1 Hur förklarar du att det blev ett interferensmönster i interferensexperimentet med elektroner?

Relevanta dokument
FK Kvantfysikens principer, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning, onsdag 16 december 2015, kl 17:00-22:00

FK Kvantfysikens principer, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning, onsdag 21 december 2016, kl 17:00-22:00

Tentamen, Kvantfysikens principer FK2003, 7,5 hp

s 1 och s 2 är icke kvantmekaniska partiklar? e. (1p) Vad blir sannolikheterna i uppgifterna b, c och d om vinkeln = /2?

Kvantfysikens principer, FK2003 Extramaterial 2: Stern-Gerlach med fotoner, v1.1

Kvantfysikens principer, FK2003, Konceptfrågor v.1.4

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

Det står inget om S-G med fotoner i Feynman, så de här extrasidorna utgör kurslitteratur

Kapitel 4. Materievågor

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik

Föreläsning 6. Amplituder Kvanttillstånd Fermioner och bosoner Mer om spinn Frågor Tentan. Fk3002 Kvantfysikens grunder 1

1-1 Hur lyder den tidsberoende Schrödingerekvationen för en partikel som rör sig längs x-axeln? Definiera ingående storheter!

7. Atomfysik väteatomen

Fysiska institutionen april 1983 Hans Linusson, Carl-Axel Sjöblom, Örjan Skeppstedt januari 1993 FY 2400 april 1998 Distanskurs LEKTION 25.

If you think you understand quantum theory, you don t understand quantum theory. Quantum mechanics makes absolutely no sense.

Kvantmekanik. Kvantmekaniken: De naturlagar som styr förlopp i den mikroskopiska världen (och i den makroskopiska!) Kvantmekanik.

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Föreläsning 3 Heisenbergs osäkerhetsprincip

Kommer sig osäkerheten av att vår beskrivning av naturen är ofullständig, eller av att den fysiska verkligheten är genuint obestämd?

1.5 Våg partikeldualism

FAFA55 HT2016 Laboration 1: Interferens av ljus Nicklas Anttu och August Bjälemark, 2012, Malin Nilsson och David Göransson, 2015, 2016

Parbildning. Om fotonens energi är mer än dubbelt så stor som elektronens vileoenergi (m e. c 2 ):

1.7. Tolkning av våg partikeldualiteten

Fysik. Laboration 3. Ljusets vågnatur

Föreläsning 5. Att summera amplituder Spinn. Fk3002 Kvantfysikes grunder 1

Fysik TFYA86. Föreläsning 11/11

Väteatomen. Matti Hotokka

KEMA00. Magnus Ullner. Föreläsningsanteckningar och säkerhetskompendium kan laddas ner från

Fysik TFYA68. Föreläsning 11/14

Utveckling mot vågbeskrivning av elektroner. En orientering

Föreläsning 2. Att uppbygga en bild av atomen. Rutherfords experiment. Linjespektra och Bohrs modell. Vågpartikel-dualism. Korrespondensprincipen

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 10 Relativitetsteori den 26 april 2012.

Numerisk lösning till den tidsberoende Schrödingerekvationen.

Välkomna till Kvantfysikens principer!

Preliminärt lösningsförslag till Tentamen i Modern Fysik,

1 Den Speciella Relativitetsteorin

Andra föreläsningen kapitel 7. Patrik Lundström

Instuderingsfrågor, Griffiths kapitel 4 7

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

4-1 Hur lyder Schrödingerekvationen för en partikel som rör sig i det tredimensionella

F3: Schrödingers ekvationer

Information om kursen

Zeemaneffekt. Projektlaboration, Experimentell kvantfysik, FK5013

1.7. Tolkning av våg partikeldualiteten

Innehåll. Förord Del 1 Inledning och Bakgrund. Del 2 Teorin om Allt en Ny modell: GET. GrundEnergiTeorin

Litet quiz om svarta hål och kvantfysik: facit på www2.kau.se/tp/outreach Nedanför quizzet ger jag facit. Men försök själv först!

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

10. Relativitetsteori Tid och Längd

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Mer om E = mc 2. Version 0.4

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

Vad vi ska prata om idag:

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Fysik (TFYA14) Fö 5 1. Fö 5

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 3 Lösningar

Fysik TFYA86. Föreläsning 10/11

Förslag: En laddad partikel i ett magnetfält påverkas av kraften F = qvb, dvs B = F qv = 0.31 T.

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

5. Elektromagnetiska vågor - interferens

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Elektromagnetisk strålning. Lektion 5

Alla svar till de extra uppgifterna

Dopplereffekt och lite historia

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR!

Ljusets interferens. Sammanfattning

Hur påvisas våg-partikeldualiteten

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Uppgift: Bestäm det arbete W som åtgår att Iyfta kroppen på det sätt som beskrivits ovan och bestäm och så kroppens densitet ρ.

