MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA"

Transkriptio

1 2009 pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA Yo-kirjoituksissa usein kysyttyjen aiheiden kertausta Aiheittain niputettuja yo-tehtäviä ratkaisuaskelineen Kokeellista työskentelyä simulaatioilla

2 Sivu 2

3 Sisältö Ydinfysiikan tehtäviä yleisesti tehtävä S01 (Voimat, joiden ilmentymää kaikkeus on )... 5 Ratkaisemattomat mysteerit fysiikassa tehtävä S2000 (Ydinfysiikan alku) tehtävä K2001 (Ydinhajoaminen ts. radioaktiivisuus) tehtävä K2003 (Väitteitä näkymättömästä) tehtävä K2001 (Fotonin, eli gammakvantin emissio ja liikemäärän säilyminen) tehtävä S2001 (Radioaktiivisuus, puoliintumisaika)... 9 Ydinsäteilyn lajit lyhyesti... 9 β -hajoaminen...10 β+-hajoaminen...10 Elektronisieppaus (EC)...10 Neutronisieppaus tehtävä S2002 (Ydinhajoaminen, ydinkartan käyttö) tehtävä S96 (Ydinhajoaminen, ydinkartan käyttö) tehtävä S2003 (Ydinreaktio, massavaje, E = mc2) tehtävä kevät 2008 ( reaktioyhtälö, näytteen aktiivisuus, ainemäärä) tehtävä kevät 2007 (viritysenergia, liikemäärän säilyminen) tehtävä kevät 2006 (ydinvoimala, ydinten törmäys) tehtävä syksy 2007 (Radiohiilimenetelma, hajoamislaki, isotooppisuhde) tehtävä kevät 2006 (neutronisieppausreaktio, hajoamiskanavat) tehtävä syksy 2004 (fissio, puoliintumisaika, aktiivisuus) tehtävä kevät 2004 (ydinreaktioyhtälö, rekyyliytimien liike-energiat) tehtävä syksy 99 (säteilyn vaimeneminen väliaineessa) tehtävä syksy 98 (radon, säteilyn sovelluksia) tehtävä syksy 95 (ydinreaktio, Q-arvo, liike-energia) tehtävä syksy 94 (geigerlaskurin tulkinta, aktiivisuus) tehtävä syksy 93 (säteilyn ilmaiseminen) tehtävä syksy 92 (radiohiiliajoitus) Sivu 3

4 10. tehtävä syksy 89 (ytimien törmäys, liikemäärän säilyminen) tehtävä syksy 88 (Valon hiukkas- ja aaltoluonne) tehtävä syksy 88 (aktiivisuuden määrittäminen, mittausdatasta) tehtävä kevät 87 (säteilylajit) tehtävä syksy 87 (tehon tuotto ydinreaktiossa, fuusioreaktio) tehtävä syksy 87 (ytimen rakenne) tehtävä syksy 86 (puoliintumisajan määrittäminen) tehtävä kevät 86 (massakato, sidosenergia) Hiukkaskiihdyttimet ja sähkömagneettiset kentät...19 Syklotroni...20 Hiukkaskiihdyttimiin liittyvät fysiikan YO-tehtävät tehtävä syksy tehtävä syksy tehtävä syksy tehtävä kevät tehtävä syksy tehtävä kevät tehtävä kevät tehtävä syksy tehtävä kevät Hiukkaset ovat aaltoja ja aallot ovat hiukkasia...22 Joitakin aaltohiukkasdualismiin liittyviä simulaatioita...22 Käynnistä simulaatio!...23 Irrotustyö φ...24 Irrotustyön φ kokeellinen määrittäminen...25 Tehtäviä: Yo tehtävä 14, kevät Yo tehtävä 15, kevät Yo tehtävä 9, kevät Yo tehtävä 7, syksy Yo tehtävä 9, syksy Sivu 4

5 Ydinfysiikan tehtäviä yleisesti 1. tehtävä S01 (Voimat, joiden ilmentymää kaikkeus on ) a) Kaikki fysiikassa esiintyvät voimat aiheutuvat viime kädessä neljästä perusvuorovaikutuksesta. Luettele nämä vuorovaikutukset. b) Selitä, mikä perusvuorovaikutus on hallitseva seuraavissa ilmiöissä: 1. Paperisilppu tarttuu kampaan, jolla on juuri kammattu hiuksia. 2. Kuu kiertää Maata. 3. Atomiydin pysyy koossa. 4. Pallo pomppaa lattiasta. Ajattelun avuksi Sivu 5

6 Ratkaisemattomat mysteerit fysiikassa Jyväskylän yliopiston fysiikanlaitoksen rekyylierottelija, jolla tutkitaan superraskaiden ydinten hajoamista. Laite rakentuu sähkömagnetismin lainalaisuuksien perustalle Dipolimagneetti, kvadrupolit (Q1, Q1, Q3) ja fokaalitaso, jossa GREAT-spektrometri. Kohtion ympärille pallon muotoon asetetut germaniumilmaisimet gamma kvanttien ilmaisua varten (JUROGAM). Sivu 6

7 9. tehtävä S2000 (Ydinfysiikan alku) a. Rutherfordin koe b. Alfahiukkanen lentää kohti kultaydintä ja siroaa takaisin tulosuuntaansa. Kuinka suuri on α- hiukkasen ja kultaytimen keskipisteen välinen etäisyys pienimmillään, kun α-hiukkasen energia on 4,8 MeV? Pallosymmetrisen elektroniverhon vaikutus ytimen läheisyydessä on merkityksetön. Ajattelun avuksi 1. Alla olevista kuvista saat vihjeitä ensimmäiseen kohtaan 2. Toinen kohta on erikoistapaus, jossa α-hiukkanen siroaa täsmälleen kohtisuoraan taaksepäin kultaytimestä. 3. Kaksi samanmerkkistä varausta lähestyy toisiaan ja α-hiukkasen liike-energia alkaa muuttua sähköiseksi potentiaalienergiaksi kultaytimen sähkökentässä. 4. Pisteessä, jossa α-hiukkanen on lähimpänä kultaydintä, liike-energia on muuttunut kokonaan sähköiseksi potentiaalienergiaksi. 5. Tee energiaperiaatteen mukainen yhtälö ja ratkaise r min Simuloi Rutherfordin koetta osoitteessa hp?sim=rutherford_scattering Kuva 2 Kokeen tulos Jaksollisesta järjestelmästä selviää, että kultaytimessä on 79 protonia ja heliumatomin ytimessä on 2 protonia, joten varaukset ovat siis Kuva 1 Kokeen oletus Sivu 7

8 2. tehtävä K2001 (Ydinhajoaminen ts. radioaktiivisuus) Radioaktiivisten aineiden hajotessa pysymättömät ytimet hajoavat lähettäen ionisoivaa säteilyä. a. Mitkä ovat tämän säteilyn lajit? b. Erään jodinäytteen aktiivisuus riippuu ajasta oheisen kuvion mukaisesti. Konstruoi kuvaajaan aikaskaala, kun tiedetään, että tämän jodi-isotoopin puoliintumisaika on 25 min. Määritä sen jälkeen kuvaajasta aika, jonka kuluessa näytteen aktiivisuus on pienentynyt kymmenenteen osaan alkuperäisestä. Opastus: Täydennetty kuvaaja on piirrettävä vastauspaperiin, mutta kysytyn ajan mahdollisimman tarkka arvo kannattaa määrittää tehtäväpaperin kuvaajasta. Ajattelun avuksi 1. Aluksi Jodinäytteen aktiivisuus on 160kBq. Yhden puoliintumisajan (25 min) jälkeen 80 kbq. Tästä taas puolet ajan 50 min jälkeen jne 2. Merkitse aika-akselille sopiva jako ja katso vastaus kuvaajasta. 1. tehtävä K2003 (Väitteitä näkymättömästä) Perustele lyhyesti, mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa ja mitkä eivät: a) Luonnossa on aina jonkin verran ionisoivaa ("radioaktiivista") säteilyä. b) Röntgenkuvia otettaessa voidaan säteilylle herkkiä elimiä suojata lyijylevyillä. c) Radonytimistä lähtevät -hiukkaset voivat kulkeutua tuulen mukana pitkiäkin matkoja. d) Pääasiallinen syy ydinjätteen sijoittamiseen yli puolen kilometrin syvyydelle kallioperään on se, että jätteestä lähtevä säteily vaimenee kallioon. Sivu 8

