763333A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Ratkaisut 1 Kevät 2014

Samankaltaiset tiedostot
Tasogeometriassa käsiteltiin kuvioita vain yhdessä tasossa. Avaruusgeometriassa tasoon tulee kolmas ulottuvuus, jolloin saadaan kappaleen tilavuus.

Riemannin integraalista

Painopiste. josta edelleen. x i m i. (1) m L A TEX 1 ( ) x 1... x k µ x k+1... x n. m 1 g... m n g. Kuva 1. i=1. i=k+1. i=1

Tee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Välivaiheet perustelevat vastauksesi!

TYÖ 30. JÄÄN TIHEYDEN MÄÄRITYS. Tehtävänä on määrittää jään tiheys.

Ristitulo ja skalaarikolmitulo

S Fysiikka IV (ES) Tentti

S Fysiikka IV (ES) Tentti RATKAISUT. 1,0*10 m. Kineettinen energia saadaan kun tästä vähennetään lepoenergia: 2

LINSSI- JA PEILITYÖ TEORIAA. I Geometrisen optiikan perusaksioomat

2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä

S Fysiikka III (EST), Tentti

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

θ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö

11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS

Integraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO

Matematiikan tukikurssi

10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA

601 Olkoon tuntematon kateetti a ja tuntemattomat kulmat α ja β Ratkaistaan kulmat. 8,4 = 12. Ratkaistaan varjon pituus x. 14 x = 44,

missä t on matkaan raosta varjostimelle kuluva aika. Jos suihkun elektronien liikemäärä x- sunnassa on p x,on min y0min 0min

Teoriaa tähän jaksoon on talvikurssin luentomonisteessa luvussa 10. Siihen on linkki sivulta

Pintaintegraali. i j k cos(θ) sin(θ) 1. = r cos(θ)i r sin(θ)j + rk, r sin(θ) r cos(θ) 0 joten

Reaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?

766319A Sähkömagnetismi, 7 op Kertaustehtäviä, 1. välikokeen alue Vastaukset tehtävien jälkeen

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ PISTEYTYSKOKOUS

Digitaalinen videonkäsittely Harjoitus 5, vastaukset tehtäviin 25-30

MITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT?

5.4 Ellipsi ja hyperbeli (ei kuulu kurssivaatimuksiin, lisätietoa)

Matematiikkaolympialaiset 2008 kuusi vaikeaa tehtävää

VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE Ratkaisut ja arvostelu

Diskreetin matematiikan perusteet Ratkaisut 4 / vko 11

( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

Kuva 1. n i n v. (2 p.) b) Laske avaimiesi etäisyys x altaan seinämästä. (4 p.) c) Kuinka paljon lunta voi sulaa enintään Lassen suksien alla?

8.4 Gaussin lause Edellä laskettiin vektorikentän v = rf(r) vuo R-säteisen pallon pinnan läpi, tuloksella

6 Kertausosa. 6 Kertausosa

Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. "Perinteisempi" tulkinta: 1D 3/19/13

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät

TEHTÄVÄ 1. Olkoon (f n ) jono jatkuvia funktioita f n : [a, b] R, joka suppenee välillä [a, b] tasaisesti kohti funktiota f : [a, b] R.

A-Osio. Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä kaksi, joihin vastaat. A-osiossa ei saa käyttää laskinta.

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

Määritelmä Olkoon C R m yksinkertainen kaari ja γ : [a, b] R m sen yksinkertainen parametriesitys, joka on paloittain C 1 -polku.

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

Tehtävä 1. Jatka loogisesti oheisia jonoja kahdella seuraavaksi tulevalla termillä. Perustele vastauksesi

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 9. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 9 () Numeeriset menetelmät / 29

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

6 Integraalilaskentaa

Käydään läpi: ääriarvo tarkastelua, L Hospital, integraalia ja sarjoja.

2 Epäoleellinen integraali

Neliömatriisin A determinantti on luku, jota merkitään det(a) tai A. Se lasketaan seuraavasti: determinantti on

MS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

MS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät

Matematiikan tukikurssi

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 6 / vko 13

1. Derivaatan Testi. Jos funktio f on jatkuva avoimella välillä ]a, b[ ja x 0 ]a, b[ on kriit. tai singul. piste niin. { f (x) > 0, x ]a, x 0 [

x k 1 Riemannin summien käyttö integraalin approksimointiin ei ole erityisen tehokasta; jatkuvasti derivoituvalle funktiolle f virhe b

Numeerinen integrointi

9 A I N. Alkuperäinen piiri. Nortonin ekvivalentti R T = R N + - U T = I N R N. Théveninin ekvivalentti DEE SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

Braggin ehdon mukaan hilatasojen etäisyys (111)-tasoille on

Kuvausta f sanotaan tällöin isomorfismiksi.

MATEMATIIKAN HARJOITTELUMATERIAALI

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM) Laskuharjoitus 4 / vko 47, mallivastaukset

Pythagoraan lause. Pythagoras Samoslainen. Pythagoraan lause

Sinilause ja kosinilause

Riemannin integraali

lim + 3 = lim = lim (1p.) (3p.) b) Lausekkeen täytyy supistua (x-2):lla, joten osoittajan nollakohta on 2.

