Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34

Σχετικά έγγραφα
Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ 5 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Προθεσµία παράδοσης 6/5/08

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ Ενδεικτικές λύσεις 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ

x L I I I II II II Ακόµα αφού η συνάρτηση στην θέση x=0 είναι συνεχής, έχουµε την παρακάτω συνθήκη. ηλαδή οι ιδιοσυναρτήσεις είναι

( J) e 2 ( ) ( ) x e +, (9-14) = (9-16) ω e xe v. De = (9-18) , (9-19)

Λύση 10) Λύση 11) Λύση

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

Το άτομο του Υδρογόνου- Υδρογονοειδή άτομα

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

Ατομική δομή. Το άτομο του υδρογόνου Σφαιρικά συμμετρικές λύσεις ψ = ψ(r) Εξίσωση Schrodinger (σφαιρικές συντεταγμένες) ħ2. Εξίσωση Schrodinger (1D)

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

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 30 Αυγούστου 2010 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 2,5 ώρες.

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Απολυτήριες εξετάσεις Γ Τάξης Ημερήσιου Γενικού Λυκείου ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

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

Μάθηµα 13 ο, 30 Οκτωβρίου 2008 (9:00-11:00).

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Μοριακή Δομή ΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

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

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

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Στατιστική Φυσική Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ κβαντισμένη h.f h = J s f = c/λ h.c/λ

Ασκήσεις Φασµατοσκοπίας

Διάλεξη 3: Το άτομο του Υδρογόνου. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για το κεντρικό δυναμικό

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 31 Γενάρη 2012 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 3 ώρες.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Το άτομο του Υδρογόνου Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΕΑΠ ΦΥΕ 34. ( γ ) Βρείτε την ενέργεια σε ev του φωτονίου της σειράς Balmer, που έχει το

Ο Πυρήνας του Ατόμου

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

Αρχίζουµε µε την µη συµµετρική µορφή του απειρόβαθου κβαντικού πηγαδιού δυναµικού, το οποίο εκτείνεται από 0 έως L.

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Κομβικές επιφάνειες. Από τη γνωστή σχέση: Ψ(r, θ, φ) = R(r).Θ(θ).Φ(φ) για Ψ = 0 θα πρέπει είτε R(r) = 0 ή Θ(θ).Φ(φ) = 0

KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

α. φ 1. β. φ 2. γ. φ 3. δ. φ 4. Μονάδες 5

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

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

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Εφαρμογές κβαντικής θεωρίας

Κύριος κβαντικός αριθμός (n)

Συμπέρασμα: η Η/Μ ακτινοβολία έχει διπλή φύση, κυματική και σωματιδιακή.

Ηλεκτρονική φασματοσκοπία ατόμων

Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις

Μάθημα 7 & 8 Κβαντικοί αριθμοί και ομοτιμία (parity) ουσιαστικά σημεία με βάση το άτομο του υδρογόνου ΔΕΝ είναι προς εξέταση

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. 100 Ερωτήσεις τύπου Σωστού Λάθους Στο τέλος οι απαντήσεις

Απολυτήριες εξετάσεις Γ Τάξης Ημερήσιου Γενικού Λυκείου ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

Η Ψ = Ε Ψ. Ψ = f(x, y, z, t, λ)

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Γιώργος Καντώνης

Εξετάσεις 1ης Ιουλίου Για την ϐασική κατάσταση του ατόµου του Υδρογόνου της οποίας η κανονικοποιηµένη στην µονάδα

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα

Συστήματα Πολλών Σωματίων

Κβαντομηχανική Ι 3o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

Θεωρία Υλικών, 11/2/2011

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

Ασκήσεις Σύγχρονης ΙΙ ( Ατομική και Μοριακή) Αριθ. Φυλ. 1(Κεφ.8)

Διάλεξη 6: Ατομική Δομή Συμμετρία Εναλλαγής

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ατομική Δομή ΙΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

E n. n me. ν = R. (1.39 Å) και C-H (1.08 Å). = 12 2 H

Το θεώρηµα Hellmann- Feynman

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 08 / 09 /2013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δ. ΣΚΑΡΛΑΤΟΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34. Ιούλιος 2008 KYMATIKH. ιάρκεια: 210 λεπτά

4 η δεκάδα θεµάτων επανάληψης

Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

3. Σε ένα λαµπτήρα πυρακτώσεως βολφραµίου: α. παράγεται κατά κύριο λόγο ορατό φως από την αποδιέγερση των ατόµων του βολφραµίου.

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

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 6

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. β. ανιχνεύεται με τους φωρατές υπερύθρου.