Kvantbrunnar Kvantiserade energier och tillstånd

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Tentamen Relativitetsteori , 27/7 2019

FAFA Föreläsning 7, läsvecka 3 13 november 2017

Diffraktion och interferens

Kvantbrunnar -Kvantiserade energier och tillstånd

Milstolpar i tidig kvantmekanik

ett uttryck för en våg som beskrivs av Jonesvektorn: 2

c = λ ν Vågrörelse Kap. 1. Kvantmekanik och den mikroskopiska världen Kvantmekanik 1.1 Elektromagnetisk strålning

Diffraktion och interferens

Medicinsk Neutron Vetenskap. yi1 liao2 zhong1 zi3 ke1 xue2

Lösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna inte är uttömmande).

Fysikaliska krumsprång i spexet eller Kemister och matematik!

Den Speciella Relativitetsteorin DEL I

Lösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen

Kvantmekanik II - Föreläsning 14

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik 2. 5 juni :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

Theory Swedish (Sweden)

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Christian Hansen CERN BE-ABP

1 Den Speciella Relativitetsteorin

TENTAMEN. Institution: Fysik och Elektroteknik. Examinator: Pieter Kuiper. Datum: 7maj2016. Tid: 5timmar Plats: Kurskod: 1FY803

Atomens historia. Slutet av 1800-talet trodde man att man hade en fullständig bild av alla fysikaliska fenomen.

OBS: Alla mätningar och beräknade värden ska anges i SI-enheter med korrekt antal värdesiffror. Felanalys behövs endast om det anges i texten.

Kvantmekanik - Gillis Carlsson

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 12, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Dugga i FUF040 Kvantfysik för F3/Kf3

Higgsbosonens existens

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Lördag 15 december 2012,

Kaströrelse. 3,3 m. 1,1 m

Transkript:

Session: okt28 Class Points Avg: 65.38 out of 100.00 (65.38%) 1 Hur förklarar du att det blev ett interferensmönster i interferensexperimentet med elektroner? A 0% Vi måste ha haft "koincidens", dvs. flera elektroner nådde spalten samtidigt och gav interferensmönstret. B 65% En enda elektron passerade bägge spalterna på samma gång och interfererade med sig själv. C 15% Elektronen delades upp i två halvor, den ena åkte igenom ena spalten och den andra genom den andra. D 19% Jag tycker det var för svårt och vill helst inte gissa. 12/15/08 5:12:04 PM Page 1 of 1

Session: okt30 Class Points Avg: 27.45 out of 100.00 (27.45%) 1 Vi fick ut 1 nm för elektronens våglängd! genom att mäta avståndet till första mörka randen. Om vi vet att elektronkanonen ger ut elektroner med hastigheten 106 m/s, vad är proportionalitetskonstanten k i p = k/!? (m=10-30 kg) A 6% storleksordningen 1033 Js B 41% storleksordningen 10-33 Js C 6% storleksordningen 1024 Js D 24% storleksordningen 10-24 Js 2 Vi fick ut 1 nm för elektronens våglängd! genom att mäta avståndet till första mörka randen. Om vi vet att elektronkanonen ger ut elektroner med hastigheten 106 m/s, vad är proportionalitetskonstanten k i p = k/!? (m=10-30 kg) A 0% storleksordningen 1033 Js B 82% storleksordningen 10-33 Js C 0% storleksordningen 1024 Js D 6% storleksordningen 10-24 Js 3 Varför tror du energin i de olika nivåerna i väteatomen är negativ? A 29% Det är en fråga om konventioner, det betyder ingenting. B 0% Det är speciellt för kvantmekanik att energier kan vara negativa, enligt Einsteins relativitetsteori. C 6% Elektronen = negativ elektrisk laddning. Om kärnan vore negativ och elektronen positiv vore energin också positiv. D 53% Elektronen dras till kärnan av en kraft, så det kostar energi att uppnå energi noll, långt bort från kärnan. 12/15/08 5:11:45 PM Page 1 of 1

