Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Σχετικά έγγραφα
Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

ΑΘΗΝΑ Phone : , Fax: Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Ι) η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ, Αγωγοί Διηλεκτρικά. Ν. Τράκας, Ι. Ράπτης Ζωγράφου 27.3.

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

P(n 1, n 2... n k ) = n 1!n 2! n k! pn1 1 pn2 2 pn k. P(N L, N R ) = N! N L!N R! pn L. q N R. n! r!(n r)! pr q n r, n! r 1!r 2! r k!

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΦΥΕ 14 6η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι ϐαθµολογικά ισοδύναµες)

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7)

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Ι) η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Ν. Τράκας, Ι. Ράπτης 2/4/2018

ΦΥΣΙΚΗ Β ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2003 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Aνάλυση Σήματος. 2 η Σειρά Ασκήσεων Θεόδωρος Αλεξόπουλος

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

µεταβαλλόµενο µέτρο δ. είναι συνεχώς κάθετη στην τροχιά του σωµατιδίου και έχει σταθερό µέτρο. (Αγνοήστε τη βαρυτική δύναµη).

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ και ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Κεντρικό: Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Η αρνητική φορά του άξονα z είναι προς τη σελίδα. Για να βρούμε το μέτρο του Β χρησιμοποιούμε την Εξ. (2.3). Στο σημείο Ρ 1 ισχύει

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 09. ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

Α4. Σύστηµα δυο αρχικά ακίνητων ηλεκτρικών φορτίων έχει ηλεκτρική δυναµική ενέργεια U 1 = 0,6 J. Τα φορτία µετατοπίζονται έτσι ώστε η ηλεκτρική δυναµι

ΘΕΜΑ A Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ Σεπτέµβριος 2001 ΘΕΜΑ 1 Ένα φυσικό σύστηµα, ενός βαθµού ελευθερίας, περιγράφεται από την ακόλουθη συνάρτηση

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης

Ο πυκνωτής είναι μια διάταξη αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου, επομένως και ηλεκτρικής ενέργειας.

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Nobel Φυσικής για Κβαντική Ηλεκτροδυναμική

( ) * Λύση (α) Καθώς η Χαµιλτονιανή είναι ερµιτιανός τελεστής έχουµε ότι = = = = 0. (β) Απαιτούµε

Σχολή E.Μ.Φ.Ε ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ (ΚΥΜΑΤΙΚΗ) Κανονικές Εξετάσεις Χειµερινού εξαµήνου t (α) Αν το παραπάνω σύστηµα, ( m, s,

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Ατομική και Μοριακή Φυσική

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

Λύσεις Θεµάτων - Κβαντοµηχανική ΙΙ (Τµήµα Α. Λαχανά) Ειδική Εξεταστική Περίοδος - 11ης Μαρτίου 2013

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Θετ.- τεχ. κατεύθυνσης

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 22 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÓÕÃ ÑÏÍÏ

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ιδακτική Ενότητα: Μηχανικές Αρµονικές Ταλαντώσεις Ασκήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

Σ Α Β Β Α Ϊ Η Μ Α Ν Ω Λ Α Ρ Α Κ Η. ΠΑΓΚΡΑΤΙ : Χρ. Σµύρνης 3, Πλ. Νέου Παγκρατίου τηλ:210/ /

Physics by Chris Simopoulos

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει:

Κεφάλαιο 27 Μαγνητισµός. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Διάλεξη 9: Στατιστική Φυσική

Περι-Φυσικής. Θέµα Α. Θετικής & Τεχν. Κατεύθυνσης - Επαναληπτικό ΙΙ. Ονοµατεπώνυµο: Βαθµολογία % (α) η ϑερµοκρασία του παραµένει σταθερή.

ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΛΥΣΕΙΣ 26/10/2011

Σύστημα με μεταβλητό αριθμό σωματιδίων (Μεγαλοκανονική κατανομή) Ιδανικό κβαντικό αέριο

Θεωρητική μηχανική ΙΙ

ΘΕΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΙΙ. Θέμα 2. α) Σε ένα μονοδιάστατο πρόβλημα να δείξετε ότι ισχύει

ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Από τη Φυσική της Α' Λυκείου

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

1.1. Διαφορική Εξίσωση και λύση αυτής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Spin Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Στις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό των ερωτήσεων και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣ. 211 Τελική Εξέταση 10-Μάη-2014

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 20η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Μονάδες 5 Μονάδες 5 5. β. γ. δ.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 ΕΠΩΝΥΜΟ: ΟΝΟΜΑ: ΑΕΜ: (ΠΤΥΧΙΟ)

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ

ΦΥΣ. 211 Τελική Εξέταση 10-Μάη-2014

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Κεφάλαιο 4

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Β ΤΑΞΗ.

Τμήμα Χημείας Πανεπιστήμιο Κρήτης. Εαρινό εξάμηνο 2009

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν.Κατ/νσης Γ Λυκείου 2000 ÈÅÌÅËÉÏ

ÊÏÑÕÖÇ ÊÁÂÁËÁ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ. U 1 = + 0,4 J. Τα φορτία µετατοπίζονται έτσι ώστε η ηλεκτρική δυναµική ενέργεια

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Ασκήσεις 2 ου Κεφαλαίου, Νόμος του Gauss

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ & DEPARTMENT OF PHYSICS ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ - ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ZOGRAFOU CAMPUS ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ 9 157 80 ATHENS - GREECE ΑΘΗΝΑ 157 80 Phone : +30 210 772-3023, Fax: +30 210 772-3025 Τηλ : 210 772-3023, Fax: 210 772-3025 html://www.physics.ntua.gr Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος" Μέρος Ι - Πέµπτη 09/04/09 10:00, ιάρκεια 3 ώρες Μηχανική 1. Θεωρήστε σύστηµα άµαζου ελατηρίου στο άκρο 1 του οποίου είναι στερεωµένο σωµάτιο µάζας m (συντεταγµένη x 1 ). Στο άκρο 2 δεν υπάρχει σωµάτιο αλλά αυτό το άκρο είναι αναγκασµένο να κινείται έτσι που η ϑέση του συναρτήσει του χρόνου να είναι, x 2 = x 2 (t) = at 2 /2. Η κίνηση γίνεται κατά µήκος µιας ευθείας πάνω στην οποία ϐρίσκεται το ελατήριο και δεν ασκούνται άλλες δυνάµεις στο σύστηµα. Το ϕυσικό µήκος του ελατηρίου είναι µηδέν. (α) Βρείτε τη (διαφορική) εξίσωση κίνησης µε τη µέθοδο των εξισώσεων του Lagrange. Βρείτε τη γενική λύση της εξίσωσης κίνησης, x 1 = x 1 (t). (ϐ) Βρείτε τη γενικευµένη συνιστώσα δύναµης δεσµού (δύναµη δεσµού) στην οποία οφείλεται η κίνηση x 2 = x 2 (t) = at 2 /2 του σηµείου 2. Υπόδειξη : Για τον υπολογισµό της δύναµης του δεσµού µπορείτε να ϑεωρήσετε ότι και στο άκρο 2 υπάρχει σωµάτιο µηδενικής µάζας και να εξετάσετε το σύστηµα : µάζα 1, ελατήριο, µάζα 2. Προσδιο- ϱίστε τη σχέση δεσµού f(x 1, x 2, t) = 0 και (αν την χρειάζεστε) τη διαφορική µορφή της. Μηχανική 2. Εστω L = L(q, q, t) είναι η λαγκραντζιανή συστήµατος µε n (γνήσιες) γενικευµένες συντεταγµένες ϑέσης (για τις οποίες ισχύουν οι εξισώσεις Lagrange). είξτε µε απευθείας αντικατάσταση ότι και η λαγκραντζιανή L df (q, t) (q, q, t) = L(q, q, t) + όπου F (q, t) είναι αυθαίρετη συνάρτηση διαφορίσιµη ως προς τα ορίσµατά της, οδηγεί στις ίδιες (διαφορικές) εξισώσεις κίνησης. Χρήσιµες σχέσεις για τα ϑέµατα Μηχανικής V = 1 2 k(x 1 x 2 ) 2, L = T V d ( ) L q i L q i = Q ci = M λ j (t)a ji (q, t), j=1 i = 1, 2,..., n 1

