4πε. on molekyylin ionisaatioenergia eli energia, joka vaaditaan elektronin siirtämiseen K:lta Cl:lle. (a) Potentiaalin attraktiivinen osa on 2

Samankaltaiset tiedostot
Kvanttifysiikan perusteet 2017

Nyt n = 1. Tästä ratkaistaan kuopan leveys L ja saadaan sijoittamalla elektronin massa ja vakiot

ρ = qψ ψ ja pallokoordinaatiston differentiaalielementti * 2 3 * l lm 1 ml

Magneettiset materiaalit ja magneettikentän energia

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

Ekvipartitioperiaatteen mukaisesti jokaiseen efektiiviseen vapausasteeseen liittyy (1 / 2)kT energiaa molekyyliä kohden.

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

, m s ) täytetään alimmasta energiatilasta alkaen. Alkuaineet joiden uloimmalla elektronikuorella on samat kvanttiluvut n,

S , Fysiikka III (S) I välikoe Malliratkaisut

η = = = 1, S , Fysiikka III (Sf) 2. välikoe

Jatkuva-aikaisten Markov-prosessien aikakehitys

Osittaisdifferentiaaliyhtälöt

Osoitetaan tämä nyt formaalisti esimerkkitehtävänä lähtien liikkeelle kombinatorisesta tuloksesta

BM20A5800 Funktiot, lineaarialgebra ja vektorit Harjoitus 4, Syksy 2016

Tfy Fysiikka IIB Mallivastaukset

Mapu I Laskuharjoitus 2, tehtävä 1. Derivoidaan molemmat puolet, aloitetaan vasemmasta puolesta. Muistetaan että:

Sarjoja ja analyyttisiä funktioita

Matematiikan tukikurssi: kurssikerta 12

Z 1 = Np i. 2. Sähkömagneettisen kentän värähdysliikkeen energia on samaa muotoa kuin molekyylin värähdysliikkeen energia, p 2

Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely

S Fysiikka III (Est), 2 VK Malliratkaisut (Arvosteluperusteita täydennetään vielä)

4 ev OY/MFP R Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 6, Kevät 2017

λ x = 0,100 nm, Eγ = 0,662 MeV, θ = 90. λ λ+ λ missä ave tarkoittaa aikakeskiarvoa.

Teddy 1. harjoituksen malliratkaisu kevät 2011

Sähköstatiikasta muuta. - q. SISÄLTÖ Sähköinen dipoli Kondensaattori Sähköstaattisia laskentamenetelmiä

Fysiikka 1. Kondensaattorit ja kapasitanssi. Antti Haarto

f (t) + t 2 f(t) = 0 f (t) f(t) = t2 d dt ln f(t) = t2, josta viimeisestä yhtälöstä saadaan integroimalla puolittain

E p1 = 1 e 2. e 2. E p2 = 1. Vuorovaikutusenergian kolme ensimmäistä termiä on siis

Potentiaali ja potentiaalienergia

Derivointikaavoja, interpolointi, jousto, rajatuotto, L4b

Luku 13: Elektronispektroskopia. 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi

2. Fotonit, elektronit ja atomit

a) Jos törmäysten määrä sekunnissa on f = s 1 ja jokainen törmäys deaktivoi virityksen, niin viritystilan keskimääräinen elinikä on

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 2 / Coulombin laki ja sähkökentänvoimakkuus

= vakio = λ. V (x) V (0) = V (l) = 0.

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

Mikrotila Makrotila Statistinen paino Ω(n) 3 Ω(3) = 4 2 Ω(2) = 6 4 Ω(4) = 1

Suolaliuoksen ph

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Kevät 2017

Infrapunaspektroskopia

Varatun hiukkasen liike

Sähköpotentiaali. Haarto & Karhunen.

Varatun hiukkasen liike

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

Matematiikan tukikurssi

a P en.pdf KOKEET;

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 21: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Lagrangen

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 3. viikolle /

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

πx) luvuille n N. Valitaan lisäksi x = m,

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

z z 0 (m 1)! g(m 1) (z0) k=0 Siksi kun funktioon f(z) sovelletaan Cauchyn integraalilausetta, on voimassa: sin(z 2 dz = (z i) n+1 k=0

Atomin kvanttimekaaninen malli

Fysiikan valintakoe klo 9-12

Matematiikan tukikurssi

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

S , Fysiikka III (Sf) tentti/välikoeuusinta

LHSf5-1* Osoita, että van der Waalsin kaasun tilavuuden lämpötilakerroin on 2 γ = ( ) RV V b T 2 RTV 2 a V b. m m ( ) m m. = 1.