Session: nov4 Class Points Avg: 21.05 out of 100.00 (21.05%) 1 Om vi har försöka bygga upp ett vågpaket av "bas-vågor" (t.ex. sinus) med mindre och mindre utsträckning!x, vad kan vi säga om spridningen i vågtal!k? A 16% Vi behöver fler bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k minskar och kan blir hur litet som helst. B 5% Vi behöver färre bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k minskar och kan blir hur litet som helst. C 53% Vi behöver fler bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k ökar och kan blir hur stort som helst. D 0% Kvantfysik säger att det inte går att bygga upp vågor med godtyckligt liten utsträckning. 2 Om vi har försöka bygga upp ett vågpaket av "bas-vågor" (t.ex. sinus) med mindre och mindre utsträckning!x, vad kan vi säga om spridningen i vågtal!k? A 11% Vi behöver fler bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k minskar och kan blir hur litet som helst. B 0% Vi behöver färre bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k minskar och kan blir hur litet som helst. C 74% Vi behöver fler bas-vågor med olika vågtal k," dvs!k ökar och kan blir hur stort som helst. D 0% Kvantfysik säger att det inte går att bygga upp vågor med godtyckligt liten utsträckning. 3 Vad är sant för det!x som står i Heisenbergs osäkerhetsrelation? A 21%!x är mätosäkerheten i experiment. B 26%!x anger en fundamental kvantfysisk gräns för vad som är möjligt att mäta. C 32%!x är osäkerheten i våglängd hos en materievåg (t.ex. elektronen). 12/15/08 5:11:23 PM Page 1 of 1

Session: nov6 Class Points Avg: 29.17 out of 100.00 (29.17%) 1 P = (sin(x))^2. Om vi börjar med en elektron i kanonen vid t=0, och nästa kommer vid t=1 s, när kommer den första fram till skärmen? A 13% t=1/2 s. B 6% t=2 s. C 81% Det går inte att veta. 2 Om sin(kx-!t), vad är hastigheten åt höger? A 0%!k B 31%!/k C 63%!"/(2#) 3 Om sin(kx-!t), vad är hastigheten åt höger? A 0%!k B 44%!/k C 38%!"/(2#) 12/15/08 5:11:05 PM Page 1 of 1

Session: nov 11 Class Points Avg: 28.89 out of 100.00 (28.89%) 1 Neutroner med olika hastigheter går igenom en grafitstav. De med våglängd mycket kortare än gitteravståndet d i grafit kallas "snabba". De som har längre våglängd än gitteravståndet kallas "långsamma". Vad kommer ut i andra änden av staven? A 13% Långsamma och snabba neutroner, för neutronerna är vågor och påverkas inte av att passera genom gitter. B 60% Snabba neutroner, för de flyger så att säga "rakt igenom" gittret utan att "studsa" åt sidorna. C 27% Långsamma neutroner, för de är vågor och känner inte av gitterspridningen när våglängden är mycket större än d. D 0% Jag har ingen aning. 2 Vi sprider två identiska bosoner mot varandra med amplituden f(!) för spridning med vinkel!. Vad är sannolikhetstätheten att vi skall hitta en partikel i detektorn vid vinkel!, där! mäts i radianer? A 27% P = f(!) 2 + f(" -!) 2 B 33% P = f(!) + f(" -!) 2 C 13% P = f(!) f(" -!) 2 D 27% P = f(!) 2 f(" -!) 2 3 I bild (a) (Feynman Fig 4-1) ser vi hur partikel a går in i detektor 1. I bild (b) ser vi hur partikel a går in i detektor 2. Hur kan de två banorna interferera om vi ser i experimentet vilken bana partiklarna tog? (Jämför med dubbelspaltsexperimentet). A 40% Det är inte sant att banorna är som det är ritat i figuren. Partikel a:s bana är okänd, det är därför de kan interferera. B 7% Om partikel a går till detektor 1 kan det interferera med banan "a till detektor 2" när experimentet görs nästa gång. C 40% Eftersom #x#p > h/(4") interfererar banorna oavsett om vi vet vilken bana partikeln egentligen tog. D 13% Jag försökte tänka igenom det men har ingen aning. 12/15/08 5:10:48 PM Page 1 of 1

Session: nov13 Class Points Avg: 69.44 out of 100.00 (69.44%) 1 Vilket håll rör sig momentet åt? A 61% upp B 17% ned C 11% sidled D 6% ingen aning! 2 Vad är det för fel med Javaanimeringen? A 78% Om vi vet banorna kommer de aldrig att interferera. B 6% Apparaterna skall roteras i theta-led, inte i phi-led. C 6% Det skall alltid vara 50% för upp. D 11% 12/15/08 5:10:14 PM Page 1 of 1