9 9. tehtävä K2001 (Fotonin, eli gammakvantin emissio ja liikemäärän säilyminen) Mangaaniytimen hajotessa syntyvä 54Cr-ydin emittoi fotonin, jonka energia on 0,835 MeV. Minkä vuoksi fotoni emittoituu? Kuinka suuren rekyylienergian kromiydin saa emissiotapahtumassa? Ajattelun avuksi 1. PIIRRÄ AINA ENSIN KUVA! ja merkitse siihen positiivisen liikkeen suunta ja nopeudet. 2. Liikemäärä säilyy emissiossa, tämän pohjalta saat selville kromiytimen nopeuden. 3. Kromiytimen nopeuden selvitettyäsi pystyt laskemaan liike-energian, eli rekyylienergian. 4. Oleta, että Cr-ydin on aluksi levossa 5. Käytä fotonin liikemäärän kaavaa p γ = E γ c 13. tehtävä S2001 (Radioaktiivisuus, puoliintumisaika) a) Verraten yleisen käsityksen mukaan radioaktiivinen aine on säteilyturvallisuuden kannalta sitä hankalampaa, mitä pidempi on radioisotoopin puoliintumisaika. Kommentoi käsityksen paikkansapitävyyttä. b) Persianlahden ja Kosovon sodissa käytettiin panssarintorjunta-ammuksia, joiden läpäisykärki oli lähes puhdasta 238U-isotooppia. Tämän isotoopin, "köyhdytetyn uraanin", puoliintumisaika on 4, a. Oletetaan, että tällainen läpäisykärki leviää räjähdyksessä pölynä ilmaan. Laske yhteen kuutiometriin ilmaa sisältyvä 238U-aktiivisuus, jos uraania on ilmassa 10 mg/m³. Ajattelun avuksi Muista, että radioaktiivisen näytteen aktiivisuus A riippuu näytteen ydinten määrästä N sekä puoliintumisajasta T seuraavasti: A = λn = ln 2 N. T Ydinsäteilyn lajit lyhyesti Alfasäteilyssä atomin ytimestä poistuu alfahiukkanen, jonka jälkeen ytimen massaluku A pienenee neljällä ja järjestysluku Z kahdella. Esimerkiksi: Toisin kirjoitettuna: Sivu 9

10 β -hajoaminen Tässä hajoamisessa toimii heikkoydinvoima, neutroni muuttuu protoniksi. Ydin emittoi lisäksi elektronin ja anti-neutriinon: β+-hajoaminen Protoni muuntuu neutroniksi, positroniksi ja neutriinoksi: Esimerkkejä: (β - säteily) (β+- säteily) Elektronisieppaus (EC) Elektronisieppauksessa muodostuva uusi alkuaine on järjestysluvultaan aikaisempaa yhtä pienempi. esimerkkejä: Neutronisieppaus Neutronisieppauksessa atomiytimen massa kasvaa sen siepattua lähelle tulleen vapaan neutronin. Neutroni hajoaa protoniksi ja elektroniksi, jolloin ydin muuttuu seuraavaksi raskaamman alkuaineen ytimeksi. Rautaa raskaammat alkuaineet syntyvät yleensä tällä tavalla. Sivu 10

11 9. tehtävä S2002 (Ydinhajoaminen, ydinkartan käyttö) Neutronin aiheuttamassa 235 U:n fissiossa syntyy mm. nuklidia 90 Sr ja vapautuu kolme neutronia. a) Kirjoita reaktioyhtälö. b) Miksi alkuaineeksi Sr:n ohella syntyvä keskiraskas nuklidi muuttuu vuoden kuluessa? Ajattelun avuksi 235 U 90 Sr Tilanne on siis viereisen kuvan kaltainen ja sinun pitäisi selvittää mikä on toinen uraanista halkeava ydin. 1. Kun saat ytimen selville, etsi ko. ydin yllä olevasta ydinkartasta ja katso millä tavalla se hajoaa. 2. Muista, että β hajoamisessa neutroni muuttuu protoniksi! Lisäksi ydin emittoi elektronin (β-hiukkasen) sekä neutriinon. β + (tai β) hajoamisessa protoni muuttuu puolestaan neutroniksi. Sivu 11

12 Esimerkki 238 U hajoamisketjusta Yllä olevassa kartassa pystyakselilla on nyt massaluku A, joka on protonien Z ja neutronien N summa. Huomaa, että alfa-hajoamisessa protonien määrä putoaa kahdella ja massaluku neljällä. Isompi kuva ydinkartasta. 1. Hajoaminen tapahtuu aina stabiilisuuden laakson suuntaan. 2. Neutronirikkaat ytimet hajoavat β - emissiolla 3. Protonirikkaat ytimet hajoavat β + emissiolla. 4. Raskaat ytimet tulevat alas ensin alfoina ja jäävät usein viritettyyn tilaan, joka purkautuu gammasäteilynä. Sivu 12

13 10. tehtävä S96 (Ydinhajoaminen, ydinkartan käyttö) a) Radioaktiivisten ytimien hajoamistapoja ovat mm. -, ß - - ja ß + - hajoaminen sekä elektronisieppaus (ε). Elektronisieppauksessa ydin sieppaa yhden elektroniverhon sisimmäisistä elektroneista. Kirjoita ytimien 214 Po, 211 Pb ja 207 Bi hajoamisreaktiot alla olevan nuklidikartan avulla. b) 232 Th-ytimestä alkavassa hajoamisketjussa syntyy mm. 216 Po-ydin. Myös 216 Po-ytimen hajoamista seuraa useita peräkkäisiä hajoamistapahtumia, kunnes tuloksena on stabiili loppuydin. Mikä tämä ydin on? Ydinsäteily silminnähtäväksi simulaatioilla! Havainnoi ydinhajoamisen eri muotoja osoitteessa: Sivu 13

14 9. tehtävä S2003 (Ydinreaktio, massavaje, E = mc 2 ) Kahden deuteriumytimen törmäysreaktiossa voi syntyä yksi neutroni ja eräs nuklidi. a) Kirjoita reaktioyhtälö. b) Kuinka paljon energiaa vapautuu yhdessä tällaisessa reaktiossa? c) Tavallisen veden vetyatomeista on 0,015 % deuteriumatomeja. Kuinka paljon energiaa vapautuisi, jos yhden vesilitran sisältämä deuterium pystyttäisiin kokonaan käyttämään energian tuottamiseen em. reaktion avulla? Ajattelun avuksi Mitä palikoita jää jäljelle kahdesta deuterium ytimestä 2 1 H, kun toisena reaktiotuotteena ulos lentää 1 neutroni 0 n? Jäljelle jää 2 protonia ja 1 neutroni, joten reaktioyhtälö on Ydinreaktiossa vapautuvan energian Q saat massavajeen kaavalla: Q = (lähtöydinten massat reaktiotuotteiden massat)c 2 Helpottavana esimerkkinä olkoon reaktio, jossa litiumia 7 Li pommitetaan protonisuihkulla. Reaktiotuotteena syntyy kaksi α-hiukkasta 4 He. Lasketaan reaktioenergia: Reaktioyhtälö: H + 3Li 2He + 2He Kaikkien ydinten massat taulukkokirjasta A: 1 1 H 1, u C: 4 2He 4, u B: 7 3Li 7, u D: 4 2He 4, u 8, u 8, u Vapautuva energia: Q = M A + A B M c M D c 2 = 0, u 931,5 MeV u = 17,35 MeV Valonnopeudelle kannattaa käyttää yksikköä MeV/u, jolloin c 2 =931,5 Mev/u Vapautuva energia on siis 17,35 MeV suurempi kuin protonin ja litiumytimen liikeenergia ennen törmäystä (eksoenerginen reaktio). Huom! Jos Q on negatiivinen, kyseessä on endoenerginen reaktio. Tämä tarkoittaa sitä, että ammushiukkasella on oltava liike-energiaa kohtioytimen vallin läpi tunkeutumiseen, jolloin ammushiukkasen liike-energia muuttuu uuden syntyvän ytimen massaksi. Endoenergisiä reaktiota ovat tyypillisesti reaktiot, joissa syntyy uusia raskaita alkuaineita. Sivu 14

