University of Oslo KJM2600. Oppsummering

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Størrelse: px
Begynne med side:

Download "University of Oslo KJM2600. Oppsummering"

Transkript

1 University of Oslo KJM2600 Oppsummering Dette heftet er i tre deler, første del tar for seg grunneleggende kvantemekanikk. Andre del går igjennom oppbygingen av atomer og molekyler, og hvordan energitilstandene til disse, kombinert med statistikk, gir opphav til termodynamikk. Tredje del tar for seg spektroskopi som tar utganspunkt i disse energiovergangene. Skrevet av: Sindre Rannem Bilden 11. desember 2015

2 Introduksjon Da vitenskapen var kommet så langt at det kunne settes opp eksperimenter som så på svært små partikler dukket det opp uventet oppførsel fra lys og små partikler. Konklusjonen fra mange eksperimenter var at lys ikke bare var bølger, men partikler med energi E = hν der h = Js er Plancks konstant, en av de første personene som beskrev kvantisering av energi. Det viste seg også at små partikler oppførte seg som bølger, hvor de Broglie tolket partiklene som λ = h p der p er partikkelens bevegelsesmengde. Del I Kvantemekanikk Da disse rare påstandene var godtatt, begynte man videre å systematisere og tolke hvordan dette kunne brukes i fysikk og kjemi. 1 Schrödingerlikningen Schrödinger kom opp med en sammenheng mellom tid, possisjon og energi, nå kjent som schrödingerlikningen (SL). Han viste at en partikkel sin energi kunne klassisk skrives som kinetisk energi kombinert med det potensialet partikkelen er i E tot = E K + V, det var også kjent at den kinetiske energien kunne skrives E K = p2 2m og potensiell energi varierte etter systemet. Ved å sette inn uttrykkene for kinetisk energi og potensiale fikk han: E k + V = E p 2 2m + V (x) = E Dette er begynnelsen på schrödinger likningen som vi kjenner den. Det som mangler er noe å bruke den på, her kommer bølgefunksjonen inn. 2 Bølgefunksjonen p 2 Ψ(x) + V (x)ψ(x) = EΨ(x) 2m Bølgefunksjonen er i bunn og grunn en beskrivelse av hvor det er sannsynlig å finne partikkelen den beskriver. Alt vi vet om partikkelen går inn i en ofte komplisert matematisk funksjon som skal gi et overblikk over sannsynligheten for å finne partikkele, hvor ψ 2 gir sannsynligheten. ψ x 1

3 For eksempel kan dette være et elektron runt et proton, som vi kjenner som hydrogenatomet, dette er vist i én dimensjon i figuren over. En viktig egenskap for bølgefunksjonen er at den skal beskrve sannsynligheten over hele rommet vi ser på, dette betyr at det dukker opp noen krav: Entydig: Det er kun én bølgefunksjon som kan beskrive det systemet vi ser på, hvis ikke vet man ikke hvilken bølgefunksjon man måler på. Normerbar: Bølgefunksjonen kan ikke være uendelig på et endelig sted, dette fordi absoluttverdikvadratet ψ 2 skal summeres opp til full sannsynlighet (1), og uendelig ødelegger alt. ψ ψdx = 1 Kontinuerlig: Bølgefunksjonen må ha en jevn fordeling av sannsynlighet over hele rommet, det vil være rart om en partikkel vil svært sannsynlig være ett sted og plutselig ikke like seg. Det samme gjelder den deriverte av bølgefunksjonen, den må kontinuerlig, ihvertfall der fysikken oppfører seg (V (x) ). Selv om man kan lage en bølgefunksjon som viser sannsynlighetsfordelingen basert på alt vi vet om systemet, er det ikke mulig å direkte lese av informasjonen. Faktisk er ikke bølgefunksjonen mulig å observere i seg selv. Her er det nødvendig å hente inn operatorer fra matematikken for å kunne finne den informasjonen vi ønsker. 3 Operatorer En operator er noe som gjør noe med en funksjon, det kan ses på som en liknging hvor operatoren gjør en funksjon om til en anne funksjon. ˆΩf(x) = g(x) For eksempel kan ˆΩ = x og vi får ˆΩf(x) = xf(x) = g(x) Men vi ønsker egentlig at operatorene vi bruker gir tilbake den funksjonen vi startet med i tillegg til en konstant. Dette kalles en egenverdilikning. Denne konsktanten som dukkeropp er nemlig målbar. 3-1 Egenverdilikning ˆΩψ = ωψ Hvor ω (lille omega) er egeverdien til ψ som ˆΩ (Omegaoperatoren) spytter ut etter den har gjort ting med ψ. 3-2 Kanoniske operatorer Vi har to grunnleggende operatorer som vi kommer veldig langt med når det gjelder kvantemekanikk, disse kalles kanoniske operatorer. Posisjon: ˆx = x Bevegelsesmengde: ˆp = i x Det er ikke ofte disse spytter ut en egenverdi når de brukes på bølgefunksjonen, men da kan vi gjøre noe annet, nemlig finne forventningsverdien til operatoren. 2