Session: nov 18 Class Points Avg: 33.33 out of 100.00 (33.33%) 1 Elektronens uppmätta magnetiska momentet är cirka! "=10-23 J/T. Elektronen måste enligt vår uträkning snurra snabbare än ljushastigheten c för att formeln " = IA skall ge ett sådant värde på ". Hur tolkar vi detta? A 13% Enligt vågpartikeldualitet snurrar elektronen som en våg med en viss fashastighet, som kan vara större än c. B 67% Ingenting kan röra sig snabbare än ljuset så vi ger upp den klassiska bilden av en snurrande elektron och " = IA. C 7% Elektronen har så otroligt liten massa att den i praktiken är masslös, och då kan den faktiskt röra sig snabbare än c. D 7% Vet ej. 2 Betrakta två Stern-Gerlach-apparater, en i z-led och en i x-led. Om vi först mäter spinnet i z-led, sedan spinnet i x-led, varför kan vi inte bara representera spinnet vi har fått i de två mätningarna med en vektor i xz-planet? A 20% Mätningen i z-led interfererar med mätningen i x-led, så tillståndet går bra att rita som komplext tal, inte vektor. B 20% Det kan vi visst, det är bara det att det är svårt att få det exakt på grund av obestämdhetsrelationen #z #x > h. C 53% Mätningen i x-led förstör informationen om spinnet i z-led. Det går aldrig att beskriva tillståndet med en xz-vektor. D 0% Ingen aning. 12/15/08 5:09:58 PM Page 1 of 1

Session: nov 20 Class Points Avg: 38.10 out of 100.00 (38.10%) 1 Vad är detta: < +T +S >? A 64% En sannolikhetsamplitud (förkortat: "amplitud") B 7% En sannolikhetstäthet (förkortat: "sannolikhet") C 21% Ett kvanttillstånd (förkortat: "tillstånd") D 0% 2 Vad är detta: < +T +S > 2? A 7% En sannolikhetsamplitud (förkortat: "amplitud") B 86% En sannolikhetstäthet (förkortat: "sannolikhet") C 0% Ett kvanttillstånd (förkortat: "tillstånd") D 0% 3 Efter tiden t som står till höger, vad är sannolikheten att mäta tillstånd 1 >? A 7% 10% B 43% 50% C 50% 80% 12/15/08 5:09:42 PM Page 1 of 1

Session: nov 25 Class Points Avg: 51.85 out of 100.00 (51.85%) 1 Om vi börjar med I >, vad mäter jag vid t=!/4?" (i Feynmans enheter) A 6% 2A B 33% E0 i medeltal C 56% alltid E0+A D 0% 2 Om vi börjar med I >, vad mäter jag vid t=!/4?" (i Feynmans enheter) A 17% 2A B 22% E0 i medeltal C 56% alltid E0+A D 0% 3 Betrakta I >. Vad är sant? A 33% Det är tidsberoende. B 44% PI är tidsberoende. C 17% Många mätningar ger energin E0 i medeltal. D 0% 12/15/08 5:09:21 PM Page 1 of 1

Session: dec 4 Class Points Avg: 66.67 out of 100.00 (66.67%) 1 Vad betyder "normeringsvillkoret"? A 8% Vågfunktionen måste vara positiv. B 75% Sannolikheten att hitta elektronen någonstans är 100%. C 17% Sannolikhetstätheten är 100%. D 0% Jag fattar ingenting. 2 Vad betyder vågfunktionen? A 58% Sannolikhetsamplitud att hitta partikeln i läge x B 25% Sannolikhetstäthet att hitta partikeln i läge x C 17% En våg som beskriver elektronen i väteatomen D 0% En våg vars absolutbelopp i kvadrat beskriver laddningstätheten i väteatomen 12/15/08 5:08:45 PM Page 1 of 1

Session: Dec 9 Class Points Avg: 16.67 out of 100.00 (16.67%) 1 Vilken funktion "böjer av mot x-axeln" och går att införa ett "normeringsvillkor" för? A 33% exponentialfunktionen B 27% sinusfunktionen C 20% cosinusfunktionen D 20% logaritmen 2 Betrakta två potentialgropar (t.ex. en elektron som rör sig på en linje utefter två protoner). Vad är sant? A 0% Om vi sätter partikeln i grop 1, stannar den alltid i grop 1 B 20% Sannolikheten att mäta partikeln mellan groparna är noll C 67% I de stationära tillstånden kan vi mäta partikeln i grop 1 eller grop 2. D 7% 12/15/08 5:08:22 PM Page 1 of 1

Session: dec 11 Class Points Avg: 15.00 out of 100.00 (15.00%) 1 I ett sveptunnelmikroskop, passerar elektronerna genom vakuumet mellan spetsen och objektet (det klassiskt förbjudna området)? A 30% Ja B 20% Nej C 30% Det beror på D 20% Vet inte 2 Hur kan utsagorna "[laser] is not essentially more quantum mechanical than other light sources" och! "Stimulated emission is really a quantum mechanical phenomenon" stämma överens? A 0% Kvantfysik gäller inte för fysikaliska fenomen vid rumstemperatur B 30% Det är så många fotoner i lasern att kvantfysik inte spelar någon roll C 10% Stimulerad emission är kvantfysik, men laser beror egentligen inte på stimulerad emission D 60% Inget av ovanstående 12/15/08 5:07:50 PM Page 1 of 1