Física quàntica - Prova
  • 1. La física quàntica és una branca de la física que estudia el comportament de la matèria i l'energia a les escales més petites dels àtoms i les partícules subatòmiques. Implica comprendre fenòmens com la dualitat ona-partícula, la superposició i l'entrellament. La física quàntica ha donat lloc a descobriments i tecnologies revolucionàries, com la computació quàntica, la teletransportació i la criptografia. Els principis de la física quàntica desafien les nostres percepcions clàssiques de la realitat, destacant la natura misteriosa i contrària a l'intuïció del món quàntic.

    Com s'anomena la partícula més petita de llum?
A) Fotó
B) Neutró
C) Electró
D) Protó
  • 2. Quin científic va proposar el principi de la dualitat ona-partícula?
A) Max Planck
B) Erwin Schrödinger
C) Niels Bohr
D) Louis de Broglie
  • 3. Com es defineix el procés pel qual una partícula pot existir en múltiples estats simultàniament fins que es mesura?
A) Superposició
B) Descoherència
C) Entrellament
D) Efecte túnel
  • 4. Com s'anomena l'estudi de com les partícules interactuen a nivell quàntic?
A) Mecànica quàntica
B) Mecànica clàssica
C) Relativitat especial
D) Astrofísica
  • 5. Com s'anomena el procés pel qual un objecte es comporta tant com una ona com una partícules?
A) Superposició quàntica
B) Entrellament quàntic
C) Túnel quàntic
D) Dualitat ona-partícula
  • 6. Quina equació descriu el comportament d'una funció d'ona en la mecànica quàntica?
A) Equació de Planck
B) Equació de Newton
C) Equació d'Einstein
D) Equació de Schrödinger
  • 7. Quina és la unitat bàsica de càlcul d'un ordinador quàntic?
A) Qubit
B) Byte
C) Bit
D) Nibble
  • 8. Com s'anomena el fenomen en què les partícules quàntiques poden influir-se mútuament, independentment de la distància que les separa?
A) Col·lapse de la funció d'ona
B) Entrellament quàntic
C) Túnel quàntic
D) Superposició quàntica
  • 9. En quines magnituds la mecànica quàntica sol manifestar les seves característiques inusuals?
A) Només a les magnituds microscòpiques òptiques.
B) Només a les magnituds astronòmiques.
C) Només a les magnituds macroscòpiques.
D) A la magnitud dels àtoms i per sota.
  • 10. Com s'anomenen els estats quantitzats d'energia, moment i moment angular en sistemes quàntics?
A) Estats continus
B) Estats clàssics
C) Estats lligats
D) Estats macroscòpics
  • 11. Quina és la limitació fonamental que afecta la precisió de predir el valor d'una magnitud física abans de la mesura en la mecànica quàntica?
A) El principi de superposició
B) El principi de correspondència
C) La dualitat ona-partícula
D) El principi d'incertesa
  • 12. Qui va proporcionar la solució al problema de la radiació del cos negre l'any 1900?
A) Max Planck
B) Albert Einstein
C) Erwin Schrödinger
D) Niels Bohr
  • 13. Quina entitat matemàtica proporciona informació sobre les mesures de les propietats d'una partícula en la mecànica quàntica?
A) Trajectòria clàssica
B) Densitat de probabilitat
C) Funció d'ona
D) Hamiltonià
  • 14. Quina regla s'utilitza per calcular la probabilitat elevant al quadrat el valor absolut d'un nombre complex?
A) La regla de Born
B) El principi d'incertesa de Heisenberg
C) La formulació de Dirac
D) L'equació de Schrödinger
  • 15. Quin teorema demostra que amplies classes de teories de variables ocultes són incompatibles amb la física quàntica?
A) La teoria d'Einstein
B) El teorema de Bell
C) El principi d'incertesa de Heisenberg
D) El gat de Schrödinger
  • 16. Quines assignatures de matemàtiques són necessàries per comprendre la mecànica quàntica?