15 9. tehtävä kevät 2008 ( reaktioyhtälö, näytteen aktiivisuus, ainemäärä) Vuoden 2006 marraskuussa sai maailman tiedotusvälineissä suurta huomiota Lontoossa asuneen venäläisen Aleksandr Litvinenkon myrkytyskuolema, jonka uskottiin aiheutuneen α-radioaktiivisesta polonium isotoopista 210 Po. Tätä voidaan valmistaa tuottamalla ensin ydinreaktorissa luonnon vismutista lyhytikäistä radioisotooppia 210 Bi, jonka hajoamistuotteena sitten syntyy isotooppia 210 Po. a) Kirjoita 210 Bi:n tuottoreaktion yhtälö sekä 210 Bi:n ja 210 Po:n hajoamisreaktioiden yhtälöt. (3p.) b) Miksi 210 Po on vaarallista erityisesti vasta kehon sisälle joutuessaan? (1p.) c) Kuinka monta radioaktiivista hajoamista sekunnissa tapahtuu yhdessä mikrogrammassa 210 Poisotooppia (2p.) Ajattelun avuksi 1. Pitkästä tehtävänannossa täytyy nopeasti kerätä oleellinen tieto. Alleviivaa tärkeät kohdat! 2. Etsi taulukkokirjasta luonnon vismutin massaluku ja katso mitä siihen pitää lisätä, jotta saataisiin 210 Bi isotooppia ja kirjoita tuottoreaktioyhtälö. Yleensä kohdeydintä ammutaan jollakin hiukkasella ja tämä hiukkanen tulee osaksi ydintä, jonka massaluku nousee. Mikä on tämä hiukkanen? 3. Vertaa 210 Bi ja 210 Po isotooppeja ja katso minkä hajoamisen täytyy olla kyseessä kun vismutti hajoaa poloniumiksi. Kirjoita reaktioyhtälö. 4. Tehtävän annosta selviää, että polonium-210 on alfa-aktiivinen, joten kirjoita reaktioyhtälö. Mikä alkuaine ja mikä isotooppi saadaan kun poloniumista vähennetään kaksi protonia ja kaksi neutronia? 5. Kohdassa c) sinulle annetaan vain näytteen massa, joten sinun pitää vielä aktiivisuuden selville saamiseksi hakea taulukosta polonium-210 moolimassa ja puoliintumisaika. 6. Muista! Kun jaat näytteen massan ko. aineen moolimassalla, saat näytteen moolien lukumäärän. Kun kerrot moolien lukumäärän Avogadron vakiolla (hiukkasia/mol) saat selville näytteen ydinten määrän N. 9. tehtävä kevät 2007 (viritysenergia, liikemäärän säilyminen) Lyhytikäisen 12 N-isotoopin β + -hajoamisen tulosydin jää hajoamisen jälkeen viritettyyn tilaan. Ydin siirtyy perustilaan emittoimalla gammafotonin, jonka energia on 15,102 MeV. Laske 12 C-ytimen gammaemissiossa saama liike-energia (rekyylienergia). Oletetaan, että ydin ei liiku fotonin emissiosuunnassa ennen emissiota. Kuinka suuri on 12 C-ytimen viritysenergia? Ajattelun avuksi 1. Liikemäärä säilyy aina, oli sitten kyseessä biljardipallot tai atomin ytimet! 2. Liikemäärän yhtälöstä saat selville rekyyliytimen nopeuden, jolloin sen liike-energian laskeminen on sinulle tuttua juttua. 3. Viritystilan energia on yhtä suuri kuin reaktiossa vapautuva kokonaisenergia, eli Sivu 15

16 11. tehtävä kevät 2006 (ydinvoimala, ydinten törmäys) Fissioon perustuvassa ydinvoimalassa neutronit hidastetaan termisiksi joko veden tai grafiitin avulla. a) Mikä muu oleellinen tehtävä vedellä on ydinreaktorissa? (2 p.) b) Grafiittihidasteisessa reaktorissa neutroni menettää eniten energiaansa täysin kimmoisessa suorassa törmäyksessä hiiliytimen kanssa. Oletetaan, että fissiossa vapautuva neutroni törmää levossa olevaan hiiliytimeen. Kuinka suuri osa neutronin liike-energiasta on jäljellä yhden törmäyksen jälkeen? (4 p.) 9. tehtävä syksy 2007 (Radiohiilimenetelma, hajoamislaki, isotooppisuhde) a) Radiohiiliajoituksen periaate (C-14 menetelmä) b) Nykyisin radiohiiliajoitukseen käytetään useimmiten hiukkaskiihdytintä, jolla määritetään suoraan isotooppien 14 C ja 12 C atomien lukumääräsuhde (isotooppisuhde) tutkittavassa näytteessä. Vuonna 1991 Tirolista löydetyn muumion Jäämies Ötzin radiohiiliajoitus antoi isotooppisuhteeksi 6, Mikä olisi muumion ikä tämän tiedon perusteella, kun vastaava isotooppisuhde elävässä puussa on 1, ? Ajattelun avuksi 1. Merkitse isotooppisuhteen näkyviiin. 2. Isotooppisuhteet pienenevät samoin kuin radioaktiivisten ydinten määrä, jolloin voit käyttää hajoamislakia N = N 0 e λt 9. tehtävä kevät 2006 (neutronisieppausreaktio, hajoamiskanavat) Sädehoitoa varten on ydinreaktorissa tuotettu luonnon jodista 127 I neutronisieppausreaktiolla radioaktiivista jodi-isotooppia 128 I, jonka puoliintumisaika on 25,0 min. a) Kuinka suuri on näytteen aktiivisuus, kun radioisotooppia 128 I on 2,0 ng? (2p.) b) Kuinka suuri on näytteen aktiivisuus ajan 2 h 5 min kuluttua a-kohdan tilanteesta? (1p.) c) 128 I:n hajoaminen voi tapahtua kolmella eri tavalla: β -, β + ja EC (elektronisieppaus). Kirjoita vastaavat reaktioyhtälöt. (3 p.) 9. tehtävä syksy 2004 (fissio, puoliintumisaika, aktiivisuus) Laboratorion neutronilähteenä käytetään radioisotooppia 252 Cf, joka hajoaa mm. itsestään fissioitumalla siten, että puoliintumisaika on 2,64 a. a) Selitä käsitteen fissio ja puoliintumisaika. b) Lähteen neutronituotto on ostohetkellä 9, n/s. Kuinka monta neutronia sekunnissa lähteestä emittoituu 6,5 vuoden kuluttua ostohetkestä? 12. tehtävä kevät 2004 (ydinreaktioyhtälö, rekyyliytimien liike-energiat) Espoon Otaniemessä sijaitsevan ydinreaktorin yhteydessä toimii uusi lääketieteellinen yksikkö, joka antaa potilaille ns. boorisieppaushoitoa (BNCT). Tässä täsmähoidossa boori saadaan kerääntymään aivokasvaimeen, jolloin kasvaimen booria sisältävät solut voidaan tuhota seuraavan ydinreaktion avulla: n + Li + He Määritä litiumytimen ja α-hiukkasen liike-energiat olettaen, että booriytimen törmäävän neutronin liikeenergia on mitätön reaktiossa vapautuvaan energiaan verrattuna. B Sivu 16

