]HOVĘDWRPRNNHOHWNH]pVHFVLOODJRNpVJDOD[LVRNNLDODNXOiVD  % H, p, noNHOHWNH]pVHIHOI~YyGiVD]HOVĘDWRPRNNHOHWNH]pVHFVLOODJRNpVJDOD[LVRNNLDODNXOiVD  & IHOI~YyGiVD]HOVĘDWRPRNNHOHWNH]pVHH–, p+, n0 keletkezése, csillagok és gala[LVRNNLDODNXOiVD  ' D]HOVĘDWRPRNNHOHWNH]pVHH–, p+, n0 keletkezése, felfúvódás, csillagok és gala[LVRNNLDODNXOiVD   0HO\LNiOOtWiVQHPD]ĘVUREEDQiVHOPpOHWEL]RQ\tWpND"  $ $Y|U|VHOWROyGiVDJDOD[LVRNVSHNWUXPiEDQ  % $NR]PLNXVKiWWpUVXJiU]iVMHOHQOpWH C) A világegyetemben tapasztalható hélium-gyakoriság.  ' $JDOD[LVRNWĘOQNYDOyWiYROViJDIRUGtWRWWDQDUiQ\RVDJDOD[LVWiYRORGiVLVHbességével.  Melyik az igaz állítás? A) A Tejútrendszernek tagja a Naprendszer.  % $7HM~WUHQGV]HUHOOLSWLNXVV]HUNH]HWĦ C) A Tejútrendszer középpontjában a Nap foglal helyet.



!TOMFIZIKA  Melyik a hamis állítás? A) A kvazárok nagyon távoli, gyengén sugárzó objektumok.  % $SXO]iUHJ\QDJ\RQJ\RUVDQIRUJyQHXWURQFVLOODJ  & $JDOD[LVRNVRNPLOOLiUGFVLOODJEyOWHYĘGQHN|VV]H   $FVLOODJIHMOĘGpVVRUiQPLOHV]D1DSXQNEyO"  $ 9|U|VyULiV % )HKpUW|USH & )HNHWHO\XN

' 1HXWURQFVLOODJ

 A Nap felszínének melyik részét látjuk, ha ránézünk a Napra?  $ $NURPRV]IpUiW  % $IRWRV]IpUiW  & $QDSNRURQiW  ' $NRQYHNWtY]yQiW   (J\FVLOODJPHO\WXODMGRQViJiEyON|YHWNH]WHWKHWQNDFVLOODJKĘPpUVpNOHWpUH"  $ $WĘOQNYDOyWiYROViJiEyO % $FVLOODJVXJDUiEyO  & $FVLOODJV]tQpEĘO  ' $FVLOODJIpQ\HVVpJpEĘO   9iODV]GNLDKDPLViOOtWiVW  $ $FVLOODJRNpOHWpQHNHOVĘV]DNDV]iEDQDJUDYLWiFLyV|VV]HK~]yGiVVRUiQIHOV]DEDGXOyHQHUJLDKDWiViUDDKĘPpUVpNOHWPHJQĘpVDFVLOODJEHOVHMpEHQPHJLQGXO a fúzió.  % $FVLOODJRNpOHWpQHNPiVRGLNV]DNDV]DDVWDELOVXJiU]iVLV]DNDV] C) A csillagok életének harmadik szakaszában az összehúzódás és felfúvódás váltaNR]YDDFVLOODJW|PHJpWĘOIJJĘHQDGGLJWDUWDPtJDI~]LyVIRO\DPDWRNOHiOOQDN  ' $FVLOODJRNpOHWpQHNXWROVyV]DNDV]iEDQDFVLOODJNOVĘUpV]HLDEHOVĘEH]XKDQnak és szupernóva-robbanás következik be.  Melyik bolygónak nincsen holdja?  $ $0HUN~UQDNpVD9pQXV]QDN   & $0HUN~UQDND9pQXV]QDNpVD0DUVQDN