Sähkömagneettinen induktio

Laskennan mallit (syksy 2010) 1. kurssikoe, ratkaisuja

S , Fysiikka IV (ES) Tentti

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille P

Kirjallinen teoriakoe

Esimerkki 8.1 Määritellään operaattori A = x + d/dx. Laske Af, kun f = asin(bx). Tässä a ja b ovat vakioita.

II.1. Suppeneminen., kun x > 0. Tavallinen lasku

2.6 SÄÄNNÖLLISET LAUSEKKEET Automaattimalleista poikkeava tapa kuvata yksinkertaisia kieliä. Olkoot A ja B aakkoston Σ kieliä. Perusoperaatioita:


Automaattimalleista poikkeava tapa kuvata yksinkertaisia kieliä. Olkoot A ja B aakkoston Σ kieliä. Perusoperaatioita:

R4 Harjoitustehtävien ratkaisut

Viikon aiheet. Pinta-ala

3.3 KIELIOPPIEN JÄSENNYSONGELMA Ratkaistava tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G ja merkkijono x. Onko

Kieli, merkitys ja logiikka, kevät 2011 HY, Kognitiotiede. Vastaukset 2.

4 Pinta-alasovelluksia

Yläkoulun geometriaa. Yläkoulun geometriaa

Kattoeristeet - nyt entistä parempia kokonaisratkaisuja. Entistä suurempi Kuormituskestävyys ja Jatkuva Keymark- Laadunvalvontajärjestelmä

Kertymäfunktio. Kertymäfunktio. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 2/2. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 1/2. Kertymäfunktio: Esitiedot

L 0 L. (a) Entropian ääriarvo löydetään derivaatan nollakohdasta, dl = al 0 L )

Paraabelikin on sellainen pistejoukko, joka määritellään urakäsitteen avulla. Paraabelin jokainen piste toteuttaa erään etäisyysehdon.

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Yhteenveto, osa II

Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina ylimääräisessä tapaamisessa.

VEKTORILASKENTA. Timo Mäkelä SISÄLTÖ: 1 VEKTORIN KÄSITE...1

Suorakaidekanavat. lindab suorakaidekanavat

LYHYEN MATEMATIIKAN SIMULOITU YO-KOE 2 RATKAISUT

Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta

58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2015) Toinen välikoe, malliratkaisut

T Kevät 2009 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 7 (Predikaattilogiikka )

OUML7421B3003. Jänniteohjattu venttiilimoottori KÄYTTÖKOHTEET TEKNISET TIEDOT OMINAISUUDET SOPIVAT VENTTIILIT TUOTETIEDOT. i OUV5049 i OUV5050

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

Sarjaratkaisun etsiminen Maplella

.) (b) Vertaa p :tä vastaavaa kineettistä energiaa perustilan kokonaisenergiaan. ( ) ( ) = = Ek

Transkriptio:

763333A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Rtkisut 1 Kevät 014 1. Tehtävä: Lske, kuink mont hilpistettä on yksikkökopiss ) yksinkertisess kuutiollisess, b) tkk:ss j c) pkk:ss. (Ot huomioon, että esimerkiksi yksikkökopin kulmss olevst pisteestä lsketn vin 1/8 kopin sisälle). Osoit lisäksi, että sinkkivälkerkenteess molempi tomej on yhtä pljon. ) Yksinkertisen kuutiollisen rkenteen yksikkökopiss on 8 kulmpistettä. Jokisest kulmpisteestä lsketn 1/8 kopin sisälle, joten yksikkökoppi sisältää 8 1/8 = 1 pistettä. b) Tkk:ss on yksinkertisen kuutiollisen rkenteen lisäksi yksi hilpiste, jok sijitsee yksikkökopin keskellä. Siten yksikkökoppi sisältää 1 + 1 = pistettä. c) Pkk on yksinkertinen kuutiollinen rkenne vrustettun kuudell thkopisteellä. Thkopisteistä yksikkökoppiin otetn puolet. Yksikkökoppi sisältää siis 1 + 6 1/ = 4 pistettä. Timnttirkenne on pkk, johon on lisätty neljä lisäpistettä yksikkökopin sisälle. Yhteensä yksikkökopiss on siis 4+4 = 8 pistettä. Sinkkivälke ZnS on timnttirkenne, joss rikin (S) pkk-hiln on lisätty sinkkiä (Zn) timnttirkenteen mukisesti. Siten molempi lkuineit on yksikkökopiss yhtä pljon.. Tehtävä: Osoit, että suurin mhdollinen suhteellinen tilvuus, jok voidn täyttää koviksi plloiksi oletetuill tomeill, on ) yksinkertisess kuutiollisess rkenteess 5%, b) tkk-rkenteess 68% j c) pkk-rkenteess 74%. (Vihje: Määritä ensin pllojen mksimisäde j käytä sen jälkeen edellistä tehtävää.) ) Yksinkertisess kuutiollisess rkenteess suurin mhdollinen säde on, missä on hilvkio. Yksikkökopin tilvuus on 3 j yhden pllon tilvuus on V = 4 ( ) 3 3 π π = 6 3. Yksikkökoppiin mhtuu 1 pllo (kts. edellinen tehtävä) j se täyttää kopist V 3 = π 6 5%. b) Tkk:ss kulmpistettä lähin npuri on yksikkökopin keskellä olev piste. Etäisyys niiden välillä on 3 R =.