17 9. tehtävä syksy 99 (säteilyn vaimeneminen väliaineessa) Oheisessa kuvassa on esitetty gammasäteilyn matkavaimennuskerroin lyijyssä ja alumiinissä fotonin energian funktiona. a) Lyijylevyistä halutaan rakentaa säteilysuoja, joka heikentää 2,6 MeV:n gammasäteilyn voimakkuuden kymmeneen prosenttiin alkuperäisestä. Kuinka paksu lyijykerros tarvitaan? b) Kuinka suuri osa säteilystä absorboituisi lasketun paksuisessa alumiinikerroksessa? Säteilyn intensiteetin vaimeneminen aineessa, jossa x on tunkeutumissyvyys ja μ on matkavaimennuskerroin. I = I 0 e μx 2. tehtävä syksy 98 (radon, säteilyn sovelluksia) Oheinen kuvio esittää suomalaisten elinaikanaan saaman säteilyannoksen jakautumista eri säteilylähteiden kesken. a) Kuvaile radonin kulkeutumista ja terveyshaittoja. b) Anna esimerkkejä säteilyn lääkinnällisen käytön ja luonnon taustasäteilyn aiheuttamasta altistuksesta. 9. tehtävä syksy 95 (ydinreaktio, Q-arvo, liike-energia) Suunnitellussa deuterium-tritium-fuusioreaktorissa vapautuvat neutronit karkaavat sydäntä ympäröivään litium-vaippaan, jolloin osa niistä tuottaa fuusiopolttoaineena tarvittavaa tritiumia reaktion n + 6 Li 4 He + 3 H mukaisesti. a) Määritä reaktiossa vapautuva energia (reaktion Q-arvo). b) Määritä reaktiossa syntyvien hiukkasten liike-energiat olettaen, että reaktion saa aikaan levossa olevaan Li-ytimeen törmäävä terminen neutroni. (Termisen neutronin liike-energia on mitätön vapautuvaan energiaan verrattuna.) Tritiumin ( 3 H) atomimassa on 3, u. 7. tehtävä syksy 94 (geigerlaskurin tulkinta, aktiivisuus) Radioaktiivista näytettä tutkittiin geigerlaskurilla. Laskentataajuus pieneni 825 1/min 520 1/min ajassa 20 min. Taustasäteilystä johtuva keskimääräinen laskentataajuus samalla ilmaisimella mitattuna oli 110 1/min. a) Mistä taustasäteily voi olla peräisin? b) Kuinka suuri on tutkitun isotoopin puoliintumisaika? Sivu 17

18 +12. tehtävä syksy 93 (säteilyn ilmaiseminen) Ionisoivan säteilyn ilmaisimet. Tarkastele asiaa erityisesti säteilysuojelun kannalta, ts miten saadaan selville säteilyn voimakkuus ja laatu sekä se, mistä radioisotoopista säteily on peräisin. 9. tehtävä syksy 92 (radiohiiliajoitus) a) Radiohiiliajoituksen periaate. b) Arkeologisesta löydöstä otetun 1,0 g massaisen hiilinäytteen aktiivisuudeksi mitataan (7500 ± 90) 1/d (hajoamista/vrk). Laske näytteen ikä virherajoineen, kun tuoreesta puusta saadun 1,0 g hiilinäytteen keskimääräinen aktiivisuus on /d. Radiohiilen puoliintumisaika on 5730 a. 10. tehtävä syksy 89 (ytimien törmäys, liikemäärän säilyminen) Eräissä fissioreaktoreissa nopeat neutronit hidastetaan grafiitin avulla. Tällöin neutroni menettää eniten liike-energiaansa täysin kimmoisessa suorassa törmäyksessä hiiliytimen kanssa. a) Kuinka monta törmäystä vähintään tarvitaan, jotta neutroni, jonka energia on 1,5 MeV, hidastuisi termiseksi, ts. jotta sen energia pienenisi alle 0,025 ev? Hiiliatomien oletetaan olevan levossa ennen törmäystä. 15. tehtävä syksy 88 (Valon hiukkas- ja aaltoluonne) Modernissa fysiikassa puhtaan sähkömagneettisen säteilyn (esim. valon) dualistisesta luonteesta. Mitä tällä tarkoitetaan? Anna sopivia esimerkkejä. 11. tehtävä syksy 88 (aktiivisuuden määrittäminen, mittausdatasta) Radioaktiivista isotooppia sisältävässä näytteessä tapahtuvien hajoamisten lukumäärä mitattiin minuutin välein 15 s ajan. Mittaustulokset on esitetty oheisessa taulukossa: aika/min hajoamisten lukumäärä Laadi tuloksista graafinen esitys siten, että kuvaajaksi tulee suora ja määritä sen avulla radioaktiivisen isotoopin puoliintumisaika. 15. tehtävä kevät 87 (säteilylajit) Radioaktiiviset aineet lähettävät hajotessaan ominaisuuksia. -, ß- ja -säteilyä. Tarkastele vertaillen näiden säteilylajien 7. tehtävä syksy 87 (tehon tuotto ydinreaktiossa, fuusioreaktio) Tähdissä tapahtuu mm fuusioreaktio, jossa kolmesta 4 He-ytimestä syntyy välivaiheiden kautta 12 C-ydin. Eräässä tähdessä tässä prosessissa vapautuu energiaa 0, W teholla. Kuinka monta kilogrammaa heliumia kuluu sekunnissa? Heliumin isotooppimassa on 4, u. 15. tehtävä syksy 87 (ytimen rakenne) Tarkastele atomin ja ytimen rakennetta ja mittasuhteita. 7. tehtävä syksy 86 (puoliintumisajan määrittäminen) Maasälpänäyte sisältää 1,76 µg 40 K-isotooppia, joka hajoaa ß- ja -emissiolla. Näytteen gamma-aktiivisuus on 50 Bq, ja sen osuus on 11 % kokonaisaktiivisuudesta. Laske 40 K-isotoopin puoliintumisaika. 15. tehtävä kevät 86 (massakato, sidosenergia) Massakato (massavaje) ja sidosenergia. Miten nämä liittyvät ydinenergian vapauttamiseen? Sivu 18

19 Hiukkaskiihdyttimet ja sähkömagneettiset kentät Homogeeninen sähkökenttä kohdistaa varattuun hiukkaseen voiman F = qe Tämä voima antaa hiukkaselle den a = qe m Homogeeninen magneettikenttä kohdistaa varattuun liikkuvaan hiukkaseen voiman F = qvb Muista, että nopeus, voima ja magneettikenttä suuntautuvat toisiinsa viereisen kuvan esittämällä tavalla! Jos hiukkanen ammutaan alla olevan kuvan mukaisesti sähkö- ja magneettikenttään, saadaan nopeus valitsin. Hiukkanen jolla on tietty m/q arvo pääsee kenttien läpi. Hiukkaselle, joka halutaan lentävän suoraan ristiin asetettujen magneettikentän ja sähkökentän läpi kokonaisvoima F y = 0, jolloin täytyy olla qe + qvb = 0, josta seuraa hiukkasen nopeudelle v = E B Hiukkanen menettää sähköistä potentiaalienergiaansa, vaikka lentääkin suoraan, sillä magneettikentän vaikutus on sähkökentälle vastakkainen. Hiukkasen kineettinen energia on yhtä suuri kuin sähköisen potentiaalienergian menetys, eli 1 2 mv2 = ev v = 2eV m jolloin E B = 2eV m e m = E2 2VB 2 Sivu 19

20 Syklotroni Syklotronissa hiukkasen radalla pitävä keskeisvoima F=qvB. Hiukkasen lentoradan säde suurenee, koska D- muotoisten homogeenisten magneettikenttien välissä on alla olevan kuvan mukainen rako, jonka yli on kiihdyttävä sähkökenttä. Hiukkasta siis tönäistään kaksi kertaa jokaisella kierroksella. Hiukkasen radan säde saadaan seuraavasti: F = qvb = m v2 r r = mv qb Syklotronin periaatekuva sivulta ja ylhäältä katsottuna Hiukkaskiihdyttimiin liittyvät fysiikan YO-tehtävät 11. tehtävä syksy 2007 Ensimmäisessä rakentamassaan syklotronissa vuonna 1931 Ernest Orlando Lawrence käytti magneettia, jolla hän sai aikaan 0,35 T:n suuruisen magneettivuon tiheyden. Kiihdytyskammion säde oli 11,4 cm. a) Kuinka suuri oli tällä syklotronilla kiihdytettyjen protonien energia? b) Kuinka suuri oli syklotronin kiihdytysjännitteen taajuus? 14. tehtävä syksy 2004 Syklotronilla kiihdytetään deuteroneja. Kun hiukkasten uloimman radan säde on 0,45 m, niiden liikeenergia on 9,6 MeV. Laske a) kiihdytysjännitteen taajuus ja b) hiukkasten ratatasoa vastaan kohtisuoran magneettikentän magneettivuon tiheys tehtävä syksy 2006 Sveitsiin on valmistumassa maailman suurin hiukkaskiihdytin LHC (Large Hardron Collider), jonka on suunniteltu käynnistyvän vuonna a) Mitä suurilla hiukkaskiihdyttimillä pyritään tutkimaan? b) Selosta hiukkasten kiihdyttämisen ja ohjaamisen yleisiä periaatteita. c) Miksi hyvin suuriin hiukkasenergioihin pyrittäessä rengaskiihdyttimen halkaisijan täytyy olla kilometrien suuruusluokkaa? d) Miksi kaikki suuret kiihdyttimet ovat ns. törmäyttimiä, joissa kaksi vastakkaisiin suuntiin etenevää samanmassaisten hiukkasten suihkua törmää toisiinsa? Sivu 20

