Skriftlig Eksamen i Moderne Fysik

Transkript

1 Moderne Fysik 10 Side 1 af 7 Navn: Storgruppe: i Moderne Fysik Spørgsmål 1 Er følgende udsagn sandt eller falsk? Ifølge Einsteins specielle relativitetsteori er energi og masse udtryk for det samme grundlæggende fænomen blot målt i to forskellige enheder. Sandt: Falsk: Spørgsmål 2 I den specielle relativitetsteori optræder den såkaldte gammafaktor, som er givet ved: γ = 1 1 v c 2 2 8, hvor c 310 m s er lysets fart i vakuum. Hvor stor en total relativistisk energi Etot = Ekin + Ehvile har en partikel med hvilemassen m 0 i de følgende tre tilfælde: a) Når den bevæger sig med farten v? b) Når den bevæger sig med farten v = 0? c) Når den bevæger sig med farten v = c? Spørgsmål 3 Hvor stor en energi har en foton, som er kendetegnet ved frekvensen ν? Spørgsmål 4 Hvor stor er fotonens hvilemasse?

2 Moderne Fysik 10 Side 2 af 7 Spørgsmål 5 Hvad udtrykker den såkaldte de Broglie-relation h p =? λ Spørgsmål 6 Ifølge Heisenbergs Usikkerhedsrelation gælder: ΔxΔpx h 4π, hvor Δ x og usikkerhederne på hhv. stedkoordinaten x og bevægelsesmængden px mvx. Δ px er Hvad bliver ifølge denne relation konsekvensen af at måle x eksakt ( Δ x = 0 )? Spørgsmål 7 Hvilke to fremtrædende fysikere var rygende uenige om fortolkningen af det kvantemekaniske princip om uforudsigelighed? Spørgsmål 8 a) Hvad kaldes den størrelse Ψ ( x, yzt, ; ), som ifølge kvantemekanikken kendetegner alle partikler med en hvilemasse? b) Hvad hedder den differentialligning, som disse Ψ ( x, yzt, ; ) opfylder? 2 c) Hvad er størrelsen P = Ψ( x, y, z; t) dxdydz et udtryk for? V V

3 Moderne Fysik 10 Side 3 af 7 Spørgsmål 9 a) Hvor mange elektroner kan der højst være i en kvantetilstand? b) Hvilke spin-tilstande kan en elektron befinde sig i? Spørgsmål 10 Hvilke type materialer har båndstrukturer som vist i henholdsvis a) og b)? Spørgsmål 11 Hvad må der gælde om båndgabet E g for: a) almindeligt vinduesglas? b) et orange materiale? (for blå, som er komplementærfarven til orange, er 430nm λ ) Spørgsmål 12 Hvad hedder det fænomen, som laserprincippet bygger på. Stimuleret Absorption, Spontan Emission eller Stimuleret Emission?

4 Moderne Fysik 10 Side 4 af 7 Spørgsmål 13 Nævn nogle egenskaber ved laserlys, som adskiller det fra almindeligt lys. Spørgsmål 14 Hvorfor er det nødvendigt at skabe populationsinversion i en laser? Spørgsmål 15 Giv mindst fem eksempler på anvendelse af lasere i dagligdagen. Spørgsmål 16 Hvorved adskiller holografi sig fra traditionel fotografi? Spørgsmål 17 a) For A, B, x og y reelle tal hvad bliver da absolutkvadratet Ae ix iy 2 + Be? b) For a, b, c og d reelle tal hvad bliver da: )? ( a ib) ( c id

5 Moderne Fysik 10 Side 5 af 7 Spørgsmål 18 Hvad hedder elektronens antipartikel, og hvilken ladning har denne antipartikel? Spørgsmål 19 Nævn de fire grundlæggende naturkræfter. Spørgsmål 20 Hvilken partikel er ansvarlig for den elektromagnetiske vekselvirkning mellem en elektron og en atomkerne? Spørgsmål 21 Tyngdekraften er en langtrækkende kraft med en i princippet uendelig stor rækkevidde. Hvad siger det om hvilemassen af gravitonen, som er den kraftoverførende partikel for tyngdekraften? Begrund dit svar. Spørgsmål 22 Ifølge Standardmodellen er al stof opbygget af 12 byggesten. Hvad hedder disse 12 byggesten?

6 Moderne Fysik 10 Side 6 af 7 Spørgsmål 23 Hvilket låneord fra engelsk bruges til at betegne universets skabelse? Spørgsmål 24 a) Hvordan måles universets udvidelse? b) Hvad er sammenhængen mellem denne målemetode og lyden af en sirene fra en ambulance, som er på vej væk? Spørgsmål 25 Hvad er universets skæbne, hvis dets masse er hhv. mindre end og større end den kritiske masse? Spørgsmål 26 Nævn og beskriv de forskellige typer af radioaktiv stråling. Spørgsmål 27 Hvad har den største masse, en proton og en neutron deuteriumkerne 2 1H ( m deu), og hvorfor forholder det sig sådan? ( mp mn + ) eller en

7 Moderne Fysik 10 Side 7 af 7 Spørgsmål 28 Udfyld Z, A og X for følgende fusionsproces: 2 3 A 1 H + H X + n. 1 1 Z 0 Spørgsmål 29 Beskriv de mekanismer, som ligger bag en gasskys omdannelse til en energiproducerende stjerne. Spørgsmål 30 Hvilken parameter afgør, om en stjerne ender sit liv som en brun eller hvid dværg eller som en neutronstjerne eller et sort hul?