Perustehtävät (111–124)

111. Radioaaltojen fotonit

Aurinkoinen talvinäkymä LahdestaRadioaaltojen taajuus on 98,5 MHz.

  1. Laske radioaaltojen aallonpituus.
  2. Laske yhden fotonin energia kyseisellä taajuudella.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

112. Laserin fotonien energia

Punaisen helium-neon-laserin aallonpituus on 633 nm. Laske laserin valon fotonien energia

  1. jouleina
  2. elektronivoltteina.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

113. Ilmaisimen aallonpituusalue

Germaniumista valmistettu puolijohdeilmaisin soveltuu havaitsemaan fotoneita, joiden energia on välillä 1 200... 22 000 keV. Kuinka suuri on näiden fotonien aallonpituus, ja mikä säteilyn laji on kyseessä?


Germaniumista valmistettu puolijohdeilmaisin
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

114. Fotonien lukumäärä laserissa

Vihreä laservaloLaserin teho on 5,0 mW ja aallonpituus 530,9 nm. Laske, kuinka monta fotonia sekunnissa osuu pintaan, johon laserin säde kohdistetaan.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

115. UV-valo irrottaa elektroneja

Levyä valaistaan ultraviolettilampullaDemonstraatiovideolla nähtiin ultraviolettivalon irrottavan elektroneja metallilevystä. Kuinka lyhytaaltoista säteilyä ultraviolettilampun voidaan päätellä synnyttävän sen perusteella, että levyn tiedetään olevan sinkkiä?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

116. Elektronien energia

Valoa, jonka aallonpituus on 430 nm, kohdistetaan metallin pintaan. Määritä irtoavien elektronien suurin energia, kun metalli on

  1. sinkkiä
  2. cesiumia.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

117. Valosähköilmiön mallintaminen

Metalliin kohdistettiin valoa eri taajuuksilla. Irronneiden elektronien suurin liike-energia mitattiin. Liike-energian riippuvuus taajuudesta mallinnettiin oheisella kuvaajalla. Määritä kuvaajaa hyödyntäen Planckin vakio ja tutkitun metallin irrotustyö. Päättele, mikä metalli voisi olla kyseessä.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

118. Alumiinin ja nikkelin valosähköilmiö

Valosähköilmiötä tutkittiin nikkelille ja alumiinille. Metallien pintaan kohdistettiin säteilyä eri taajuuksilla ([[$ f $]]​​) ja irronneiden elektronien kineettiset energiat ([[$ E_\text {k} $]]​) mitattiin. Liike-energian ja taajuuden välille saatiin alla esitettyjen kuvaajien mukaiset riippuvuudet.

  1. Selitä, miksi alumiiniin ja nikkeliin liittyvät suorat ovat yhdensuuntaiset, mutta leikkaavat taajuusakselin eri kohdissa.
  2. Määritä kuvaajien perusteella tutkittujen metallien irrotustyöt.

Liike-energian ja taajuuden välinen riippuvuus

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

119. Fotonin liikemäärän suuruusluokka

  1. Laske punaista valoa olevien fotonien liikemäärä.
  2. Sumu koostuu aerosoleista eli pienistä nestehiukkasista, joiden halkaisijat ovat joitain mikrometrejä. Hitaasti leijailevan vesiaerosolin liikemäärä on suuruusluokaltaan 10-31 kg m/s. Millainen sähkömagneettinen säteily koostuu fotoneista, joiden liikemäärä on tämän suuruinen?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

120. Elektronin energia ja liikemäärä

Gammakvantti, jonka energia on 35 keV törmää irralliseen elektroniin. Siroavan fotonin aallonpituus on 62 pm. Kuinka suuren

  1. energian
  2. liikemäärän

elektroni saa?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

121. De Broglie -aallonpituudet

Vaikuttaako kvanttimekaniikka koripallo-otteluiden tuloksiin?Laske seuraavien kappaleiden de Broglien aallonpituudet ja arvioi, onko aalto-ominaisuus merkityksellinen:

  1. koriin putoava koripallo, kun koripallon massa on 630 g ja nopeus 5,0 m/s
  2. aurinkotuulen mukana Maata kohti 500 km/s kiitävä protoni.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

122. Elektronien aallonpituus

Elektroneja kiihdytetään 230 V:n jännitteellä. Laske niiden saama nopeus ja de Broglien aallonpituus.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

123. Elektronimikroskoopin kuva

Elektronimikroskooppikuva muurahaisestaOhessa on muurahaisesta elektronimikroskoopilla otettu kuva. Sen pienimmät erottuvat yksityiskohdat ovat suunnilleen 0,5 mikrometrin kokoisia. Elektronimikroskoopin erottelukyky on suunnilleen sama kuin sen elektronien de Broglien aallonpituus.

  1. Laske, mikä elektronien nopeuden tulee olla yksityiskohtien erottamiseksi. Onko tämä maksimi- vai miniminopeus?
  2. Laske, millä jännitteellä elektronit täytyy kiihdyttää.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

124. Elektronit kaksoisraossa

Elektroneja ammutaan kaksoisrakoon nopeudella 18 000 m/s. Raot ovat toisistaan 150 nm:n etäisyydellä, ja varjostin on 1,80 m:n päässä raosta. Kuinka kauas päämaksimista syntyy ensimmäinen sivumaksimi?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.