21 8. tehtävä kevät 2006 Kiihdyttimestä tulevan 12 C + -ionisuihkun ionien energia on 65 kev. Ionit hidastetaan metallilevyjen A ja B välisellä sähkökentällä (kuva) sellaiseen nopeuteen, että niiden puoliympyrän muotoisen radan säde magneettikentässä (B=0,147 T) on 48 cm. Kuinka suuri on levyn A potentiaali, kun levyn B potentiaali on 0 V? Piirrä kuvio, josta ilmenee sähkökentän ja magneettikentän suunta. 12. tehtävä syksy 2005 Hiukkaskiihdyttimen ionilähdeyksikössä tulevien neon-ionien liike-energia on 18,5 kev. a) Kuinka suuri on 22 Ne + -ionien nopeus? b) Ioneja kiihdytetään vielä lisää 75,0 kv:n jännitteellä, minkä jälkeen ionisuihku osuu kohtisuorasti nopeudenvalitsimen magneettikenttään, jonka magneettivuon tiheys on 55,2 mt. Kuinka suuri tulee magneettikenttää vastaa kohtisuoran sähkökentän voimakkuuden olla, jotta 22 Ne-ionit kulkisivat suoraan nopeudenvalitsimen läpi? Piirrä kuvio, josta ilmenevät ionien nopeuden suunta sekä sähkö- ja magneettikenttien suunnat. 9. tehtävä kevät 2005 Vuonna 1984 valmistettiin Länsi-Saksassa hiukkaskiihdyttimellä ensimmäisen kerran alkuainetta 108 (hassium) pommittamalla lyijyisotooppia 208 Pb sisältävää kohtiota 58 Fe-ioneilla. a)kokeessa syntyi isotooppia 265 Hs. Kirjoita reaktioyhtälö. b) Isotooppi 265 Hs tunnistettiin yksiselitteisesti siitä alkavien kolmen peräkkäisen alfahajoamisen perusteella. Mikä on tämän alfahajoamisketjun tulosydin? c) Miksi lyijy- ja rautaytimen fuusioimiseen tarvitaan hiukkaskiihdytintä? 7. tehtävä kevät 2004 Alfahiukkasia (He 2+ ) kiihdytetään tyhjiössä van de Graaffin kiihdyttimellä. Jännitteellä 2,1 MV kiihdytetty α- hiukkassuihku osuu kohtisuorasti homogeeniseen magneettikenttään, jossa sen suunta muuttuu 90 siten, että hiukkasten ratakäyrän säde on 1,0 m. Kuinka suuri on magneettikentän magneettivuon tiheys? +16. tehtävä syksy 96 a) Hiukkasten kiihdyttäminen ja ohjaaminen hiukkaskiihdyttimissä. b) Syklotronin ja synklotronin toiminnan pääperiaatteet. c) Miksi hyvin suuriin hiukkasenergioihin pyrittäessä rengaskiihdyttimien halkaisijan täytyy olla kilometrien suuruusluokkaa? d) Mitä suurenergiakiihdyttimillä (törmäyttimillä) pyritään nykyisin tutkimaan? 10. tehtävä kevät 86 Parinmuodostus tapahtuu kuplakammiossa siten, että siinä syntyvän elektronin ja positronin alkunopeus on kohtisuorassa kammion magneettikenttää vastaan, jolloin hiukkasten ratakäyrän kaarevuussäde on aluksi 17 mm. Magneettivuon tiheys on 0,010 T. Laske materialisoituvan gammakvantin aallonpituus. Sivu 21

22 Hiukkaset ovat aaltoja ja aallot ovat hiukkasia Muistat varmaan valon difraktion, josta päättelit, että valon täytyy olla aaltoliikettä, koska valo käyttäytyy kuten veden aallot esteen kohdatessaan. Einstein väitti vuonna 1905 valolla olevan myös hiukkasluonteen. Kuinka me voimme varmistua siitä, että valo on hiukkasia? Valosähköinem ilmiö (Photoelectric Effect) on vastaan sanomaton todiste valon hiukkasluonteesta. Itse asiassa kaikilla liikkeessä olevilla kappaleilla on myös aaltoluonne, mutta vasta atomin mittakaavassa tämä aaltoluonne on merkittävä. Sama koe hiukkasilla (esim. elektroneilla tai neutroneilla) Kaksoisrakokoe valolla Joitakin aaltohiukkasdualismiin liittyviä simulaatioita Valosähköistä ilmiötä mallintava simulaatio: Kun valo ylittää tietyn kynnysenergian (alittaa tietyn aallonpituuden), joka vastaa elektronin sidosenergiaa atomissa, elektronit alkavat irrota sinkkilevystä. Kaasun atomien viritystä laserilla. Etsi sopiva väri, eli aallonpituus laseriin, jolla tyhjiöputkessa olevat atomit virittyvät. Säädä viritysenergioita ja viritysaikoja. Voit säätää valon aallonpituutta, sähkökentän jännitettä sekä valon intensiteettiä. Simulaatio alkuperäisestä Davisson- Germer Elektroni difraktiokokeesta, joka todisti elektronien käyttäytyvän kuin aallot. Sivu 22

23 Käynnistä simulaatio! Play with sims Physics Quantum phenomena Photo electric effect Tutustu kaikessa rauhassa tähän hyvin todellista tilannetta mallintavaan simulaatioon. Voit vaihtaa valossa olevaa metallia, muuttaa valon intensiteettiä (kirkkautta), levyjen välissä olevaa jännitettä ja tärkeintä eli metalliin osuvan valon aallonpituutta λ. Muista valon aallonpituuden λ ja valon taajuuden f välinen yhteys: Valon nopeus c = λf = 3.00x108 m/s. Klikkaa kohdassa Graphs olevia pieniä laatikoita ja saat kolme eri koordinaatistonäkymää: Sähkövirta jännitteen funktiona I(V) Sähkövirta valon intensiteetin funktiona I(I) Elektronin energia valon taajuuden funktiona E(f) Säteilytetään ensiksi hyvin reagoivaa natriumia (sodium). Säädä valon aallonpituutta kohtaan, jossa näet ensimmäisten elektronien irtoavan metallilevystä. Pienin aallonpituus, joka irrottaa natriumista elektronin λ = nm jolloin valon taajuus f = Hz ja väri. Fotonin energia maksimissaan on siis: E fotoni = J eli ev. Aseta seuraavaksi lamppuun aallonpituus 400 nm ja intensiteetti 50%. Virtamittarin lukema on tällöin I = A Miten intensiteetin kasvattaminen vaikuttaa sähkövirtaan? Aseta aallonpituudeksi 700nm. Entä nyt, miten intensiteetin kasvattaminen vaikuttaa (tällä aallonpituudella) sähkövirtaan? Miksi näin? Hahmottele elektronin energian kuvaaja taajuuden funktiona tähän Elektronivoltti ev on energian yksikkö. Elektroni vaatii yhden ev:n energian kiivetäkseen yhden voltin potentiaalieron yli, tai elektroni saa yhden ev:n jos elektronia kiihdytetään yhden voltin potentiaalierolla vastakkaissuuntaisessa sähkökentässä. 1eV = J Sivu 23