Sovelletun fysiikan pääsykoe

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO. Integraalilaskenta 2 Harjoitus Olkoon A := {(x, y) R 2 0 x π, sin x y 2 sin x}. Laske käyräintegraali

1 2 x2 + 1 dx. (2p) x + 2dx. Kummankin integraalin laskeminen oikein (vastaukset 12 ja 20 ) antaa erikseen (2p) (integraalifunktiot

VIELÄ KÄYTÄNNÖN ASIAA

Puskuriliuokset ja niiden toimintaperiaate

Derivaatta, interpolointi, L6

Kemian koe, KE3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Maanantai VASTAA YHTEENSÄ VIITEEN TEHTÄVÄÄN

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

ja λ 2 = 2x 1r 0 x 2 + 2x 1r 0 x 2

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Matriisiteoria Harjoitus 1, kevät Olkoon. cos α sin α A(α) = . sin α cos α. Osoita, että A(α + β) = A(α)A(β). Mikä matriisi A(α)A( α) on?

L a = L l. rv a = Rv l v l = r R v a = v a 1, 5

Vektorit, suorat ja tasot

Derivointiesimerkkejä 2

S Fysiikka III (EST) Tentti ja välikoeuusinta

Tehtävä 1. TEL-1360 Sähkömoottorikäytöt Laskuharjoitus 4/2011

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

3. Differen-aalilaskenta

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi

Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Vesiliuoksen ph ja poh-arvot

Lujuusopin jatkokurssi IV.1 IV. KUORIEN KALVOTEORIAA

Mustan kappaleen säteily

Molekyylit. Atomien välisten sidosten muodostuminen

Coulombin laki ja sähkökenttä

2. M : T kevät 2007 Laskennallisen logiikan jatkokurssi Laskuharjoitus 11 Ratkaisut 1. M :

a) Sievennä lauseke 1+x , kun x 0jax 1. b) Aseta luvut 2, 5 suuruusjärjestykseen ja perustele vastauksesi. 3 3 ja

TÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA

3 = Lisäksi z(4, 9) = = 21, joten kysytty lineaarinen approksimaatio on. L(x,y) =

S Fysiikka III (Est) Tentti

VEKTORIT paikkavektori OA

Monen elektronin atomit

(1) (2) Normalisointiehdoksi saadaan nytkin yhtälö (2). Ratkaisemalla (2)+(3) saamme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

y (0) = 0 y h (x) = C 1 e 2x +C 2 e x e10x e 3 e8x dx + e x 1 3 e9x dx = e 2x 1 3 e8x 1 8 = 1 24 e10x 1 27 e10x = e 10x e10x

Infrapunaspektroskopia

SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017

Transkriptio:

S-446 FYSKKA V (Sf Kevät 5 LHSf4 Ratkaisut - LHSf4- K - ja C -ionien tasapainoetäisyys KC oekyyissä on r = 67 n (a Laske ionien väinen attraktiivinen potentiaaienergia oettaaa että ionit ovat pistevarauksia (b Kaiuin ionisaatioenergia on 434 ja koorin eektroniaffiniteetti on 36 Laske issosiaatioenergia Voit jättää repusioenergian huoiotta (c Mitattu issosiaatioenergia on 443 Mikä on repusioenergian suuruus? Potentiaaienergia on uotoa e U ( r = ex ion 4πε r issä ensiäinen teri on attraktiivinen osa n ex = A r kietosäännöstä seuraava repusiivinen tekijä ja ion on oekyyin ionisaatioenergia ei energia joka vaaitaan eektronin siirtäiseen K:ta C:e (a Potentiaain attraktiivinen osa on e Uattr ( r = 539 4πε r (b KC oekyyin ionisaatioenergia on ion = ( K:n ionisaatioenergia ( C:n ektroniaffinitetti = 434 3 6 = 7 Koska repusioenergia jätetään huoiotta issosiaatoenergiaksi saaaan iss = U ( r = 539 7 = 4 67 (c Repusiivisen energian arvo saaaan itatun ja (b-kohassa asketun issosiattioenergioien erotuksena ex = 4 67 4 4 = 7 LHSf4- Tarkasteaan poaarisen ja poaarittoan oekyyin väistä vuorovaikutusta: Okoon poaarisen oekyyin ipoioentti p x-aksein suuntainen ja okoon poaariton oekyyi ipoin akseia etäisyyeä x poaarisesta oekyyistä (a Mikä on ipoin p sähkökenttä etäisyyen x funktiona? (Oeta että x a issä a on ipoin pituus (b Ukoinen kenttä inusoi ipoioentin p poaarittoaan oekyyiin issä p on verrannoinen sähkökenttään Dipoin p potentiaaienergia sähkökentässä on U = p Laske ikä on poaarittoan ja poaarisen oekyyin vuorovaikutuksen potentiaaienergia etäisyyen x funktiona (c Laske vastaava voia (vihje: F = U (a Pisteipoin ( r a sähkökenttä on

