دانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه بگیر، و اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسد ۲ میلیون تومان دیگرجدول دانشگاه‌هادانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه همین حالا، و ۲ میلیون تومان دیگر اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسدجدول دانشگاه‌ها
1xAi
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم · فیزیک

سوال ۴۷ فیزیک کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

سوال ۴۷ دفترچهٔ اختصاصی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۴۷ · فیزیک

کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۴۷ · کلید رسمی سازمان سنجش

فیزیک · فیزیک ۳ · فصل ۴: آشنایی با فیزیک اتمی و هسته‌ای

نسبت انرژی فوتونی با طول موج 400 nm400\,\mathrm{nm} به انرژی فوتونی با طول موج 600 nm600\,\mathrm{nm} کدام است؟

  1. گزینهٔ ۱: 0/440/44
  2. گزینهٔ ۲: 0/670/67
  3. گزینهٔ ۳: 1/501/50
  4. گزینهٔ ۴: 2/252/25
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول: رابطهٔ انرژی فوتون را می‌نویسیم:
E=hf=hcλE=hf=\frac{hc}{\lambda}
در این رابطه، hh ثابت پلانک و cc سرعت نور در خلأ است؛ پس انرژی فوتون با طول موج آن نسبت وارون دارد (فیزیک ۳، صفحهٔ ۹۸).

گام دوم: طول موج‌های فوتون اول و دوم را به‌ترتیب λ1=400 nm\lambda_1=400\,\mathrm{nm} و λ2=600 nm\lambda_2=600\,\mathrm{nm} می‌گیریم. نسبت خواسته‌شده برابر است با:
E1E2=hc/λ1hc/λ2=λ2λ1\frac{E_1}{E_2}=\frac{hc/\lambda_1}{hc/\lambda_2}=\frac{\lambda_2}{\lambda_1}

گام سوم: چون طول موج‌ها هم‌یکا هستند، مستقیماً جای‌گذاری می‌کنیم:
E1E2=600 nm400 nm=32=1.50\frac{E_1}{E_2}=\frac{600\,\mathrm{nm}}{400\,\mathrm{nm}}=\frac{3}{2}=1.50
این نسبت بدون یکاست. همچنین بزرگ‌تر بودن آن از یک منطقی است، زیرا فوتون اول طول موج کوتاه‌تر و در نتیجه انرژی بیشتری دارد.

پاسخ: گزینهٔ ۳

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: ممکن است با فرض نادرستِ تناسب انرژی با مربع طول موج، نسبت (400600)2≈0.44\left(\frac{400}{600}\right)^2\approx0.44 به دست آید. اما انرژی فوتون با خود طول موج نسبت وارون دارد، نه با مربع آن.
  • گزینهٔ ۲: این مقدار از محاسبهٔ 400600≈0.67\frac{400}{600}\approx0.67 حاصل می‌شود؛ یعنی نسبت طول موج‌ها به‌جای نسبت انرژی‌ها نوشته شده است. چون انرژی با طول موج نسبت وارون دارد، باید ترتیب طول موج‌ها در کسر برعکس شود.
  • گزینهٔ ۴: اگر نسبت وارون طول موج‌ها را به‌اشتباه به توان دو برسانیم، (600400)2=2.25\left(\frac{600}{400}\right)^2=2.25 به دست می‌آید. در رابطهٔ انرژی فوتون، طول موج با توان یک در مخرج قرار دارد و مجذورکردن نسبت درست نیست.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. رابطهٔ انرژی فوتون با بسامد و طول موج را از بخش «اثر فوتوالکتریک و فوتون» به یاد بیاورید (فیزیک ۳، صفحهٔ ۹۸).
  2. در رابطهٔ E=hcλE=\frac{hc}{\lambda}، انرژی با طول موج نسبت وارون دارد؛ بنابراین فوتون با طول موج کوتاه‌تر، پرانرژی‌تر است.
  3. نسبت دو رابطهٔ انرژی را بنویسید و عامل مشترک hchc را حذف کنید. کسر باقی‌مانده، طول موج فوتون دوم تقسیم بر طول موج فوتون اول است؛ نیازی به تبدیل نانومتر به متر ندارید.

فیزیک ۳ · فصل ۴: آشنایی با فیزیک اتمی و هسته‌ای

نمونه سوال این فصل

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «آشنایی با فیزیک اتمی و هسته‌ای» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

تمرین رایگانتمرین در پنل یادگیری

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فیزیک · تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم

تمرین رایگان
تمرین در پنل یادگیری