Exam text content

FYS-1170 Fysiikka S III Topi Rönkkö

Tentti 24.08.2012.

Kaavakokoelma liitteenä, muuta materiaalia ei saa olla. Kokeessa ei saa olla
ohjelmoitavaa laskinta. VYSiIKAN JASKINGHAE ,

1)

2)

3)

4

5)

a) Selvitä, mitä haluttuja vaikutuksia epäpuhtausatomeilla (seostuksella) on puolijohteessa.
Mitä tarkoitetaan puolijohteen johtavuus- ja valenssivyöllä? b) Erään pn-liitoksen
kyllästysvirta on 0,500 mA lämpötilassa 290 K. Laske liitoksen virta jännitteillä (i) 1,00 mV ja
100,0 mV ja (iii) jännitteillä -1,00 mV ja -100,0 mV.

Elektronisuihku ja fotonisuihku menevät saman raon läpi. Fotonien aallonpituus on 0,150
um, elektronien energia on yhtä suuri kuin fotoneiden energia. Etäisellä varjostimella näkyy
diffraktiokuvio, jossa fotonit aiheuttavat 1. tumman viivan kulmassa +25,0? keskisuunnasta.
a) Kuinka leveä rako on? b) Missä kulmissa keskisuuntaan nähden ei osu ollenkaan
elektroneja? m, =9,1-10 kg

Protonin ( m=1,67-10 kg ) kokonaisenergia on kuusi kertaa protonin lepoenergian

suuruinen. Kuinka suuri on protonin a) liike-energia, b) liikemäärä, c) nopeus?

a) Millainen on vapaan hiukkasen 1-dimensionaalinen Schrödinger-yhtälö?
b) Osoita, että aaltofunktio w (x)= A sin kx on kyseisen vapaan hiukkasen Schrödinger -

yhtälön ratkaisu, jos k = V2mE/h E

c) Selitä, miksi tämä aaltofunktio on sopiva jäykkäseinämäisessä laatikossa olevalle
hiukkaselle ainoastaan k:n arvoilla k=nn/L.

L on laatikon pituus, jäykät seinämät ovat paikoissa x = O ja x= 1.

a) Kuinka monta erilaista kvanttilukuyhdistelmää on tilassa n = 5 olevalla vetyatomilla? Tee
taulukko, jossa esitetään kaikki nämä kvanttilukuyhdistelmät. b) Mikä ovat eri kvanttitilojen
energiat? c) Jos vetyatomin elektroni on L-kuorella, kuinka monta kvanttilukuyhdistelmää
atomilla silloin on?