A) Geometria, trigonometria, lògica
B) Topologia algebraica, teoria de nombres, càlcul
C) Nombres complexos, àlgebra lineal, equacions diferencials, teoria de grups
D) Estadística, probabilitat, combinatòria
  • 17. Què demostra el teorema de la no-comunicació sobre l'entrellament quàntic?
A) Permet la comunicació instantània a qualsevol distància.
B) Invalida el principi d'incertesa.
C) No permet enviar senyals més ràpid que la llum.
D) Demostra l'existència de variables ocultes.
  • 18. Quina de les primeres propostes de la teoria quàntica va explicar l'efecte fotoelèctric?
A) L'article de 1905 d'Albert Einstein
B) El model de l'àtom de Niels Bohr
C) L'equació d'ones d'Erwin Schrödinger
D) La solució de Max Planck per a la radiació del cos negre
  • 19. Com s'anomena un estat quàntic quan és un vector propi d'una observació?
A) Un estat mixt
B) Un estat col·lapsat
C) Un estat propi
D) Un estat de superposició
  • 20. Què passa amb un estat quàntic després d'una mesura si s'obté un resultat específic?
A) L'estat transita a un estat mixt.
B) L'estat col·lapsa a l'autovector corresponent o al projector normalitzat.
C) L'estat roman sense canvis.
D) L'estat esdevé ortogonal a la seva forma anterior.
  • 21. Quina és la naturalesa de la mecànica quàntica que sorgeix de la mesura?
A) La seva naturalesa probabilística.
B) La seva naturalesa contínua.
C) La seva naturalesa determinista.
D) La seva naturalesa lineal.
  • 22. Què representa la constant de Planck reduïda en les equacions?
A) ψ
B) H
C) ℏ (h-bar)
D) i
  • 23. L'operador U(t) que descriu l'evolució temporal té una propietat crucial: de quin tipus de matriu es tracta?
A) Hermítica
B) Ortogonal
C) Diagonalitzable
D) Unitària
  • 24. Quina és la forma de l'operador d'evolució temporal U(t)?
A) eHt/ħ
B) eiHt/ħ
C) e-Ht/ħ
D) e-iHt/ħ
  • 25. Quina és la relació de commutació canònica entre l'operador de posició X^ i l'operador de moment P^?
A) [X^, P^] = iℏ
B) [X^, P^] = 0
C) [X^, P^] = -iℏ
D) [X^, P^] = ℏ
  • 26. En termes de desviacions estàndard, què estableix el principi d'incertesa sobre la posició i el moment?
A) σ_X σ_P ≥ ℏ/2
B) σ_X σ_P ≤ ℏ/2
C) σ_X + σ_P ≥ ℏ/2
D) σ_X / σ_P ≥ ℏ/2
  • 27. Quina és la forma general del commutador [A, B] per a dos operadors qualsevol A i B?
A) [A, B] = A + B
B) [A, B] = AB - BA
C) [A, B] = BA - AB
D) [A, B] = AB
  • 28. Què estableix el principi d'incertesa per a qualsevol parell d'operadors autoadjunts A i B?
A) σ_A + σ_B ≥ (1/2) |⟨[A, B]⟩|
B) σ_A / σ_B ≥ (1/2) |⟨[A, B]⟩|
C) σ_A σ_B ≤ (1/2) |⟨[A, B]⟩|
D) σ_A σ_B ≥ (1/2) |⟨[A, B]⟩|
  • 29. En mecànica quàntica, a què és equivalent l'operador de moment en l'espai de posició?
A) -iℏ ∂/∂x
B) -ℏ2 ∂/∂x
C) ℏ ∂/∂x
D) iℏ ∂/∂x
  • 30. Quina de les següents sistemes té una solució analítica completa a l'equació de Schrödinger?
