Exam text content

FYS-1170 Fysiikka S 3

1.

1)

2)

3)

4)

5)

lwcof

välikoe kesä 2010

Le e.

 

 

ihoon

Oheinen kuva esittää x
kvanttimekaanisen ja

klassisen harmonisen

värähtelijän

todennäköisyystiheyden. eaa «mama

Perustele vastauksesi seuraaviin kohtiin.

a) Missä kvanttitilassa n kvanttimekaaninen värähtelijä on?

b) Miksi todennäköisyydet eroavat toisistaan merkittävästi etäisyydellä +4
kvantti- ja klassisen värähtelijän tapauksessa?

c) Pysyykö kvanttimekaanisesti värähtelevän hiukkasen liike-energia ja
aallonpituus vakiona eri etäisyyksillä x?

d) Miten värähtelevän hiukkasen kokonaisenergia riippuu hiukkasen paikasta?
€) Miksi todennäköisyystiheys kasvaa, kun etäisyys x kasvaa?

f) Klassisen harmonisen värähtelijän kokonaisenergia voi olla nolla. Kuinka on
kvanttimekaanisen värähtelijän kanssa?

>

Fotoni siroaa takaisin tulosuuntaansa vapaasta elektronista, joka on levossa.
Sironneen fotonin aallonpituus on 83,0 pm.

a) Laske tulevan fotonin aallonpituus.

b) Laske elektronin liikemäärän suuruus sironnan jälkeen.

c) Laske elektronin liike-energia törmäyksen jälkeen.

Elektronit menevät 150 nm raosta läpi ja osuvat varjostimelle 24,0 cm päässä
raosta. Kulmiin +20' difraktiokuvion keskustasta mitattuna ei osu ollenkaan
elektroneja, muita edellisiä pienempiin kulmiin aina. a) Millä nopeudella
elektronit liikkuivat raon läpi? b) Missä kulmassa löytyy seuraava kohta, johon ei
osu elektroneja?

Kaksi hiukkasta kiihdytetään hiukkaskiihdyttimessä vastakkaisiin suuntiin.
Ensimmäisen hiukkasen nopeus toisen suhteen on 0,950 c ja laboratorion suhteen
0,650 c. Kuinka suuri on toisen hiukkasen nopeus laboratorion suhteen mitattuna?

Kuinka potentiaalilaatikko ja potentiaalikaivo eroavat toisistaan? Anna
esimerkkejä ainakin energioista, aaltofunktioista, rajaehdoista ja
todennäköisyyksistä.

Käännä!