n A ji (q, t)dq i + A j (q, t) = 0, i=1 d ( L q i j = 1, 2,..., M ) L q i = 0, i = 1, 2,..., n f j (q, t) = 0,, j = 1, 2,..., M L = L + n λ j (t)f j (q, t) j=1 Κβαντοµηχανική 1. Να ϐρεθούν οι τυχόν δέσµιες καταστάσεις σωµατιδίου µάζας m στο δυναµικό V (x) = α[δ(x + L) + δ(x L)], α και L πραγµατικές ϑετικές σταθερές. (α) Εξετάστε τις καταστάσεις µε ϑετική οµοτιµία. (ϐ)υπάρχουν πάντα λύσεις, ή η ύπαρξή τους εξαρτάται από τις τιµές των παραµέτρων; Κβαντοµηχανική 2. Θεωρήστε ένα σύστηµα που οι ϕυσικές του καταστάσεις περιγράφονται από τις κυµατοσυναρτήσεις Ψ Φ1 = cos θψ E1 + sin θψ E2, Ψ Φ2 = sin θψ E1 + cos θψ E2. ĤΨ E2 = E 2 Ψ E2. Η κυµατο- Οι Ψ E1 και Ψ E2 είναι ιδιοσυναρτήσεις της ενέργειας : ĤΨ E1 = E 1 Ψ E1, συνάρτηση του συστήµατος έχει τη γενική µορφή : Ψ = c 1 Ψ Φ1 + c 2 Ψ Φ2, c 1 2 + c 2 2 = 1. Εστω ότι τη χρονική στιγµή t = 0 το σύστηµα ϐρίσκεται στην κατάσταση Φ 1. (α) Ποιά είναι η πιθανότητα να παρατηρήσουµε την κατάσταση Φ 1 τη χρονική στιγµή t = T ; (ϐ) Ποιά είναι η πιθανότητα να παρατηρήσουµε την κατάσταση Φ 2 τη χρονική στιγµή t = T ; Κβαντοµηχανική 3. Ηλεκτρόνιο ϐρίσκεται σε οµογενές µαγνητικό πεδίο B 0 κατά τον άξονα των z µε το σπιν προς τα πάνω, δηλαδή προς τα ϑετικά z. Τη χρονική στιγµή t = 0 εφαρµόζεται ένα επί πλέον µαγνητικό πεδίο της µορφής B 1 (cos ωtˆx + sin ωtŷ) µε B 0 > B 1 > 0. Ποιά είναι η πιθανότητα να παρατηρήσουµε το σπιν του ηλεκτρονίου να δείχνει προς τα αρνητικά z τη χρονική στιγµή t = T ; Αγνοήστε τους χωρικούς ϐαθµούς ελευθερίας. Η Χαµιλτονιανή είναι H = e h 2m σ B Η εξέταση πραγµατοποιείται µε κλειστά ϐιβλία/σηµειώσεις. Κάθε ϑέµα να απαντηθεί σε διαφορετική κόλλα χαρτί. Τα ϑέµατα είναι ισοδύναµα. Να απαντήσετε 1/2 ϑέµατα Μηχανικής & 2/3 ϑέµατα Κβαντοµηχανικής. Καλή επιτυχία. 2