A) L'àtom d'hidrogen
B) Una molècula amb molts electrons
C) Un objecte macroscòpic
D) L'àtom de l'hèlium
  • 31. Què implica el principi d'incertesa sobre la mesura precisa de la posició i el moment?
A) Només cal que una d'elles es mesuri amb precisió.
B) Cap de les dues es pot mesurar amb precisió.
C) És impossible conèixer amb precisió arbitrària ambdues magnituds simultàniament.
D) És possible mesurar amb precisió ambdues magnituds al mateix temps.
  • 32. Quina és la forma de l'equació de Schrödinger en termes de l'operador d'evolució temporal?
A) ψ(t) = eiHt/ℏ ψ(0)
B) ψ(t) = Hψ(0)
C) ψ(t) = ℏψ(0)
D) ψ(t) = e-iHt/ℏ ψ(0)
  • 33. Quan un sistema compost està enllaçat, què es pot utilitzar per descriure les estadístiques de les mesures realitzades en cadascun dels components del sistema individualment?
A) Matrius de densitat reduïdes.
B) Productes tensorials.
C) Vectors d'estat.
D) Espais de Hilbert compostos.
  • 34. Qui va proposar la 'teoria de la transformació' que unifica la mecànica de matrius i la mecànica ondulatoria?
A) Richard Feynman
B) Paul Dirac
C) Erwin Schrödinger
D) Werner Heisenberg
  • 35. Quina formulació de la mecànica quàntica considera la suma de tots els camins possibles?
A) La mecànica ondulatoria
B) La formulació de l'integral de camí de Feynman
C) La teoria de transformacions
D) La mecànica matricial
  • 36. Com se coneix l'operador que genera l'evolució temporal en la mecànica quàntica?
A) La integral de camí
B) L'operador unitari
C) La funció d'ona
D) L'hamiltonià (H)
  • 37. Qui va demostrar el resultat en mecànica clàssica que relaciona les simetries diferenciables amb les lleis de conservació?
A) Erwin Schrödinger
B) Werner Heisenberg
C) Paul Dirac
D) Emmy Noether
  • 38. Què passa amb un paquet d'ona gaussiana quan el paràmetre 'a' disminueix?
A) Tant l'amplitud en la posició com l'amplitud en el moment disminueixen.
B) No hi ha cap canvi en cap de les dues amplituds.
C) Tant l'amplitud en la posició com l'amplitud en el moment augmenten.
D) L'amplitud en la posició disminueix, però l'amplitud en el moment augmenta.
  • 39. En una particula dins d'una caixa unidimensional, a quina regió té energia potencial zero?
A) Una determinada regió.
B) Als extrems de la caixa.
C) A tot arreu.
D) Fora d'aquesta regió.
  • 40. Quina fórmula representa els nivells d'energia E_n en una caixa unidimensional?
A) E_n = n²h² / (8mL²)
B) E_n = (ℏ²π²n²) / (2mL²)
C) E_n = ℏk² / (2m)
D) E_n = h / (2π)
  • 41. Quin mètode va ser proposat per primera vegada per Paul Dirac per resoldre l'oscil·lador harmònic quàntic?
A) Mètode variacional
B) Mètode d'elements finits
C) Formulació de l'integral de camí
D) Mètode de l'escala (o de l'ascensor)
  • 42. En el context d'un interferòmetre de Mach-Zehnder, què representa la matriu unitària B?
A) Detector
B) Font de fotons
C) Desfaser de fase
D) Divisor de feix
  • 43. Quina disciplina fa servir la mecànica quàntica per explicar el comportament de les partícules subatòmiques?
A) Mecànica clàssica
B) Física de l'estat sòlid
C) Termodinàmica
D) Astrofísica
  • 44. Com s'anomena l'espai d'estats d'un sistema en mecànica quàntica?
A) Espai de Hilbert
B) Espai de fases
C) Espai euclidià
D) Espai de configuracions
  • 45. En mecànica quàntica, què representen les observables?