4 3-3 Forventningsverdi Dette kommer fra statistikk og tilsvarer gjennomsnittet av et uendelig antall målinger. Dette er en fin indikator på hvor det er mest sannsynlig å finne partikkelen. ˆΩ = Ψ ˆΩΨdx Ser vi tilbake til hyrdogenatomet i én dimensjon er forventningsverdien til possisjonen ˆx lik ˆx = = 0 ΨˆxΨdx Dette er i kjernen av hydrogenatomet! Men det trenger ikke bety at den alltid vil være i kjernen, ser man på høyre og venstre side er disse nemlig symmetriske om null, dette vil si at alle possisjoner x til høyre for kjernen er like sannsynlig som x til venstre for kjernen. Siden gennomsnittet av x og x er null er forventningsverdien til disse to possisjonene lik null. 3-4 Schrödingerlikningen på operatorform Nå som vi har introdusert operatorer kan vi se videre på schrödingerlikningen. Vi har nemlig lov til å erstatte alle klassiske uttrykk med x og p med ˆx og ˆp! p 2 Ψ(x) + V (x)ψ(x) = EΨ(x) 2m ˆp 2 Ψ(x) + V (x)ψ(x) = EΨ(x) 2m 2 2 Ψ(x) 2m x 2 + V (x)ψ(x) = EΨ(x) Og vips! Der dukket den tradisjonelle schrödingerlikningen opp! Det eneste som ble gjort var å sette inn ˆp = i x. Dette er en grov utledning av den tidsuavhengige schrödingerlikningen. 3

5 4 Kvantemekaniske systemer Sindre Rannem Bilden Det finnes mange kompliserte systemer man kan se på i kvantemekanikk, men det meste kan forenkles til noen få systemer som vi skal se under. 4-1 Partikkel i boks/uendelig brønn Mange situasjoner kan tenkes til at partikkelen er fanget i en boks der potensialet utenfor er uendelig (partikkelen får ikke lov til å være i et uendelig potensiale). V V = Grensebetingelsene sier at ψ(0) = 0 og ψ(l) = 0. Da får vi ψ(x) = A sin( nπ L x) og normering gir 2 ψ(x) = L sin( nπ L x). Settes ψ inn i schrödingerlikningen får vi 0 L Løsningen til partikkel i boks er en standard planbølgeløsning ψ(x) = A sin(kx) + B cos(kx). x 2 2 ψ 2m x 2 = Eψ Energien blir da E = 2 π 2 n 2 2mL 2 med n = 1, 2, Harmonsik oscillator Man kan se på en harmonisk oscillator som et fjærpotensiale og bruke V (r) = 1 2 k(r r e) 2, vi får da schrödingerlikningen 2 2m 2 Ψ k(r r e) 2 Ψ = EΨ Her får vi energiene E n = ( n)ω. 4

6 Del II Atomer Det finnes eksakte løsninger for hydrogenatomet, disse løsningene gir opphav til de orbitalene, eller energinivåene vi kjenner til. Men for større atomer er vi nødt til å gjøre antagelser. 5 Orbital tilnærmingen Schrödingerlikningen får et ekstra ledd med frastøtning mellom elektroner når det kommer fler enn ett elektron. Orbitaltilnærmingen ignorerer denne frastøtningen og gjør at vi kan løse schrödingerlikningen for fler-elektron atomer. 6 Aufbau prinsippet 6-1 Madelungs regel Når plasserer flere elektroner sier madelungs regel at disse vil plasseres i de laveste energinivåene først og bygger opp atomet utover. (Øker med n + l hvor n er neste prioritet) 6-2 Pauliprinsippet Pauliprinsippet sier at bølgefunksjonen som beskriver flere like fermioner må være antisymmetrisk under ombytte av partiklene. Ψ(a, b) = Ψ(b, a) Paulis eksklusjonsprinsipp I orbitaler vil Pauliprinsippet tilsi at det kun kan være to elektroner i samme orbital og da med motsatt rettet spinn. 6-3 Hunds regel Hunds regel sier at om det finnes degenererte energinivåer vil elektronene fylles slik at det blir størst netto spinn. 7 Termsymboler Termsymboler beskriver elektronkonfigurasjonen og energien til en tilstand. 2S+1 L J [ S ] Dette er summen av spinne til alle parrede elektroner s = 1/2 [ L ] L fås ved å legge elektronene i bokser ved Aufbau-prinsippet. Det er viktig at elektronene legges/fjernes fra høyest m l til lavest: (I figuren er dette fra venstre til høyre) 5

7 Totalt orbitalt angulærmoment blir da summen av alle m l til elektronene. For eksempel blir verdien av L for nitrogen i grunntilstanden ([He]2s 2 2p 3 ) blir: m l : s 2s 2p L = ( 1) = 0 m l : s 2s 2p 3s 3p 3d [ J ] Totalt angulærmoment J fås ved Gebsch-Gordan serien J = S L, S L + 1, S L + 2,..., S + L hvor den laveste J tilhører grunntilstanden. 6