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ & DEPARTMENT OF PHYSICS ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ - ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ZOGRAFOU CAMPUS ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ 9 157 80 ATHENS - GREECE ΑΘΗΝΑ 157 80 Phone : +30 210 772-3023, Fax: +30 210 772-3025 Τηλ : 210 772-3023, Fax: 210 772-3025 html://www.physics.ntua.gr Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος" Μέρος ΙΙ - Παρασκευή 10/04/09 10:00, ιάρκεια 3 ώρες ΗΜ 1. Θεωρήστε κατανοµή ϕορτίου χώρου ρ = ρ(r), που καταλαµβάνει περιοχή του χώρου η οποία χαρακτηρίζεται από όγκο V και επιφάνεια, S, αντίστοιχα, και έχει συνολικό ϕορτίο µηδέν. Να δείξετε ότι, (α) σε αποστάσεις r, από την περιοχή της κατανοµής, πολύ µεγαλύτερες από τις τυπικές διαστάσεις της κατανοµής, (r S, ή r 3 V ), το δυναµικό που προκαλεί η παραπάνω κατανοµή έχει, σε πρώτη προσέγγιση, τη µορφή V (r) = 1 p r 4πɛ o r 3 υπό την προϋπόθεση ότι το διανυσµατικό µέγεθος (διπολική ϱοπή) p = ρ(r )r d 3 r 0 (ϐ) Να δείξετε ότι η τιµή του p, για το συγκεκριµένο σύστηµα, που χαρακτηρίζεται από συνολικό ϕορτίο µηδέν, είναι ανεξάρτητη από το σύστηµα αναφοράς, ως προς το οποίο υπολογίζεται. ΗΜ 2. Κυκλικός αγωγός ακτίνας R, ϐρίσκεται στο επίπεδο (x, y), µε το κέντρο του στο σηµείο (0, 0, 0) και διαρρέεται από σταθερό ϱεύµα I. (α) Να γραφούν οι αναλυτικές εκφράσεις, µε τη µορφή κατάλληλων ολοκληρωµάτων, που δίνουν τις τι- µές των συνιστωσών του µαγνητικού πεδίου, B x (x 0, y 0, z 0 ; R, I), B y (x 0, y 0, z 0 ; R, I), B z (x 0, y 0, z 0 ; R, I) σε τυχαίο σηµείο r 0 = (x 0, 0, z 0 ). (ϐ) Να γραφούν οι αντίστοιχες εκφράσεις, στην περίπτωση που x 0 = y 0 = 0, και z 0 = D 0. ΗΜ 3. Ευθύγραµµο οµοαξονικό καλώδιο, µεγάλου µήκους, αποτελείται από εσωτερικό πυρήνα µε µορφή κυλινδρικού συµπαγούς αγωγού ακτίνας r 1, και από εξωτερικό λεπτότοιχο αγώγιµο ϕλοιό αµελητέου πάχους και ακτίνας r 2. Ανάµεσα στους δύο αγωγούς υπάρχει µονωτικό στρώµα από διηλεκτρικό υλικό σχετικής διηλεκτρικής σταθεράς ɛ r. (α) Να υπολογίσετε την αυτεπαγωγή ανά µονάδα µήκους L o του καλωδίου. 1

