Exam text content

FYS-1170 Fysiikka S 3 kl 2010
2. välikoe (tehtävät 1 - 5) ja 1. tentti (tehtävät 1, 3, ja 5-7)
Ilmoita vastauspaperissasi mihin kokeeseen/kokeisiin vastaat!

1) a) Perustele, miksi £ hajonnassa syntyy massaton ja varaukseton neutriino/antineutriino? (2p)
b) Osoita, että £* hajonnassa vapautuva energia voidaan ilmoittaa lähtöatomin ja tulosatomin massojen

erotuksen ja valonnopeuden neliön tulona. Lähtötilanteenahan on lähtöytimen, tulosytimen ja B*
hiukkasen massaeron muuttuminen energiaksi. (4 p)

2) Selvitä niitä syitä, miksi A] ja Si ja toisaalta Ga ja Ge ovat niin erilaisia johtavuusominaisuuksiltaan,
vaikka ovat keskenään viereisiä alkuaineita jaksollisessa järjestelmässä.

3) a) Selvitä, kuinka karakteristinen K, röntgensäteily syntyy? (2 p)
b) K, röntgenkvantin energiaksi on mitattu 7,46 keV. Mikä alkuaine on lähettänyt kvantin. (3 p)
c) Kuinka alkuaineen atomi saadaan lähettämään kyseinen röntgenkvantti? (1 p)

4) Li atomin massa on 1,17-10% kg ja H atomin 1,67-10 kg . LiH molekyylissä sidospituus on 0,159 nm.
a) Laske energiaero rotaatiotasojen / = 3 ja / = 4 välillä. (3 p)
b) Laske em. tilojen välisessä siirtymässä emittoituvan fotonin aallonpituus. Mihin
aallonpituusalueeseen fotoni kuuluu? (3 p)

5) Mitä hiukkasia ytimestä lähtee seuraavissa ydinmuutoksissa:
a) DSi > JA? P:26,986703amy, D: 26,981539 amy, m, : 0,000548580 amy
b) b) SU — Th? Massat :238,0508 amy, 234,04362 amy, 4,0026031amy
€) €) KAs > JSe? As: 73,923933 amy, /iSe: 73,92248 amy
Laske myös vastaavat hajoamisenergiat! Saatko lasketuksi edellä olevissa tapauksissa tulosytimen liike-
energian, jos lähtöydin on aluksi levossa?

6) a) Tutki, onko aaltofunktio v(x) =A4:exp (ikx) sopiva 1-ulotteisessa laatikossa olevalle hiukkaselle. k

on positiivinen vakio. Perustele!
b) Mitä edellytyksiä 1-ulotteisessa laatikossa olevan hiukkasen aaltofunktiolle on asetettava?

7) Vastaa lauseella tai parilla seuraaviin kysymyksiin:
a) Mitä tarkoitetaan vetyatomin stationäärillä tilalla?
b) Mitä tapahtuu hiukkasen liike-energialle, kun hiukkasen aallonpituus kasvaa, perustele!
c) Mitä tapahtuu ilmiössä nimeltä Sternin ja Gerlachin koe?
d) Luettele ilmiöitä, jotka osoittavat hiukkasten käyttäytyvän aaltojen tavoin?
e) Mitä tarkoitetaan kaksosparadoksilla?
f) Selitä, mitä tarkoittaa kvanttimekaaninen jäykkäseinämäinen laatikko?

Käännä!