24 Etsi kynnys aallonpituudet ja taajuudet kaikille simulaation metalleille. Laske tämän jälkeen metalliin osuvien fotonien energia tällä taajuudella. Totuuksia Metalli λ (kynnys) nm f (kynnys) Hz E (J) E (ev) Na Zn Cu Pt Ca?? E hf E c KE max pc f hf t hf Irrotustyö φ Valosähköinen ilmiö voidaan tiivistää yhtälöön E max = ħf φ missä E max on valon irrottaman elektronin maksimiliike-energia ja φ on irrotustyö eli minimienergia, joka kykenee irrottamaan elektronin aineen pinnasta. Irrotustyö on kullekin materiaalille ominainen vakio. Valosähköilmiö. Säteily irrottaa katodista elektroneja, jotka jäljelle jääneellä energialla kulkevat kohti anodia saaden aikaan sähkövirran. Lisäämällä katodin positiivista potentiaalia anodiin nähden virta saadaan heikkenemään ja lopulta häviämään kokonaan. Tätä potentiaalieroa U 0 kutsutaan pysäytysjännitteeksi ja se riippuu lineaarisesti säteilyn taajuudesta. Siis, eräällä tietyllä (negatiivisella) jännitteen arvolla virta saa arvon nolla ja tätä jännitettä sanotaan pysäytysjännitteeksi U 0. Pysäytysjännite ja elektronin liike-energia liittyvät toisiinsa seuraavasti jolloin yllä olevista yhtälöistä saadaan E max = eu 0 eu 0 = ħf φ h 6.63x10 1V 1J 1C 1eV = J Tämän yhtälön kuvaaja on suora, jonka kulmakerroin on Planckin vakio ħ (ks. yo tehtävä 15 K02). Jos siis tiedät metalliin iskeytyvän fotonin energian (ev) ja jännitteen (pysäytysjännite U 0 ), jolla saat pysäytettyä sähkövirran kulun piirissä, eli estämään elektroneiden pääsyn anodille, voit laskea irrotustyön φ katodilla olevalle metallille, siis metallille johon valo osuu. 34 Js Sivu 24

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv).

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv). 11 2.2 RÖNTGENSÄTEILY Erilaisiin sovellutustarkoituksiin röntgensäteilyä synnytetään ns. röntgenputkella, joka on anodista (+) ja katodista () muodostuva tyhjiöputki, jossa elektrodien välille on kytketty

Lisätiedot

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö YDINVOIMA YDINVOIMALAITOS = suurikokoinen vedenkeitin, lämpövoimakone, joka synnyttämällä vesihöyryllä pyöritetään turbiinia ja turbiinin pyörimisenergia muutetaan generaattorissa sähköksi (sähkömagneettinen

Lisätiedot

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ Valosähköisellä ilmiöllä ymmärretään tässä oppikirjamaisesti sitä, että kun virtapiirissä ja tyhjiölampussa olevan anodi-katodi yhdistelmän katodia säteilytetään fotoneilla,

Lisätiedot

FYS08: Aine ja Energia

FYS08: Aine ja Energia FYS08: Aine ja Energia kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 6.12.2009 Sisältö 1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.2. Mustan kappaleen säteily 3 1.3. Kvantittuminen

Lisätiedot

Luvun 8 laskuesimerkit

Luvun 8 laskuesimerkit Luvun 8 laskuesimerkit Esimerkki 8.1 Heität pallon, jonka massa on 0.40 kg seinään. Pallo osuu seinään horisontaalisella nopeudella 30 m/s ja kimpoaa takaisin niin ikään horisontaalisesti nopeudella 20

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 8.5.014, malliratkaisut Kalle ja Anne tekivät fysikaalisia kokeita liukkaalla vaakasuoralla jäällä.

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi

Sähköstatiikka ja magnetismi Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän

Lisätiedot

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Haarto & Karhunen Tulipalo- ja rajähdysvaara Tulta saa käyttää vain jos sitä tarvitaan Lämpöä kehittäviä laitteita ei saa peittää Helposti haihtuvia nesteitä käsitellään

Lisätiedot

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT

VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT Radioaktiivisessa hajoamisessa on neljä perusmuotoa: fissio alfahajoaminen betahajoaminen sisäinen siirtymä Viime vuosikymmeninä on havaittu paljon harvinaisempiakin

Lisätiedot

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol

Lisätiedot

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki).

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). TYÖ 68. GAMMASÄTEILYN VAIMENEMINEN ILMASSA Tehtävä Välineet Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). Radioaktiivinen mineraalinäyte

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut A1 Kappale, jonka massa m = 2,1 kg, lähtee liikkeelle levosta paikasta x = 0,0 m pitkin vaakasuoraa alustaa. Kappaleeseen vaikuttaa vaakasuora vetävä voima F, jonka suuruus riippuu paikasta oheisen kuvan

Lisätiedot

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen Lääketiede Valintakoeanalyysi 5 Fysiikka FM Pirjo Haikonen Fysiikan tehtävät Väittämä osa C (p) 6 kpl monivalintoja, joissa yksi (tai useampi oikea kohta.) Täysin oikein vastattu p, yksikin virhe/tyhjä

Lisätiedot

Kurssin opettaja Timo Suvanto päivystää joka tiistai klo 17 18 koululla. Muina aikoina sopimuksen mukaan.

Kurssin opettaja Timo Suvanto päivystää joka tiistai klo 17 18 koululla. Muina aikoina sopimuksen mukaan. Fysiikka 1 Etäkurssi Tervetuloa Vantaan aikuislukion fysiikan ainoalle etäkurssille. Kurssikirjana on WSOY:n Lukion fysiikka sarjan Vuorovaikutus, mutta mikä tahansa lukion fysiikan ensimmäisen kurssin

Lisätiedot

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 1.6.2005, malliratkaisut.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 1.6.2005, malliratkaisut. 1 Kuvaan 1 on piiretty kahden suoraviivaisesti samaan suuntaan liikkuvan auton ja B nopeudet ajan funktiona. utot ovat rinnakkain ajanhetkellä t = 0 s. a) Kuvaile auton liikettä ajan funktiona. Kumpi autoista

Lisätiedot

Mekaniikkaa ja sähköstatiikkaa Lukion fysiikan kertausta

Mekaniikkaa ja sähköstatiikkaa Lukion fysiikan kertausta Mekaniikkaa ja sähköstatiikkaa Lukion fysiikan kertausta 1.2.2010 Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä Kiihdyttäviä autoja, lipsuvia hihnoja, sähköisiä potentiaaleja loistavia tehtäviä, loistavaa filosofiaa

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu positiivisesti varautuneista protoneista ja neutraaleista neutroneista. Samalla alkuaineella on aina

Lisätiedot

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate. Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 5: RADOAKTVSUUSTYÖ Teoriaa Radioaktiivista säteilyä syntyy, kun radioaktiivisen aineen ytimen viritystila purkautuu

Lisätiedot

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3. Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi

Lisätiedot

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan

Lisätiedot

Utsjoki 21.7.-1.8.2008 ABI KURSSI MEKANIIKKAA MOMENTUM IMPULSE ENERGY CONSERVATION. Rutherfordin sironta

Utsjoki 21.7.-1.8.2008 ABI KURSSI MEKANIIKKAA MOMENTUM IMPULSE ENERGY CONSERVATION. Rutherfordin sironta Utsjoki 21.7.-1.8.2008 ABI KURSSI MEKANIIKKAA MOMENTUM IMPULSE ENERGY CONSERVATION Rutherfordin sironta vm MOMENTUM IMPULSE COLLISIONS Rekan ja henkilöauton törmäyksessä vaikuttavia voimia on lukematon

Lisätiedot

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA 1. TYÖN TAVOITE 2. TEORIAA Työssä tutustutaan radioaktiiviseen säteilyn kuvaamisessa käytettäviin käsitteisiin ja fysikaalisiin lakeihin,

Lisätiedot

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina (ytimen

Lisätiedot

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI FYSP106/K3 GEIGERIN J MÜLLERIN PUTKI 1 Johdanto Työssä tutustutaan Geigerin ja Müllerin putkeen. Geigerin ja Müllerin putkella tarkoitetaan tietynlaista säteilymittaria. Samaisesta laitteesta käytetään

Lisätiedot

FY6 - Soveltavat tehtävät

FY6 - Soveltavat tehtävät FY6 - Soveltavat tehtävät 21. Origossa on 6,0 mikrocoulombin pistevaraus. Koordinaatiston pisteessä (4,0) on 3,0 mikrocoulombin ja pisteessä (0,2) 5,0 mikrocoulombin pistevaraus. Varaukset ovat tyhjiössä.