(ϐ) Να υπολογίσετε την χωρητικότητα ανά µονάδα µήκους C o του καλωδίου. (γ) Σε περίπτωση που το καλώδιο χρησιµοποιείται ως γραµµή µεταφοράς, αποδεικνύεται ότι η δια- ϕορική εξίσωση που διέπει την χωρο-χρονική µεταβολή της τάσης V και του ϱεύµατος I, κατά µήκος του άξονα (z) του καλωδίου, έχει τη µορφή 2 V z = 1 2 V 2 Lo C o t 2 (και αντίστοιχα για το ϱεύµα). Να υπολογίσετε την ταχύτητα διάδοσης σε αυτή τη γραµµή µεταφοράς. ΥΠΕΝΘΥΜΙΣΗ ΕΝ ΕΧΟΜΕΝΩΣ ΧΡΗΣΙΜΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ ( ) 1 r = r r o r r o r r o 3, dz (z 2 + a 2 ) 3/2 = z a 2 (z 2 + a 2 ) 1/2, (1+ɛ)a 1+aɛ όταν ɛ 1 Στατιστική Μηχανική 1. Ενα σύστηµα αποτελείται από Ν σωµατίδια µε σπιν 1/2 και µαγνητική ϱοπή µ o ϐρίσκεται µέσα σε στατικό σταθερό µαγνητικό πεδίο. Τα σωµατίδια αλληλεπιδρούν µε το µαγνητικό πεδίο, αλλά όχι µεταξύ τους. Για το σύστηµα των Ν σωµατιδίων, να ϐρείτε : (α) τη συνάρτηση επιµερισµού. (ϐ) τη µέση µαγνήτιση και τη µέση ενέργεια. (γ) τη ϑερµοχωρητικότητα και (δ) την εντροπία. Στατιστική Μηχανική 2. Ενα στερεό περιέχει Ν διακριτές παγίδες στην καθεµιά απο τις οποίες µπορεί να παγιδευθεί : ή ένα ηλεκτρόνιο µε σπιν και ενέργεια E = E o ή ένα ηλεκτρόνιο µε σπίν και ενέργεια E = E o ή ένα Ϲεύγος από ηλεκτρόνια µε σπίν και ενέργεια E = 2E o + g όπου g είναι ϑετική σταθερά και αναπαριστά την ενέργεια αλληλεπίδρασης των ηλεκτρονίων του Ϲεύγους και E o είναι µια αρνητική σταθερά. Προφανώς η τέταρτη δυνατή κατάσταση της παγίδας είναι να µήν παγιδεύσει κανένα ηλεκτρόνιο οπότε έχει ενέργεια µηδέν. Το σύνολο είναι σε επαφή µε ένα δοχείο ηλεκτρονίων χηµικού δυναµικού µ και ένα δοχείο ϑερ- µότητας ϑερµοκρασίας T. (α) Ποιές είναι οι ϕυσικές ποσότητες για τις οποίες έχουµε στατιστική πληροφορία και ποιό είναι το στατιστικό σύνολο µέσα στο οποίο ϑα εργαστούµε ; Υπολογίστε το µέσο αριθµό των παγιδευµένων ηλεκτρονίων και τη µέση ενέργεια του συνόλου τους. (ϐ) Παρουσία ενός µαγνητικού πεδίου B οι ενεργειακές καταστάσεις της κάθε παγίδας γίνονται : E = E o µ B B, E = E o + µ B B και E = 2E o + g. Να ϐρείτε την ολική µαγνητική ϱοπή Μ του συστήµατος των N παγίδων. 2

Στατιστική Μηχανική 3. Θεωρήστε ένα ιδανικό κβαντικό αέριο ϕερµιονίων σε ισορροπία σε ϑερµοκρασία Τ. Για κάποια µονοσωµατιδιακή κατάσταση, η συνάρτηση επιµερισµού είναι Z = n e nβ(µ ε). (α) Να ϐρείτε τον µέσο αριθµό καταλήψεως < n > της µονοσωµατιδιακής κατάστασης. (ϐ) Να ϐρείτε την πιθανότητα P (n) να υπάρχουν n ϕερµιόνια σε µία κατάσταση και να την εκφράσετε συναρτήσει του < n >. (γ) Να ϐρείτε την < n 2 > συναρτήσει του < n >. Η εξέταση πραγµατοποιείται µε κλειστά ϐιβλία/σηµειώσεις. Κάθε ϑέµα να απαντηθεί σε διαφορετική κόλλα χαρτί. Τα ϑέµατα είναι ισοδύναµα. Να απαντήσετε 1/3 ϑέµατα Στατιστικής & 2/3 ϑέµατα Ηλεκτροµαγνητισµού ή 2/3 ϑέµατα Στατιστικής & 1/3 ϑέµατα Ηλεκτροµαγνητισµού Καλή επιτυχία. 3