% $0HUN~UQDNpVD0DUVQDN ' $9pQXV]QDN

 Ki fedezte fel a Jupiter négy legnagyobb holdját?  $ 1HZWRQ % *DOLOHL & .HSOHU

' +DOOH\

 Az alábbiak közül melyik objektum található a Naptól legtávolabb?  $ $3O~Wy % $1HSWXQXV] & $.XLSHU|Y ' $]2RUWIHOKĘ   9iODV]GNLDKHO\HViOOtWiVW$NĘ]HWERO\JyNIHOV]tQLKĘPpUVpNOHWHDJi]ERO\JyN IHOV]tQLKĘPpUVpNOHWpKH]NpSHVWD]pUWQDJ\REEPHUW A) közelebb vannak a Naphoz, így több napfény jut el hozzájuk.  % DNĘ]HWHNODVVDEEDQKĦOQHNOHPLQWDJi]RN  & DNĘ]HWHNIĘOHJUDGLRDNWtYDQ\DJRNPHO\HNKĘWWHUPHOQHN  ' PLQGHJ\LNNĘ]HWERO\JyQQDJ\RQHUĘVD]YHJKi]KDWiVPHO\DIHOV]tQWPHOHJHQ tartja. 

 Melyik a hamis állítás? A) A meteor bolygóközi anyag, mely a Föld légkörébe érve heves fényjelenséget LGp]HOĘ  % $QDJ\REEPHWHRURNDWPHWHRULWQDNQHYH]]N  & $]VW|N|V|NNLVHEESRUEyOpVMpJEĘOiOOypJLWHVWHN  Melyik állítás igaz? A) A Hold azért fordítja mindig ugyanazt az oldalát a Föld felé, mert ugyanannyi a keringési ideje, mint a Földnek.  % $+ROGD]pUWIRUGtWMDPLQGLJXJ\DQD]WD]ROGDOiWD)|OGIHOpPHUWD+ROG)|OG körüli keringési ideje megegyezik tengely körüli forgásának idejével. C) A Hold nem forog a saját tengelye körül, ezért mindig ugyanazon oldalát fordítja a Föld felé.  Az ábra alapján milyen esemény következhet be a )|OGUĘOQp]YH"  $ ÒMKROG  % 1DSIRJ\DWNR]iV  & +ROGIRJ\DWNR]iV ' 7HOLKROG

Nap

Föld

Hold

  9iODV]GNLD]LJD]iOOtWiVW$]iUDSiO\MHOHQVpJHW A) a Nap gravitációs hatása okozza.  % D+ROGJUDYLWiFLyVKDWiVDRNR]]D C) a Nap és a Hold együttes gravitációs hatása okozza.  ' D)|OGIRUJiVDRNR]]D  Az ábra alapján hol várható dagály, vagyis a tengerszint és óceánszint megemelkedése? A) Csak az 1. helyen.  % &VDNDKHO\HQ 3. 1. C) Csak a 3. helyen. Hold Föld  ' &VDND]pVDKHO\HQ 2. E) Csak az 1. és 3. helyen. F) Csak a 2. és 3. helyen.   0LpUWYDQQ\iURQPHOHJHEEPLQWWpOHQ"9iODV]GNLD]LJD]iOOtWiVW A) A globális felmelegedés miatt.  % 0HUWQ\iURQD)|OGN|]HOHEEYDQD1DSKR]PLQWWpOHQ C) Mert nyáron a Föld távolabb van a Naptól, mint télen.  ' 1\iURQDQDSVXJDUDNN|]HOPHUĘOHJHVHQpUNH]QHND)|OGUHtJ\MREEDQPHOHJttenek.   0HO\LNĦUKDMyXWDVDLOpSWHNHOĘV]|UD+ROGIHOV]tQpUH"  $ $SROOR± % $SROOR± & $SROOR± ' $SROOR± ( $SROOR±