Lisätiedot

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Aki Puurunen JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO FYSIIKAN LAITOS Pro Gradu -tutkielma Ohjaaja: Jaana Kumpulainen 3. lokakuuta 2011 Tiivistelmä Kiihdytinlaboratoriossa

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2009, insinöörivalinnan fysiikan koe 27.5.2009, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2009, insinöörivalinnan fysiikan koe 27.5.2009, malliratkaisut Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2009, insinöörivalinnan fysiikan koe 27.5.2009, malliratkaisut 1 Huvipuiston vuoristoradalla vaunu (massa m v = 1100 kg) lähtee levosta liikkeelle

Lisätiedot

Säteily- ja ydinturvallisuus -kirjasarjan toimituskunta: Sisko Salomaa, Tarja K. Ikäheimonen, Roy Pöllänen, Anne Weltner, Olavi Pukkila, Wendla Paile, Jorma Sandberg, Heidi Nyberg, Olli J. Marttila, Jarmo

Lisätiedot

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00 FY8 Sivu 1 FY8_muistiinpanot 10. marraskuuta 2013 10:00 Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. FY8 Sivu 2 Sähkömagneettinen säteily s. 5 11.

Lisätiedot

Säteilyn historia ja tulevaisuus

Säteilyn historia ja tulevaisuus Säteilyn historia ja tulevaisuus 1. Mistä Maassa oleva uraani on peräisin? 2. Kuka havaitsi röntgensäteilyn ensimmäisenä ja millä nimellä hän sitä kutsui? 3. Miten alfa- ja beetasäteily löydettiin? Copyright

Lisätiedot

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN 17. helmikuuta 2011 ENERGIA JA HYVINVOINTI TANNER-LUENTO 2011 1 Mistä energiaa saadaan? Perusenergia sähkö heikko paino vahva

Lisätiedot

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän 3. MAGNEETTIKENTTÄ Magneettikenttä Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän Havaittuja magneettisia perusilmiöitä: Riippumatta magneetin muodosta, sillä on aina

Lisätiedot

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley. Ydinfysiikka Atomin ydin kuuluu silmillemme näkymättömään maailmaan, mutta ydinfysiikan ilmiöt ovat osa modernia teknologiaa. Esim ydinvoima, ydinfysiikan käyttö lääketieteessä, ydinjätteet. Luennon tavoite:

Lisätiedot

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS 35 3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS Säteilyn hiukkaset ja kvantit vuorovaikuttavat aineen rakenneosasten kanssa. Vuorovaikutusten aiheuttamat prosessit voivat muuttaa aineen rakennetta ja ominaisuuksia,

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu. 1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on

Lisätiedot

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja

Lisätiedot

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S

Lisätiedot

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV =

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV = S-47 ysiikka III (ST) Tentti 88 Maksimiaallonpituus joka irroittaa elektroneja metallista on 4 nm ja vastaava aallonpituus metallille on 8 nm Mikä on näiden metallien välinen jännite-ero? Metallin työfunktio

Lisätiedot

Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min).

Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min). TYÖ 66. SÄTEILYLÄHTEIDEN VERTAILU Tehtävä Välineet Tehtävänä on vertailla eri säteilylähteiden säteilyvoimakkuutta (pulssia/min). Radioaktiiviset säteilylähteet: mineraalinäytteet (330719), Strontium-90

Lisätiedot

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm)

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm) SÄTEILY YTIMET JA RADIOAKTIIVISUUS ATOMI -atomin halkaisija 10-10 m -ytimen halkaisija 10-14 m ATOMIN OSAT: 1) YDIN - protoneja (p) ja neutroneja (n) 2) ELEKTRONIVERHO - elektroneja (e - ) - protonit ja

Lisätiedot

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KE4, KPL. 3 muistiinpanot Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KPL 3: Ainemäärä 1. Pohtikaa, miksi ruokaohjeissa esim. kananmunien ja sipulien määrät on ilmoitettu kappalemäärinä, mutta makaronit on ilmoitettu

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

FRANCKIN JA HERTZIN KOE

FRANCKIN JA HERTZIN KOE FYSP106/2 Franckin ja Hertzin koe 1 FYSP106/2 FRANCKIN JA HERTZIN KOE Työssä mitataan elohopea-atomin erään viritystilan energia käyttäen samantyyppistä koejärjestelyä, jolla Franck ja Hertz vuonna 1914

Lisätiedot

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta Työperiaatteeksi (the work-energy theorem) kutsutaan sitä että suljetun systeemin liike-energian muutos Δ on voiman systeemille tekemä työ W Tämä on yksi konservatiivisen voiman erityistapaus Työperiaate

Lisätiedot

Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia

Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia Hyvinvointiteknologian koulutusohjelma 1 Saatteeksi... 2 1. Atomi- ja röntgenfysiikan perusteita... 2 Sähkömagneettinen säteily...3 Valosähköinen

Lisätiedot

Työ 55, Säteilysuojelu

Työ 55, Säteilysuojelu Työ 55, Säteilysuojelu Ryhmä: 18 Pari: 1 Joas Alam Atti Tehiälä Selostukse laati: Joas Alam Mittaukset tehty: 7.4.000 Selostus jätetty: 1.5.000 1. Johdato Tutkimme työssämme kolmea eri säteilylajia:, ja

Lisätiedot

Voiman ja liikemäärän yhteys: Tämä pätee kun voima F on vakio hetken

Voiman ja liikemäärän yhteys: Tämä pätee kun voima F on vakio hetken Liikemäärä Henkilöauto törmää tukkirekkaan, miksi henkilöautossa olijat loukkaantuvat vakavasti, mutta rekan kuljettaja selviää yleensä aina vammoitta? Mihin suuntaan ja millä nopeudella rekka ja henkilöauto

Lisätiedot

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI eli jatkavuuden laki tai liikkeen jatkuvuuden laki (myös Newtonin I laki tai inertialaki) Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy

Lisätiedot

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Elektroniikka Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Kurssin sisältö Sähköopin perusteet Elektroniikan perusteet Sähköturvallisuus ja lainsäädäntö Elektroniikka musiikkiteknologiassa Suoritustapa

Lisätiedot

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen

Lisätiedot

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä Physica 9 1. painos 1(7) : 18.1. a) Sähkökenttä on alue, jonka jokaisessa kohdassa varattuun hiukkaseen vaikuttaa sähköinen voia. b) Potentiaali on sähkökenttää kuvaava suure, joka on ääritelty niin, että

Lisätiedot

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 1. (a) W on laatikon paino, F laatikkoon kohdistuva vetävä voima, F N on pinnan tukivoima ja F s lepokitka. Kuva 1: Laatikkoon kohdistuvat voimat,

Lisätiedot

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Materiaalifysiikkaa antimaterialla Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Miksi aine on sellaista kuin se on? Materiaalien atomitason rakenne Kokeelliset tutkimusmenetelmät Positroniannihilaatiospektroskopia

Lisätiedot

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 CERN ja LHC LHC-kiihdytin ja sen koeasemat sijaitsevat 27km pitkässä tunnelissa noin 100 m maan alla Ranskan ja Sveitsin raja-alueella.

