i ni 9 = 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6, k k

Samankaltaiset tiedostot
Laskennallisen kombinatoriikan perusongelmia

tasapainotila saavutetaan kun vuo aukon läpi on sama molempiin suuntiin

Miehitysluvuille voidaan kirjoittaa Maxwell Boltzmann jakauman mukaan. saamme miehityslukujen summan muodossa

LIITTEET Liite A Stirlingin kaavan tarkkuudesta...2. Liite B Lagrangen kertoimet...3

9 Lukumäärien laskemisesta

F e. R kertaa ioniparien lukumäärä N. Kun laskemme tämän yhteen Coulombin attraktioenergian kanssa saamme kiteen kokonaisenergiaksi.

S , Fysiikka III (ES) Tentti Tentti / välikoeuusinta. Laaditaan taulukko monisteen esimerkin 3.1. tapaan ( nj njk Pk

Tehtävä 11 : 1. Tehtävä 11 : 2

Kiinteätuottoiset arvopaperit

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

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

Koska elektronin oletetaan olevan perustilassa sen ionisaatioenergia on 13,6 ev:

C (4) 1 x + C (4) 2 x 2 + C (4)

ν = S Fysiikka III (ES) Tentti Ratkaisut

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

n = = RT S Tentti

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 1, MALLIRATKAISUT

Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 1. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset

j = I A = 108 A m 2. (1) u kg m m 3, (2) v =

Matematiikan tukikurssi

S , Fysiikka III (S) I välikoe Malliratkaisut

Ennen kuin mennään varsinaisesti tämän harjoituksen asioihin, otetaan aluksi yksi merkintätekninen juttu. Tarkastellaan differenssiyhtälöä

Ortogonaalisuus ja projektiot

Luku 11. Jatkuvuus ja kompaktisuus

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 5. ( ) Jeremias Berg

Luku 2. Jatkuvuus ja kompaktisuus

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 6A Ratkaisuehdotuksia.

a) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =

1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävään 4). Monisteen esimerkin mukaan momenttimenetelmän. n ne(y i Y (n) ) = 2E(Y 1 Y (n) ).

4.7 Todennäköisyysjakaumia

MAB7 Talousmatematiikka. Otavan Opisto / Kati Jordan

Kolmivaihejärjestelmän oikosulkuvirran laskemista ja vaikutuksia käsitellään standardeissa IEC-60909, , , 60781, ja

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 19: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Newtonin lakia käyttäen

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 2, ratkaisuehdotukset. Johdanto differenssiyhtälöiden ratkaisemiseen

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 15: Yhden vapausasteen vaimeneva pakkovärähtely, roottorin epätasapaino ja alustan liike

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 02: Vapausasteet, värähtelyiden analysointi

2.1. Bijektio. Funktion kasvaminen ja väheneminen ********************************************************

1 a) Eristeiden, puolijohteiden ja metallien tyypilliset energiakaistarakenteet.

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

1. Oletetaan, että protonin ja elektronin välinen vetovoima on verrannollinen suureeseen r eikä etäisyyden neliön käänteisarvoon

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 24: Usean vapausasteen vaimenematon ominaisvärähtely osa 2

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

Näkymäalueanalyysi. Joukhaisselkä Tuore Kulvakkoselkä tuulipuisto Annukka Engström

Talousmatematiikan verkkokurssi. Koronkorkolaskut

b 4i j k ovat yhdensuuntaiset.

M y. u w r zi. M x. F z. F x. M z. F y

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

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 21: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Lagrangen

= 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6,

8. Ortogonaaliprojektiot

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 1 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

3. Markovin prosessit ja vahva Markovin ominaisuus

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 12: Tasokehän palkkielementti, osa 2.

1 4πε. S , FYSIIKKA IV (Sf) Kevät 2005, LHSf5. Ratkaisut

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

[ ] [ 2 [ ] [ ] ( ) [ ] Tehtävä 1. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2( ) = 1. E v k 1( ) R E[ v k v k ] E e k e k e k e k. e k e k e k e k.

Perustehtäviä. Sarjateorian tehtävät 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 24

Pyramidi 3 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 139 Päivitetty a) 402 Suplementtikulmille on voimassa

1. YKSISUUNTAINEN VARIANSSIANALYYSI: AINEISTON ESITYSMUODOT

Tämä merkitsee geometrisesti, että funktioiden f

MAOL ry 1/2 Lukion kemiakilpailu/perussarja. Lukion kemiakilpailu

Luku kahden alkuluvun summana

2 = +. Osoita, että palauttava voima, joka. 4πε. or r

6 JÄYKÄN KAPPALEEN TASOKINETIIKKA

Keskijännitejohdon jännitteenalenema

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

J1 (II.6.9) J2 (X.5.5) MATRIISILASKENTA(TFM) MALLIT AV 6

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

ESIM. ESIM.

0 C lämpötilaan antaa 836 kj. Lopputuloksena on siis vettä lämpötilassa, joka on suurempi kuin 0 0 C.

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Hannu Pajula. Stirlingin luvuista

9. Ominaisarvot. Diagonalisointi

EX1 EX 2 EX =

3.6 Todennäköisyyden laskusääntöjä Onneksi ennalta arvaamaton todennäköisyys noudattaa täsmällisiä sääntöjä. Tutustutaan niistä keskeisimpiin.

HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ

2 Taylor-polynomit ja -sarjat

:n perustilaan energiasta. e) Elektronien ja ytimien välinen vuorovaikutusenergia H 2

Tehtäviä neliöiden ei-negatiivisuudesta

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 5, harjoitustenpitäjille tarkoitetut ratkaisuehdotukset

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

Sattuman matematiikkaa III

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO

2.8 Mallintaminen ensimmäisen asteen polynomifunktion avulla

Modaalilogiikan harjoitusteht vi Aatu Koskensilta 1 Harjoitusteht v t Teht v 100 a) Osoitamme, ett Th(F 1 F 2 ) Th(F 1 ) [ Th(F 2 ) vastaesim

M 2 M = sup E M 2 t. E X t = lim. niin martingaalikonvergenssilauseen oletukset ovat voimassa, eli löydämme satunnaismuuttujan M, joka toteuttaa ehdon

S Fysiikka IV (Sf) tentti

Helsinki University of Technology Laboratory of Telecommunications Technology

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

VALIKOITUJA KOHTIA LUKUTEORIASTA

1. Harjoituskoe. Harjoituskokeet. 1. a) Valitaan suorilta kaksi pistettä ja määritetään yhtälöt. Suora s: (x 1, y 1 ) = (0, 2) (x 2, y 2 ) = (1, 2)

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Puolijohteet II. luku 2 ja 4

Transkriptio:

1. Neljä tuistettavissa oleva hiuase iroaoise jouo ahdolliset eergiatasot ovat 0, ε, ε, ε, 4ε,, jota aii ovat degeeroituattoia. Systeei ooaiseergia o 6ε. sitä aii ahdolliset partitiot ja osoita, että irotiloje ooaisluuäärä o 84. Määritä todeäöisi partitio. sitä yös eergiatasoje esiääräiset iehitysluvut. Rataisu ): Laaditaa tauluo oistee esieri.1. tapaa ( j j P Alialla rivillä olevat partitioide todeäöisyydet saadaa yhtälöstä 1 P! i N gi, i i! issä idesi i ueroi eergiatasot. Nyt g i 1 joaiselle eergiatasolle. Site saadaa esierisi 4! 4! P1 4, P 1, je.!1!!1!1! Mirotiloje ooaisluuäärä o 9 P 84. Todeäöisi partitio o partitio 6, 1 jolle P6 4 eli partitio sisältää 4 irotilaa. Ruuduo oiealla puolella ovat eergiatasoje esiääräiset iehitysluvut. Voidaa todeta, että iide sua o hiuaste ooaisluuäärä 4. p: partitiot oiei ja irotiloje ooaisluuäärä 1p: todeäöisi partitio p: eergiatasoje esiääräiset iehitysluvut

. Säiliö, joa tilavuus o 5,00 d, sisältää eoaasua 7,0 C läpötilassa ja 04 Pa paieessa. Määritä (a) aasu ooaiseergia (aasu oletetaa ideaaliaasusi), (b) eoatoi esiääräie liie-eergia, (c) eoatoi rs-opeus. Neoatoi assa o 0,180 u (1 u 1,66 10-7 g; atoiassaysiö). Rataisu : V 5,00 d, t 7,0 C, p 04 Pa. Ne, 0,180 u. (a) Kieettise aasuteoria uaa N pv U U pv 04 10 5,00 10,8 J. Tai uistaalla, että utai vapausastetta ohde sisäeergia o T ja äyttäällä ideaaliaasu tilayhtälöä (aiiaa N appaletta atoeita) U N T NT, pv NT U pv. (b) Neoatoi esiääräie liie-eergia o U J -1 K, ave T 1, 805 10 ( 7,15 + 7, 0 ) K 6, 15 10 J 8,8 ev N K (c) Moleyyli eliöllie esiopeus saadaa yhtälöstä 1 T K, ave vr s T vr s J 1,805 10 ( 7,15 + 7, 0 ) K K 609. v rs -7 0,180 1,66 10 g s p: (a) aasu ooaiseergia p: (b) eoatoi esiääräie liie-eergia p: (c) eoatoi rs-opeus. Miä o evipartitioperiaattee uaa hyvi oreissa läpötiloissa (a) aoiaioleyyli NH (ei-lieaarie oleyyli) ja (b) hiilidiosidioleyyli CO (tiedetää lieaarisesi) esiääräie eergia. Hyvi orealla läpötilalla taroitetaa sitä, että aii äille oleyyleille ahdolliset liiee vapausasteet (eletroista virittyistä luuu ottaatta) osallistuvat läpöeergia jaaisee.