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι Τελική (επί πτυχίω) Εξέταση: 17 Ιούνη 2013 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ΘΕΜΑ 1[ ]

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

Μάθημα 15 β-διάσπαση B' μέρος (διατήρηση σπίν, επιτρεπτές και απαγορευμένες

Μοριακά φάσματα. Όσον αφορά τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο, αυτά μελετήθηκαν σε μια πρώτη προσέγγιση μέσω της μεθόδου LCAO.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

Transcript:

Σύγχρονη Φυσική ΦΥΕ 6/7/8 Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ Ιούλιος 8 Θέµα ο (Μονάδες:.5) ΣΥΓΧΡΟΝΗ ιάρκεια: λεπτά Για x η κυµατοσυνάρτηση πρέπει να µηδενίζεται λόγω απειρισµού του δυναµικού. Από τη συνέχεια της κυµατοσυνάρτησης στο σηµείο x x / C ψ () Be B Από την εξίσωση του Shroedinger για x> ħ d ψ ( x) + V ( x) ψ ( x) Eψ ( x) m dx Aħ x e x + + mω x Ae E Axe C m C x / C x / C x / C ħ ħ ħ ħ A mω x + A E x C C mc mc m ω mω όπου χρησιµοποιήσαµε d x / C d x / C x x / C ψ ( x) ( Axe ) A e e dx dx C x x x x / C A x x / C A + e x e + C C C C C και το γεγονός ότι για να µηδενίζεται το πολυώνυµο του x για οποιαδήποτε τιµή του x θα πρέπει να µηδενίζονται όλοι οι συντελεστές των δυνάµεων του x. Η αρνητική ρίζα στο C απορρίπτεται γιατί θα έδινε κυµατοσυνάρτηση που απειρίζεται στο x +. Επίσης για την ενέργεια βρίσκουµε ħ E ħ ω mc Η σταθερά Α µπορεί να προσδριοριστεί από την κανονικοποίηση + + / / x / C πc 8 mω dxψ ( x) A dx x e A A / 8 πc π h Β) + + x / C C C x dxxψ ( x) A dx x e A 8 π ħ π mω όπου χρησιµοποιήσαµε τα ολοκληρώµατα από το τυπολόγιο των θεµάτων.

Σύγχρονη Φυσική ΦΥΕ 6/7/8 Θέµα ο (Μονάδες:.5) Οι ενέργειες των καταστάσεων του τρισδιάστατου κουτιού δίνονται από τη σχέση (7.8) του βιβλίου των Serway&Moses h Enm l ( n + m + l ), n, m, l,,, Λαµβάνοντας υπόψιν ότι τα ηλεκτρόνια είναι φερµιόνια και σύµφωνα µε την απαγορευτική αρχή του Pauli, µπορούµε να τοποθετήσουµε το πολύ δύο, µε αντιπαράλληλα σπιν, σε κάθε ενεργειακή κατάσταση του πηγαδιού σύµφωνα µε το Σχήµα. (,,) Εποµένως η ολική ενέργεια του συστήµατος στη βασική κατάσταση ισούται µε h h E ( E+ E + E + E) + E ( + 6+ 9+ ) + ml h L.5µ m me Θέµα (Μονάδες:.) Α) Το µέτρο της στροφορµής δίνεται από τη σχέση L l( l+ ) ħ l( l+ ) ( L / ħ ). Με αντικατάσταση βρίσκουµε 5.8 6 l l( l+ ) l + l. 6.58 l Προφανώς η αρνητική λύση απορρίπτεται και άρα o κβαντικός αριθµός περιστροφής είναι l. Η ολική ενέργεια του µορίου λόγω ταλάντωσης και περιστροφής δίνεται από τη σχέση (.) του βιβλίου των Serway&Moses ħ Erot vib { l( l+ ) } + ν + ħ ω () Icm Εφόσον µας δίνεται η ολική ενέργεια της διεγερµένης κατάστασης, για να υπολογίσουµε τον κβαντικό αριθµό ταλάντωσης ν, πρέπει να υπολογίσουµε τη ροπή αδράνειας mcmo u 6u Icm µ R R R 6.857 u R m + m u+ 6u () C O E nm h 9 6 (,,) (,,) (,,) (,,) (,,) (,,) (,,) Icm 6.857.666 (. ) kg m.5 kg m και τη συχνότητα ταλάντωσης 7 9 6 (,,) (,,) (,,)

