Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA"

Lisa Andersson
för 5 år sedan
Visningar:

IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA Fredagen den 13/4 2012 kl. 08.00-12.

1 IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA Fredagen den 13/ kl i TER2 Tentamen består av 1 A4-blad (detta) med 6 stycken uppgifter. Varje korrekt löst uppgift ger 4 poäng. Följande betygskala gäller preliminärt: Betyg 3: poäng Betyg 4: poäng Betyg 5: poäng Tillåtna hjälpmedel: Räknedosa, linjal, gradskiva och Physics Handbook. Lösningar: Skriv AID-nummer och kurskod på alla papper du lämnar in. Markera i respektive ruta på omslaget de uppgifter till vilka du lämnat in en lösning. Lösningarna ska presenteras snyggt och prydligt, vara väl motiverade med införda beteckningar definierade och bör om möjligt illustreras med figur. Manipulering av matematiska uttryck måste redovisas med så många mellanled att lösningsgången enkelt kan följas. Motsvarande gäller om funktionsundersökningar är nödvändiga. (Räknedosans eventuella symbolhanteringsfunktion liksom grafiska presentation kan vara bra att använda vid din egen kontroll, men kan således inte åberopas vid redovisningen). Räknedosans minne får inte användas för att ta fram fysikuppgifter, varken fysikaliska formler, text eller lösta fysikaliska problem. Räknedosans kommunikation med omvärlden måste vid skrivningstillfället vara begränsad till dig själv. Skriv ett tydligt svar, med numeriska värden och enhet där så är möjligt, till varje uppgift. Skriv bara på ena sidan av varje blad och använd inte samma blad till flera uppgifter. Jag tittar in två gånger (ca. kl och 11.00) under tentamen för att svara på eventuella frågor. Övrig tid nås jag på telefonnumren nedan. Lösningar läggs ut på kursens hemsida: när tentamenstiden är slut. Kursadministratör är Agne Virsilaite Maras, , agnvi@ifm.liu.se. Lycka till! Mats Mats Eriksson Examinator tel eller e-post: mats.eriksson@liu.se

2 1. En partikel rör sig med hastigheten 0.9c längs x''-axeln i system S'', som rör sig med hastigheten 0.8c längs x'-axeln i system S', som rör sig med hastigheten 0.7c längs x-axeln i system S. Bestäm partikelns hastighet i S' och S uttryckt i c. (4) 2. Då en snabb positron med kinetisk energi T annihileras av en fri elektron i vila produceras två gammakvanta. Antag att ett kvantum, foton 1, fortsätter i samma riktning som positronen. a) Visa att det andra kvantumet, foton 2, måste fara iväg i motsatt riktning mot det första. (1) b) Visa att den annihilationsstrålning som kan observeras i rörelseriktningen för foton 2 har energin E mc 2 /2 under förutsättning att T >> mc 2, där m är elektronens massa. (3) 1 (Tips: MacLaurinutvecklingen 1 + x = 1+ x +... kan vara användbar.) 2 3. En elektron i en endimensionell "låda", med oändligt höga potentialsteg och bredden 5.00 Å (1 Å = m), gör en övergång från det första exciterade tillståndet till grundtillståndet varvid en foton sänds ut. a) Utgå från (den tidsoberoende) Schrödingerekvationen och härled uttrycket för energiegenvärdena för elektronen i lådan. (2) b) Bestäm det utsända ljusets våglängd. (2) 4. Bestäm hur stor energi som går åt för att helt jonisera (dvs. plocka bort alla elektroner, en efter en) en neutral Li-atom som befinner sig i grundtillståndet. Tabell T-5.1 i Physics Handbook kan (delvis) vara till hjälp. (4) 5. En Nd-kärna med 84 neutroner genomgår ett spontant alfasönderfall där dotterkärnan hamnar i grundtillståndet. a) Ange sönderfallsreaktionen. (1) b) Beräkna alfapartikelns kinetiska energi. (2) c) Beräkna dotterkärnans rekylenergi (dvs. kinetiska energi). (1) 6. Förklara kortfattat vad som a) i samband med halvledare menas med egenledning (intrinsic semiconductor) respektive störledning (extrinsic semiconductor). Vilken typ av ledning dominerar vid rumstemperatur? Vilka olika typer av störledning finns? (2) b) inom fysiken avses med frielektronmodellen. (1) c) inom fysiken avses med förmedlarpartikel (även kallad utbytespartikel, utbytesboson eller fältpartikel) (1)

Relevanta dokument

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA Torsdagen den 29/8 2013 kl. 14.00-18.00 i TER2 Tentamen består av 2 A4-blad (inklusive detta)