Suurin mhdollinen säde on R, jolloin yhden pllon tilvuus on V = 4 ( 3 π 3 ) 3 3π 4 = 16 3. Kosk yksikkökopiss on pllo, niin pllot täyttävät kopist 3π 68%. 8 c) Pkk:ss lähin kulmpisteen lähin npuri on thkon keskellä olev piste. Etäisyys niiden välillä on R =. Suurin mhdollinen säde on R, jolloin yhden pllon tilvuus on V = 4 ( ) 3 3 π π = 1 3. Kosk yksikkökopiss on 4 pllo, niin pllot täyttävät kopist π 3 74%.

3. Tehtävä: Alumiinin tiheys on 700 kg/ j sen tomimss on 6.98 u. Mikä on lumiinikiteen hiukkstiheys, ts. kuink mont Al-tomi kiteessä on 1 :ssä? Alumiinin kiderkenne on pkk. Päättele näistä tiedoist hilvkion rvo j vert sitä mitttuun rvoon = 0.405 nm. Olkoon lumiinin tiheys ρ = 700 kg/ j tomimss M = 6.98 u (1u = 1.660540 10 7 kg). Hiukkstiheys on siis n = ρ M = 700 kg 6.98 1.660540 10 7 kg 8 tomi = 6.066008 10 8 tomi 6.03 10. Hilvkio :n rvo? Pintkeskisen kuutiollisen rkenteen yksikkökopin tilvuus on 3 j siihen mhtuu tehtävän c-kohdn mukn 4 hilpistettä: n 3 = 4 4 = 3 6.066008 10 8 1 = 4.0488 10 10 m 0.405nm 4. Tehtävä: Olettmll, että tomit käyttäytyvät kuin kovt pllot, lske optimlinen pllojen säteiden suhde N + Cl -rkenteelle. Lähde siitä, että isommt pllot (Cl ) ovt niin kuin kopin koko sllii j määritä sen jälkeen suurin mhdollinen väliin mhtuvn pllon (N + ) säde. Ntriumkloridin kide rkenne on yksinkertinen kuutiollinen, joss N- j Cltomit vuorottelevt. Khden lähimmän smn lkuineen tomin etäisyys on d =, joten isommn lkuineen säde voi oll mksimissn R = /. Pienemmän tomin säde on tässä tpuksess suurimmilln r = ( 1)/. Säteiden suhde on siis R r = 1 1.4.

5. Tehtävä: Osoit, että pkk-rkenne on Brvis-hil. Tätä vrten vlitse sopivt 1, j 3 siten ett luseke r = n 1 1 + n + n 3 3, missä n 1, n j n 3 ovt kokonislukuj, nt kikki pkk-rkenteen hilpisteet yksikkökopin sisällä mutt ei näytä synnyttävän ylimääräisiä pisteitä. Vlitn origoksi jokin hilpisteistä. Trkstelln pkk-hiln yksikkökoppi (kts. kuv). Vlitn lkeisvektorit Todetn ensin, että 1 = (î + ĵ), = (î + ˆk), 3 = (ĵ + ˆk). î = 1 + 3, ĵ = 1 + 3 + 3 1, ˆk =. Hiln muut yksikkökopit sdn siirtämällä vlitun yksikkökopin hilpisteet vektoreill ˆt = (m 1 î + m ĵ + ˆk), missä mi :t kokonislukuj (tote!). Esimerkiksi, jos (m 1, m, ) = (, 0, 3), niin trkstelln yksikkökoppi, jok on :n hilvkion päässä lkuperäisestä x-suunnss j 3:n z-suunnss. Tämän vuoksi riittää trkstell yhtä yksikkökoppi.

Osoitetn ensin, että yksikkökopin jokinen piste voidn esittää muodoss r = n 1 1 + n + n 3 3. Ensin hvitn, että yksikkökopin kulmt sijitsevt pisteissä (0, 0, 0) = 0 1 + 0 + 0 3, (, 0, 0) = 1 + 3, (0,, 0) = 1 + 3, (0, 0, ) = + 3 1, (,, 0) = 1, (, 0, ) =, (0,, ) = 3, (,, ) = 1 + + 3 Lisäksi thkojen pisteet sijitsevt kohdiss (,, 0) = 1, (, 0, ) =, (0,, ) = 3, (,, ) = 1 +, (,, ) = 1 + 3, (,, ) = + 3. Nähdään siis, että jokinen yksikkökopin piste on muoto r = n 1 1 + n + n 3 3, missä n i :t ovt kokonislukuj. Todetn että muit pisteitä ei näytä tulevn yksikkökopin sisälle, sillä esim. kopin keskipistettä (/, /, /) ti särmien keskustoj, (/, 0, 0) jne., ei void esittää vdituss muodoss. pkk-hil on Brvis-hil.