Σύγχρονη Φυσική ΦΥΕ 6/7/8 K 86 ω rad ω.6 rad/s µ 6.857 u m kg () Από τις (), () υπολογίζουµε την ενέργεια ταλάντωσης Evib Erot vib Erot.9.9 ev.99 ev και κάνοντας χρήση της () βρίσκουµε.99 ν + ħ ω.99ev ν +.5 ν -6 6.58.6 Β) Αφού το µόριο αποδιεγείρεται, οι κανόνες επιλογής είναι ν, l±. Άρα οι κβαντικοί αριθµοί των σταθµών στις οποίες είναι δυνατόν να αποδιεγερθεί το µόριο είναι {ν, l} και {ν, l}. Θέµα (Μονάδες:.) Α) Το ιόν του Li + έχει µόνο ένα ηλεκτρόνιο, άρα συµπεριφέρεται σαν υδρογονοειδές άτοµο µε Ζ και η ενέργεια της στάθµης n δίνεται από τη σχέση (7.) του βιβλίου των Serway, Moses, Moyer ke Z Z En (.6eV), n,,,... a n n Άρα η ενέργεια της ακτινοβολίας που εκπέµπεται κατά τη µετάβαση από µια διεγερµένη κατάσταση µε κβαντικό αριθµό n στην θεµελιώδη ( n ) είναι: E En E hf (.6 ev ) n 5 6.6.95.5 n.6 n Εφόσον n, οι δυνατές τιµές του κβαντικού αριθµού της στροφορµής είναι l,. Όµως επειδή οι ατοµικές µεταβάσεις υπακούουν στους κανόνες επιλογής l± και m l, ±, συµπεραίνουµε ότι ο κβαντικός αριθµός της στροφορµής γι αυτή τη διεγερµένη κατάσταση είναι l. Το ακτινικό µέρος της κυµατοσυνάρτησης σε αυτή την περίπτωση θα είναι (πίνακας 7. του βιβλίου των Serway&Moses) / r r / a R( r) e a a όπου a.59 Å η ακτίνα του Bohr. Β) Η πιο πιθανή απόσταση είναι η τιµή του r που κάνει την ακτινική πυκνότητα r r / a πιθανότητας P( r) r R( r) e µέγιστη. Τα ακρότατα βρίσκονται a a από r r 9r r / a r r / a dp( r) / dr e r e r a / a a a a r+

Σύγχρονη Φυσική ΦΥΕ 6/7/8 Παρατηρούµε ότι η πρώτη λύση µηδενίζει την ακτινική πυκνότητα πιθανότητας P( r ) και άρα πρόκειται για ελάχιστο. Ελάχιστο έχουµε επίσης στο r + και συνεπώς στο σηµείο r a / έχουµε µέγιστο καθώς P( r). Άρα η πιο πιθανή απόσταση ηλεκτρονίου-πυρήνα είναι r a /.75A Θέµα 5 (Μονάδες:.5) Α) Η πιθανότητα καταλήψεως δίνεται από την κατανοµή Fermi-Dirac (σελ του βιβλίου των Serway&Moses) f ( E) + e E E F Εποµένως η πιθανότητα µια στάθµη να είναι µην είναι κατειληµµένη είναι -f(e). Άρα: + e f ( EF ε ) ε ε ε f ( EF + ε ) + e + e e + Β)Λύνοντας ως προς Ε έχουµε f ( E) ln E E F E EF f () + e ίδεται f %., T (7+7) K K 5 Άρα E EF 8.67 ( ev / K) K ln.ev. Γ)Σύµφωνα µε το ερώτηµα (Α) και αφού 99% -%, η ακατάληπτη στάθµη κείται. ev κάτω από τη στάθµη Fermi, πράγµα που επαληθεύεται και από την () µε f.99. Θέµα 6 (Μονάδες:.5).69.69 Η σταθερά διάσπασης είναι λ.589 T/.75 y εποµένως σύµφωνα µε τη σχέση (.7) του βιβλίου των Serway&Moses 9 9 7 λ t +λ t (.6 s )(.6 y)(.56 s y) o o o e e e.69 o 85 ε. y Έχουµε + : ολικός αριθµός ατόµων ρουβιδίου τη χρονική στιγµή t (δηµιουργία του ηλιακού συστήµατος) 85 9 + : ολικός αριθµός ατόµων ρουβιδίου τη χρονική στιγµή t.6 y (σήµερα). Προφανώς ισχύει 85 85 και διότι το ισότοπο 85 Rb είναι σταθερό: δεν αποδιεγείρεται αλλά και δεν δηµιουργούνται νέα άτοµα 85 Rb κατά τη διάσπαση του Rb ( Rb Sr +β ), δηλαδή Ν<Ν. Η ζητούµενη ποσότητα είναι λοιπόν

Σύγχρονη Φυσική ΦΥΕ 6/7/8.69 85.69 x () 85 85 + +.69 +.69 85 85 Από τα δεδοµένα:.78,.77.856 () 85 85 85 + + και µε αντικατάσταση στην ():.69.856 x.9 9.% που είναι το ποσοστό των ατόµων Rb +.69.856 κατά τη δηµιουργία του ηλιακού συστήµατος. ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ + + dx x e dx x e a x a x a π a 5