Exam text content

 

Na Remnaren

KÄ, sinkun (o
FYS-1170 Fysiikka S III (5 0p) tentti /2. välikoe 11.12.2015 NEN 0) Sdentam a
:
ANTTI VUORIMAKI

   
   
 

Sallitut välineet:

e Henkilökohtainen tiivistelmä ("luvallinen lunttilappu"), joka on kirjoitettu käsin Ad-kokoisen
paperin molemmin puolin ja joka luovutetaan nimellä varustettuna vastauspaperin mukana.

e MAOL-taulukot tai muu yo-kirjoituksiin hyväksytty taulukkokirja.

e Laskin, joka ei ole ohjelmoitava, tekstiä tallentava eikä symboliseen laskentaan kykenevä.

    
      
           

Jos osallistut tenttiin, vastaa valintasi mukaan viiteen kysymyksistä 1, 2, 3,4, 5 tai 6. (Jos vastaat
useampaan, viisi huonointa otetaan arvostelussa huomioon.) Kirjoita jokaisen vastauspaperin
ylälaidassa olevan lomakkeen ”Huomautuksia tarkastajalle” -kohtaan teksti ”TENTTP.

Jos osallistut 2. välikokeeseen, vastaa valintasi mukaan viiteen kysymyksistä 4. 5, 6, 7, 8 tai 9.
(Jos vastaat useampaan, viisi huonointa otetaan arvostelussa huomioon.) Kirjoita jokaisen vastaus-
paperin ylälaidassa olevan lomakkeen ”Huomautuksia tarkastajalle” -kohtaan teksti ”VÄLIKOE”.
Välikokeeseen voit osallistua ainoastaan siinä tapauksessa, että sait tämän toteutuskerran 1.
välikokeesta vähintään viisi pistettä.

 

Mikäli olet suorittanut opintojakson harjoitukset aikaisemmin kuin tänä syksynä, kirjoita lomakkeen
”Huomautuksia tarkastajalle” -kohtaan myös harjoitussuorituksesi ajankohta esimerkiksi tyyliin
”Harjoitukset suoritettu vvwv Ik”.

 

— Seuraavat kolme tehtävää koko kurssin tenttiville: = =

Ji Kaksi avaruusalusta pyyhältää Maan ohi samaan suuntaan, mutta eri vauhtia. Maasta tehdyn
mittauksen mukaan nopeamman aluksen vauhti on kaksi kertaa niin suuri kuin hitaamman
aluksen vauhti. Hitaamman aluksen miehistön mittauksen mukaan toinen alus liikkuu heidän
suhteensa vauhtia, joka on 80,0 % valon nopeudesta. Mikä on nopeamman aluksen vauhti
Maan suhteen?

D. Antiprotoni on protonin vastahiukkanen, jolla on yhtä suuri massa kuin protonilla, mutta
vastakkaismerkkinen sähkövaraus. Tarkastellaan "atomia", joka muodostuu protonista ja
antiprotonista. Laske tämän atomin a) redusoitu massa ja b) perustilan energia sekä

c) aallonpituus, jota atomi lähettää palatessaan ensimmäiseltä viritetyltä tilalta perustilalle.
3. Harmonisen värähtelijän perustilan aaltofunktio on n 40? expl- 2140? x?), missäx
on poikkeama tasapainoasemasta ja 40 on perinteisen mekaniikan mukainen amplitudi.

Laske todennäköisyys, että perustilassaan oleva värähtelijä löytyy perinteisen mekaniikan
salliman alueen ulkopuolelta.

Jatkuu kääntöpuolella!
 

 

Seuraavat kolme tehtävää kaikille osallistujille:

Eräässä puolijohteessa energiarako on 0,650 eV ja Fermin energia sijaitsee 0,225 eV johto-
vyön alareunan alapuolella. a) Onko kysymyksessä n-tyyppinen, p-tyyppinen, täsmälleen
kompensoitu vai puhdas puolijohde, ja millä perusteella? b) Laske todennäköisyys, että puo-
lijohteen johtovyön alin tila on miehittynyt lämpötilassa +50 *C. c) Laske todennäköisyys,
että valenssivyön ylin tila on samassa lämpötilassa miehittymätön.

Kurssissa on mainittu kaksi radioaktiivisuuteen perustuvaa iänmääritysmenetelmää. Kerro
mahdollisimman paljon olennaista kummastakin menetelmästä.

Konstruoi kvarkkiyhdelmä a) baryonille, jonka sähkövaraus on +2e, lumo on +2 ja huippui-
suus on 0, ja b) mesonille, jonka sähkövaraus on 0, outous on +1 ja pohjaisuus on 0.

 

281.100 Seuraavat kolme tehtävää välikokeen suorittajille:

Vetyatomi on magneettikentässä, jonka vuontiheys on 1,25 T. a) Jos spinin vaikutusta ei
oteta huomioon, kuinka moneksi tasoksi 4f-tilan energia on silpoutunut? b) Kuinka suuri on
edellä mainituista tasoista ylimmän ja alimman erotus elektronivoltteina? c) Kuinka monta
sallittua siirtymää on 4ftilalta i) tilalle 3p ja ii) tilalle 3d?

a) Laske natrium-23-isotoopin ytimen sidosenergia pisaramallin mukaan. b) Laske natrium-
23-isotoopin massa pisaramallista johdetusta massakaavasta kuuden merkitsevän numeron
tarkkuudella. c) Montako prosenttia ja kumpaan suuntaan b-kohdan tulos poikkeaa kyseisen
atomin todellisesta massasta?

Vedyn Balmerin sarjan ensimmäisen viivan aallonpituus on 656,3 nm. Erään galaksin
spektrissä tämä spektriviiva havaitaan aallonpituudella 679,5 nm. Laske galaksin a) puna-
siirtymä ja b) etääntymisnopeus meistä. c) Arvioi galaksin etäisyys meistä, kun tiedetään,
että Hubblen vakio on 71 (km/s) / Mpc, ja anna vastaus valovuosina.

Arvostelu:

Kaikki tehtävät ovat keskenään samanarvoisia ja kustakin viidestä valitusta saa enimmillään
kuusi pistettä. Ellei toisin mainita, kussakin tehtävässä myös kaikki alakohdat ovat keskenään
samanarvoisia.

Sekä tentistä että välikokeesta annetaan 030 pistettä, mutta välikokeiden pisteet lasketaan
yhteen ja summa puolitetaan. Laskuharjoitushyvityksen (0-3) lisäämisen jälkeen saadun
pistemäärän on oltava vähintään 15, jotta kurssista pääsee läpi.

Tentin tulos ilmoitetaan osallistujille sähköpostitse ja ratkaisuohjeet julkaistaan Moodlessa.
Oman vastauspaperinsa saa pyynnöstä nähdäkseen puolen vuoden ajan kuulustelijan huoneessa.

Suorituksesi näkyy rekisterissä vasta, kun olet antanut kurssista palautteen Kaiku-järjestelmässä!