Lisätiedot

Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä

Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä Fys 9 / Mekaniikan osio Liike ja sen kuvaaminen koordinaatistossa Newtonin lait Voimavektorit ja vapaakappalekuvat Työ, teho,työ-energiaperiaate ja energian säilymislaki Liikemäärä ja sen säilymislaki,

Lisätiedot

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011 MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 0 Tyypillisten virheiden aiheuttaia pisteenetyksiä (6 pisteen skaalassa): - pieni laskuvirhe -/3 p - laskuvirhe, epäielekäs tulos, vähintään - - vastauksessa yksi erkitsevä

Lisätiedot

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t, AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t, v)-koordinaatistossa ruutumenetelmällä. Tehtävä 4 (~YO-K97-1). Tekniikan

Lisätiedot

Mustan kappaleen säteily

Mustan kappaleen säteily Mustan kappaleen säteily Musta kappale on ideaalisen säteilijän malli, joka absorboi (imee itseensä) kaiken siihen osuvan säteilyn. Se ei lainkaan heijasta eikä sirota siihen osuvaa säteilyä, vaan emittoi

Lisätiedot

Fysiikka 9. luokan kurssi

Fysiikka 9. luokan kurssi Nimi: Fysiikka 9. luokan kurssi Kurssilla käytettävät suureet ja kaavat Täydennä taulukkoa kurssin edetessä: Suure Kirjaintunnus Yksikkö Yksikön lyhenne Jännite Sähkövirta Resistanssi Aika Sähköteho Sähköenergia

Lisätiedot

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Klassisen fysiikan kriisi 1800-luvun loppupuolella fysiikassa kaikki oli selvää: Newtonin mekaniikka selitti liikkeen aukottomasti Maxwellin

Lisätiedot

FY1 Fysiikka luonnontieteenä

FY1 Fysiikka luonnontieteenä Ismo Koponen 10.12.2014 FY1 Fysiikka luonnontieteenä saa tyydytystä tiedon ja ymmärtämisen tarpeelleen sekä saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan tutustuu aineen

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina

Lisätiedot

Kuvan 4 katkoviivalla merkityn alueen sisällä

Kuvan 4 katkoviivalla merkityn alueen sisällä TKK, TTY, LTY, OY ja ÅA insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 28.5.2003 Merkitse jokaiseen koepaperiin nimesi, hakijanumerosi ja tehtäväsarjan kirjain. Laske jokainen tehtävä siististi omalle

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Peruskäsitteet Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet sähkövaraus teho ja energia potentiaali ja jännite sähkövirta Tarkoitus on määritellä sähkötekniikan

Lisätiedot

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö:

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö: A1 Seppä karkaisee teräsesineen upottamalla sen lämpöeristettyyn astiaan, jossa on 118 g jäätä ja 352 g vettä termisessä tasapainossa Teräsesineen massa on 312 g ja sen lämpötila ennen upotusta on 808

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan

Lisätiedot

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto 21.05.2012. www.turkuamk.fi

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto 21.05.2012. www.turkuamk.fi Fysiikan perusteet SI-järjestelmä Antti Haarto 21.05.2012 Fysiikka ja muut luonnontieteet Ihminen on aina pyrkinyt selittämään havaitsemansa ilmiöt Kreikkalaiset filosofit pyrkivät selvittämään ilmiöt

Lisätiedot

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis Fys1, moniste 2 Vastauksia Tehtävä 1 N ewtonin ensimmäisen lain mukaan pallo jatkaa suoraviivaista liikettä kun kourun siihen kohdistama tukivoima (tässä tapauksessa ympyräradalla pitävä voima) lakkaa

Lisätiedot

Kertaustehtävien ratkaisut

Kertaustehtävien ratkaisut Kertaustehtävien ratkaisut Etsi tehtävissä 1 1 oikea vaihtoehto laskealla. 1. a) Kvantin energia on E hf 15 1 4,135669 1 evs,3 1 Hz 1, ev.. a) Valosähköisessä iliössä osa valon energiasta kuluu fotoelektronien

Lisätiedot

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Aineen olemuksesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Miten käsitys aineen perimmäisestä rakenteesta on kehittynyt aikojen kuluessa? Mitä ajattelemme siitä nyt? Atomistit Loogisen päättelyn

Lisätiedot

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

1.1 Magneettinen vuorovaikutus 1.1 Magneettinen vuorovaikutus Magneettien välillä on niiden asennosta riippuen veto-, hylkimis- ja vääntövaikutuksia. Magneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Magneeti pohjoiseen kääntyvää päätä

Lisätiedot

RATKAISUT: 19. Magneettikenttä

RATKAISUT: 19. Magneettikenttä Physica 9 1. painos 1(6) : 19.1 a) Magneettivuo määritellään kaavalla Φ =, jossa on magneettikenttää vastaan kohtisuorassa olevan pinnan pinta-ala ja on magneettikentän magneettivuon tiheys, joka läpäisee

Lisätiedot

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V 501. Sarjakuvassa Lassi ja Leevi seikkailevat avaruudessa. Esitä neljä perusteltua syytä, miksi kuvattu toiminta ei ole mahdollista avaruudessa vallitsevissa fysikaalisissa olosuhteissa.

Lisätiedot

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ Työssä perehdytään johteissa ja tässä tapauksessa erityisesti puolijohteissa esiintyvään Hallin ilmiöön, sekä määritetään sitä karakterisoivat Hallin vakio, varaustiheys

Lisätiedot

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

7. Resistanssi ja Ohmin laki

7. Resistanssi ja Ohmin laki Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi

Lisätiedot

RATKAISUT: Kertaustehtävät

RATKAISUT: Kertaustehtävät Physia 8 painos (5) Krtausthtävät : Krtausthtävät Luku Aallonpituus alu on 5 n < 45 n Irrotustyö siuissa on,8 V Fotonin nrgiat ovat väliltä Lasktaan suurin liik-nrgia E E W kax fax in 4, 9597 V,8 V 3,597

Lisätiedot

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS

FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS FYS207/K5. GAMMASÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS 1. Johdanto Työssä tutustutaan siihen, mitkä asiat vaikuttavat väliaineen kykyyn absorboida sähkömagneettista säteilyä. Lisäksi määritetään kokeellisesti

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi

Lisätiedot

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT H.Honkanen Kemiallisessa sähköparissa ( = paristossa ) ylempänä oleva, eli negatiivisempi, metalli syöpyy liuokseen. Akussa ei elektrodi syövy pois, vaan esimerkiksi lyijyakkua

Lisätiedot

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Sisältö Mitä ionisoiva säteily on Säteilyn käytön valvonta Työturvallisuus säteilytyössä

Lisätiedot

5.9 Fysiikka. Opetuksen tavoitteet. Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

5.9 Fysiikka. Opetuksen tavoitteet. Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija 5.9 Fysiikka Fysiikan opetus tukee opiskelijoiden luonnontieteellisen ajattelun sekä maailmankuvan kehittymistä osana monipuolista yleissivistystä. Opetus ohjaa opiskelijaa ymmärtämään fysiikan merkitystä

Lisätiedot

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti Tehtävä 1 Selitä lyhyesti: a Mikä on Einsteinin ja Debyen kidevärähtelymallien olennainen ero? b Mikä ero vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa on kanonisella

Lisätiedot

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla 18.11.2015 Harri Toivonen, projektin johtaja* Kari Peräjärvi, projektipäällikkö Philip Holm, tutkija Ari Leppänen, tutkija Jussi Huikari, tutkija Hanke

Lisätiedot

Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa

Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa Ionisoivan säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus lukion fysiikan oppikirjoissa Anna Vankka FYSIIKAN LAITOS Pro Gradu -tutkielma Ohjaajat: Jukka Maalampi, Rauno Julin 13. elokuuta 2012 Tiivistelmä Lukion

Lisätiedot

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka. Kari Sormunen Kevät 2014

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka. Kari Sormunen Kevät 2014 VALAISTUSTA VALOSTA Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2014 OPPILAIDEN KÄSITYKSIÄ VALOSTA Oppilaat kuvittelevat, että valo etenee katsojan silmästä katsottavaan kohteeseen.

Lisätiedot

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset Booriryhmä Hiiliryhmä Typpiryhmä Happiryhmä Halogeenit Jalokaasut Jaksollinen järjestelmä ja sidokset 13 Jaksollinen järjestelmä on tärkeä kemian työkalu. Sen avulla saadaan tietoa alkuaineiden rakenteista

Lisätiedot

Essee Laserista. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE

Essee Laserista. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE Jyväskylän Ammattikorkeakoulu, IT-instituutti IIZF3010 Sovellettu fysiikka, Syksy 2005, 5 ECTS Opettaja Pasi Repo Essee Laserista Laatija - Pasi Vähämartti Vuosikurssi - IST4SE Sisällysluettelo: 1. Laser

Lisätiedot

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia

Lisätiedot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus: K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat

Lisätiedot