( p r p 3 = k r r 3 r 5 issä k = /(4 πε tyhjiössä r on paikkavektori ja p on ipoioentti (Dipoionetti osoittaa -q:sta q:hun Dipoioentti p voiaan kirjoittaa uotoon p = qau x issä a on varausten q ja -q väiatka ja paikkavektori (varausten väisen aksein keskipisteestä voiaan kirjoittaa uotoon r = xu x issä u x on x-aksein suuntainen yksikkövektori Nyt sähkökentäksi saaaan p 3( p r p qa = k r = k = k 3 5 u 3 3 x r r r x (b Ukoisen kentän poaarittoaan oekyyiin inusoia ipoioentti on p = α joten poaarisen oekyyin kenttä inusoi poaarittoaan oekyyiin ipoioentin Moekyyien väinen potentiaaienergia on siten qa qa 4k q a U = p = α k k = α 3 3 6 x x x (c Voia on siis potentiaaienergian graientin vastauku 4k q a F = U = α u 7 x x Huoaae että voia on attraktiivinen koska ipoioentti p on saansuuntainen kentän kanssa ( p ei p on saansuuntainen p :n kanssa ( p p kun ipoien akseit ovat saaa akseia Toisin sanoen poaarisen ja poaarittoan oekyyin väie syntyy heikko puoeensavetävä vuorovaikutus LHSf4-3 Tarkasteaan HC seosta joka koostuu kahesta isotoopista ja (a Laske reusoitujen assojen suhteeinen ero µ µ oekyyeie ja (b Osoita että rotaatiotiojen väisessä transitiossa taajuuen suhteeinen ero on f f = µ µ (c Laske f f ja vertaa tuosta kuvaan H = 785u = 3496885u ja = 36965898u C C (a Reusoitu assa saaaan kaavaa ( reusoiut assat ovat µ µ µ = H = 979593u = 9877u Reusoitujen assojen ero on µ = 484 u Suhteeinen ero on C ja oekyyien

µ µ (b Rotaatioenergia on ( ( energiaero antaa taajuuen 5 5% = issä ( hf = = ( ( = µ r Peräkkäisten rotaatiotiojen h f = = hµ r 4π µ r Lasketaan taajuuen kokonaisifferentiaai f ( h ( h µ µ f = µ = µ = = f µ 4π µ r 4π µ r µ µ µ = f µ (c (a- ja (b-kohtien perusteea µ = 5 f µ Kuvassa pieät piikit vastaavat :n spektriä ja yheät katsottuna saaaan arvoksi f (askettu piikie = :n spektriä Kuvasta LHSf4-4 Moekyyeie kuten CO joia on pysyvä sähköinen ipoioentti rotaatiotiojen väisten sähköipoitransitioien vaintasääntö on = ± (a Laske CO:n hitausoentti ja karakteristinen rotaatioenergia r kun r = 3n (b Laske energiatasot = 5 ja (c eittoituvien fotoneien energiat kun = ( Laske isäksi eittoituvien fotoneien aaonpituuet (a Reusoitu assa on µ = C O 686u C O joten karakteristiseksi pyöriisenergiaksi saaaan r = = 39 µ r (b nergiatasot ovat = ( r joten kysytyt arvot ovat = = r 4 78 = 6r 43 3 = r 87 4 = r 4 78 = 3 77 5 r

(c Kun = tapahtuu transitio aina ähiäe aeae tiae ittoituvan fotonin energia on rotaatiotiojen energioien erotus = 39 54 r = 8 9 43 r = 6 44 3 r = 4 95 r = r 4 78 ( Aaonpituuet saaaan yhtäöstä = hc / λ λ = hc / λ = hc 59 54 54 λ = hc 649 43 43 λ = hc 86 3 3 λ = hc 3 λ = hc 59 LHSf4-5 Laske kuvan absorptiospekristä äpötia Rotaatioenergian ausekkeesta ( ( = voiaan askea peräkkäisten rotaatioenergioien ero (ei transitioenergiat tiata tiae Magneettinen vaintasääntö on = ± joten akutioie yhtä onta ahoista opputiaa ( = Kukin kuvan piikki vastaa tiettyä transitiota = hf issä f on fotonin taajuus Peräkkäisten transitioenergioien ero (ei rotaatiosiirtyien ero on rot = = ( ( = = h Peräkkäisten piikkien taajuus voiaan ukea kuvasta hitausoentiksi saaaan 7 = rot 336 kg Pyöriisiikkeen partitiofunktio (kertaa tiastoisesta fysiikasta rot ( k T = ( Z = e 3 5 Hz Moekyyin joten tian toennäköisyys on verrannoinen tekijään = ( Toennäköisin tia saaaan erivaatan noakohasta p e ( k T

( p ( / kt ( / kt ( e = = e = kt 4k ( T T = = 4k issä on toennäköisiän tian kvanttiuku Absorption voiakkuus on verrannoinen rotaatiosiirtyän akutian iehitystoennäköisyyteen joten kuvasta voiaan ukea voiakkainta absorptiopiikkiä vastaava kvanttiuku = 3 Nyt voie askea äpötian ( T = 94K 4k Kuva Kuva esittää HC:n isotooppien :n spektriä ja yheät :n spektriä ja absorptiospektriä Pieät piikit vastaavat