Exam text content

 

TTY/Fysiikan laitos
FYS-1170 Fysiikka SIII (Rönkkö)
1.välikoe 8.3.2013

Kokeessa saa käyttää ei-ohjelmoitavaa funktiolaskinta. 1 ohj a saat tarvittaessa
kokeen valvojalta.

Kaavakokoelma on kokeen liitteenä.

E

Maassa olevat tutkijat ovat mitanneet maapallon olevan pallo, jonka halkaisija on 12760 km.
Maapallon ohi suhahtaa raketti nopeudella 0,95c maapallon pyörimisakselin suuntaisesti. Millainen
maapallo on mitoiltaan ja muodoltaan raketilla matkaavan marsilaisen havaintojen mukaan? Miten
pitkään maapallon ohittaminen kestää marsilaisen kellosta katsottuna?

2.

Levossa olevan kappaleen massa on 9600 MeV/c. Se hajoaa kahdeksi kappaleeksi, o
ensimmäisen massa on 3700 MeV/c? ja kineettinen energia 300 MeV. Laske toisen kappaleen
massa, kokonaisenergia ja liikemäärä.

9.

Röntgenfotonit tuotetaan röntgenputkessa, jonka anodijännite on 18,0 kV (eli elektronit saavat
putkessa 18,0keV:n kineettisen energian). Minimiaallonpituuden fotonit ohjataan kohtioon, jossa ne
siroavat Comptonsironnalla kulmaan 175".

a) Kuinka suuri on kohtioon osuvien fotonien aallonpituus? Entä röntgenputkessa kiihdytettyjen
elektronien de Broglie -aallonpituus?

b) Mitkä ovat sironneiden fotonien aallonpituus ja energia?

4.

Fotonin aallonpituus on 450 nm.

a) Arvioi, minkä kokoiseen ”laatikkoon” sidottu elektroni absorboisi kyseisen fotonin siirtyessään
perustilalta kolmannelle viritystilalle.

b) Jos tämä kolmas viritystila purkautuisi perustilalle suoraan tai ensimmäisen tai toisen viritystilan
kautta, mitä aallonpituuksia emittoituvilla fotoneilla olisi?

5

Selitä ä
a) vedyn Balmerin sarjan spektriviivojen syntyminen käyttäen Bohrin atomimallia
b) kvanttimekaaninen tunneloitumisilmiö

Voit käyttää selityksessäsi tarvittaessa kuvia ja yhtälöitä.

3