A) Valors propis
B) Funcions d'ona
C) Matrius unitàries
D) Operadors hermitius
  • 46. Com s'anomena el procés de derivar un model quàntic a partir d'un model clàssic?
A) Classificació
B) Decoherència
C) Quantificació
D) Superposició
  • 47. Quin tipus d'expressió energètica s'utilitza en el model de l'oscil·lador harmònic quàntic no relativista?
A) Energia cinètica no relativista
B) Energia potencial
C) Energia cinètica relativista
D) Energia tèrmica
  • 48. Quina propietat de la matèria és el resultat de la interacció de càrregues elèctriques segons la mecànica quàntica?
A) Propietats clàssiques
B) Propietats mecàniques
C) Força gravitatòria
D) Expansió tèrmica
  • 49. Què descriu l'electrodinàmica quàntica?
A) La interacció electromagnètica
B) La força nuclear forta
C) Les interaccions gravitatòries
D) La força nuclear feble
  • 50. Com es descriu el camp elèctric de l'àtom d'hidrogen en el model quàntic elemental?
A) Amb les equacions de Maxwell
B) Utilitzant un potencial de Coulomb clàssic
C) Mitjançant la gravetat newtoniana
D) Aplicant el principi d'incertesa de Heisenberg
  • 51. En quin tipus d'experiment es modelitza una partícula carregada com a sistema quàntic, mentre que el camp magnètic de fons es descriu de manera clàssica?
A) Experiment de Michelson-Morley
B) Experiment de la doble escletxa
C) Experiment de Stern-Gerlach
D) Efecte fotoelèctric
  • 52. A quin aspecte està associat un dels estats vibratòries d'una corda en la teoria de les cordes?
A) El bosó W, que transmet la força nuclear feble.
B) El fotó, que transmet la força electromagnètica.
C) El gravitó, que transmet la força gravitacional.
D) El gluó, que transmet la força nuclear forta.
  • 53. A la gravitat quàntica de bucles, com es descriu l'espai?
A) Camps quàntics
B) Bucle tancats anomenats xarxes d'espín
C) Partícules puntuals
D) Cordes unidimensionals
  • 54. Com s'anomena l'evolució d'una xarxa d'espín al llarg del temps en la gravitat quàntica de bucles?
A) Una espum de spin
B) Una partícula
C) Una corda
D) Un camp quàntic
  • 55. Quina interpretació de la mecànica quàntica posa èmfasi en el fet que la naturalesa probabilística no és temporal, sinó una renúncia definitiva a la causalitat clàssica?
A) Mecànica de Bohm
B) Interpretació de Copenhaguen
C) Mecànica quàntica relacional
D) Interpretació de molts mons
  • 56. Quin experiment mental argumentava la incompletitud de la mecànica quàntica basant-se en la localitat?
A) El principi d'incertesa d'Heisenberg
B) Paradoxa d'Einstein-Podolsky-Rosen
C) Experiments de prova de Bell
D) El gat de Schrödinger
  • 57. Què deriva la mecànica quàntica relacional?
A) El determinisme d'Einstein
B) Mecànica bohmiana
C) Idees de tipus de Copenhaguen
D) Interpretació de molts mons
  • 58. Quina interpretació elimina l'axioma del col·lapse de l'ona?
A) Interpretació de Copenhaguen
B) Interpretació de molts mons
C) Mecànica bohmiana
D) Mecànica quàntica relacional
  • 59. Qui va descriure el famós experiment de la doble hendidura el 1803?
A) J. J. Thomson
B) Gustav Kirchhoff
C) Thomas Young
D) Michael Faraday
  • 60. Quina conferència de 1927 va contribuir a una acceptació més àmplia de la física quàntica?
A) La primera Conferència de Solvay
B) La cinquena Conferència de Solvay
C) El Simposi Mundial de Física
D) El Congrés Internacional de Matemàtics
Prova creada amb That Quiz — on es fan proves de matemàtiques i altres matèries.