NH o ei lieaarie oleyyli. Atoie paia ilaiseisee tarvitaa x4 1 oordiaattia. Näistä assaesipistee liieelle (ei potetiaalieergiaa) siis eteeisliiee eergia esiääri (/) T. Pyöriisee tarvitaa ole ulaoordiaattia, jällee potetiaalieergia o 0, jote esiääräie pyöriiseergia (/) T. Loput 6 oordiaattia uvaavat värähtelyä. Niihi liittyy seä liie että potetiaalieergiaa. Siis värähtelyeergiaa yhteesä 6 T ja yhde aoiaioleyyli esiääräie ooaiseergia o ((/)+(/)+6) T 9T. Hiilidiosidissa o ole atoia ja siis x 9 oordiaattia. teeisliie saoi ui yllä (/) T, lieaarie oleyyli, jote pyöriie vai asi oordiaattia siis eergiaa 1 x T ja loput 4 oordiaattia värähtelyy 4 T yhteesä saadaa siis ((/)+(/)+4) T 6,5T. Seä (a)- että (b)-ohdat: 1p: traslaatio 1p: rotaatio 1p: vibraatio 4. Systeeissä hiuaste ahdolliset tilat ovat 1 0, ε ja ε. Oletetaa, että gi 1, i 1,,. Miehitysluvut ovat 1 000, 800 ja 00. (a) Miä o jaaua todeäöisyyde uutos, u yliältä ja alialta tilalta siirretää ysi hiuae esiäiselle tilalle? (b) oo yllä aettu jaaua a) ohda tulose perusteella lähellä tasapaiotilaa? (c) Lase systeei todeäöisi jaaua aetulle ooaishiuasäärälle ja sisäeergialle. Opastus: ooaishiuasäärä ja sisäeergia säilyie ataa asi side-ehtoa tuteattoille suureille 1, ja. (a) Systeeissä o yhteesä N 000 hiuasta. Aluperäise partitio todeäöisyys o 1 1 1 P 1. 000! 800! 00! Hiuaste siirtäise jälee partitio todeäöisyys o 1p. 1 1 1 P. 1999! 80! 199! Jaauie todeäöisyysie suhde o P1 1999! 80! 199! 1 1 801 80 P 000! 800! 00! 000 00 1,6. 1p. Siis aluperäie partitio oli 1,6 ertaa todeäöisepi. (b) Kosa pieellä iehitysluvu uutosella saadaa suuri irotiloje luuäärä uutos, systeei o ileisesti hyvi auaa terodyaaisesta tasapaiosta. 1p. (c) Todeäöisiä partitio äärääie. Maxwell-Boltza -jaaua o N 0/ T N ε / T N ε / T 1 e, e, e 1p. issä o partitiofutio. Systeeissä o 000 hiuasta joide ooaiseergia o 100 ε.

Meritää tällöi irjoittaa / T e ε x, jolloi x1 ja x 1 1 + 1 x + 1 x 000 ja eergia säilyie ( 1 x) ε + ( 1 x )( ε ) 100ε. Supistaalla ε jäliäisestä yhtälöstä saae yhtälöpari 1. Hiuasäärä säilyie voidaa 1 (1 + x + x ) 000. 1p. (1) ( x + x ) 100 Jaaalla (1) puolittai ja supistaalla 1 saadaa 8x + x 0, josta x 0, 465 (vai positiivie juuri elpaa). Sijoittaalla yhtälöö (1) saae 1 046, 708 46. Tulos o pyöristetty lähipii ooaisluuihi. 1p. Huoaa, että jos äihi iehitysluuihi tehdää uutos 1 1 1 + ja 1 o partitio todeäöisyyde uutos varsi piei. (Periaatteessa äärettöä piei jos hiuasia o tarpeesi). 5. Lase aliui erieergia olettaalla että joaie atoi luovuttaa yhde eletroi johtovyöhö. Johtavuuseletroit uodostavat vapaa vuorovaiuttaattoa eletroiaasu. Kaliui tiheys o 8,51 g/c ja yhde aliu atoi paio o 6, 49 10 6 g. letroie tilatiheys etallissa o g( ) 1/ / Tehtäväaossa aettu tilatiheyde lausee ei ota huoioo eletroi spiiä, jote tilatiheys o vielä errottava ahdella. Kosa aava oli vääri tehtävässä, ei virhettä tule vaia ei olisiaa tehyt äi. V 1/. erieergialla taroitetaa eergiaa, joho saaa etalli johtovyö tilat ovat täyä läpötilassa T 0 ja joa yläpuolella tilat ovat tyhjiä. Absoluuttisessa ollapisteessä D-jaauafutio ( µ )/ T fd( ) e + 1 o 1 ferieergiaa saaa ja 0 se yläpuolella, jote eletroie luuäärä tilavuudessa V o yhtä suuri ui tilatiheyde itegraali erieergiaa saaa. 1 p. Itegroialla ja rataisealla ferieergia eletroie tiheyde avulla saadaa 1/ / V 1/ N g( ) f ( ) d d D 0 0 1/ / N V / 4 / / p.. (1)

9 Kaliui tiheys o ρ / 1,1 10 atoia /. Kosa ui atoi luovuttaa yhde eletroi johtovyöhö, tää o saalla johtovyö eletroie tiheys yhtälössä (1) 1p. Sijoittaalla saae erieergiasi 9, 41eV. 1p. Jos tilatiheyde lauseetta ei ole ertout ahdella saadaa erieergiasi: / 4/ / 1/ 14,9eV