8 Del III Molekyler Når man kommer til molekyler er det mange fler partikler å ta hensyn til, her må man gjøre nye antagelser: 8 Born-Oppenheimer tilnærmingen Massen til kjernene er mye tyngere enn elektronenes masse, vi kan derfor anta at kjernene er stille og får Ψ moleyl (R, r) = ψ e (r; R)ψ k (R). Om ψ k må følge pauliprinsippet sjekkes om kjernene har halv eller heltallig spinn. 9 Valensbinding teori VB baserer seg på overlapp av enkeltokkuperte atomorbitaler når atomene nærmer seg. Her vil enten orbitalene overlappe konstruktivt eller destruktivt. Det er viktig at elektronene har motsatt spinn for konstruktiv overlapp. d = d < 2r Det er viktig å legge merke til at det som gir binding er den store oppsamlingen av elektroner mellom atomene i en konstruktiv binding. Disse elektronene skjermer den positive frastøtningen til atomene og gir en likevektsavstand. (Morse-potensial) 9-1 Hybridisering I VB-teori kan flere orbitaler gå sammen og danne hybrider, som 2s med de tre 2p orbitalene i karbon. Her får vi fire sp 3 hybrider som peker ut som et tetraeder. 9-2 Bindingsresonans Det er ikke alle bindinger som er rent kovalente, noen er også ioniske. Andre veksler og kalles polar-kovalente. Disse kalles resonerende bindinger og beskrives Ψ = ψ kovalent + λψ ionisk Man kan også få resonans mellom forskjellige resonsansstrukturer som i benzen. 7

9 10 Molekylorbital teori 10-1 LCAO - Linear Kombinasjon av Atomorbitaler LCAO er en videreføring av VB, her inngår et overlappsintegral der overlappet definerer bindingsstyrken og er avhengig av avstanden mellom kjernene Molekylorbitaler Molekylorbitaler kan være bindende eller antibindende, som kommer ann på elektronforedlingen. Alle figurene i LCAO er bindende men blir svakere med avstanden. Ved å bruke hybridisering og orbitalinteferens kan vi lage et skjema med MO-energier opp mot AO-energier. Under er bindendemo merket i blått og anti-bindende i rødt. Direkte bindinger markeres med σ og viser sylindersymmetri langs bindingsaksen. Orbitaler som binder seg normalt på bindingsaksen kalles π-bindinger, (dannes av p-orbitaler som er igjen etter hybridisering). Med MO-teori kan vi bruke aufbau igjen og bygge opp molekylet med de tilgjengelige elektronene. I O 2 har vi fire tilgjelgelige elektroner fra 2p orbitaler, vi ser ofte på de ytterste orbitalene fordi de innerste ikke inngår i binding. 2p σ π π σ Her er elektronene lagt etter aufbau og vi ser det er fire elektroner i bindende molekylorbitaler. Dette gir en bindingsgrad på 4 2 = 2, en dobbeltbinding, noe som stemmer fra tidligere fag. 11 Hückel teori Hückel beregniner er en semi-empirisk metode, som vil si at den bruker eksperimentelle data inn i teoretiske beregninger. Dette gir usikkerhet men er en veldig rask og enkel metode for å beregne MO-energier. Løsninger av schrödingerlikningen gir en matriselikning med α- og β-energier langs diagonalen. α β 0 0 c 1 c 1 β α β 0 c 2 0 β α β c 3 = E c 2 c β α c 4 c 4 Hvor α er ioniseringsenergien til karbon, og β er halvparten av eksitasjonsenergien. Begge verdiene skal være negative. 2p 8

10 12 Hatree-Fock tilnærming Sindre Rannem Bilden Hatree-Fock teori bygger på nummerisk konvergering av energier. Man finner forventningsverdien til energien over en MO-bølgefunksjon (LCAO) og endrer parameterene c i så energien blir lavere. Ψ MO = c 1 ψ 1 + c 2 ψ c n ψ n Dette gjøres ved variasjonsprinsippet E = 13 DFT ΨĤΨdτ ΨΨdτ Tetthetsfunksjon teorien går ut på å beregne ladningstettheten rundt i molekylet og er billigere enn beregninger med bølgefunksjoner. Det bygger mye på samme prinsipp som HF, men beregner først tetthet og så energien. Del IV Energioverganger I et molekyl er det mange forskjellige energioverganger og energitilstander. Disse er gjerne uavhgengige av hverandre og gir derfor et stor spekter av energioverganger. Først tar vi for oss overganger av høyest energi og går videre til lavere energioverganger. 14 Elektroniske energioverganger Dette er i grunn eksitasjon av elektroner og bygger på hovedkvantetallet n, fra hydroge-orbitalene har vi at energien er gitt ved E n = 2 1. Fra de Broglie har vi E = hν og vi kan skrive 2m ea 2 n 0 2 E = hc ν. Her er ν n = (Ikke husk denne men det er fint å tenke på som at ν kun er et energibegrep.) E c 4πE me a 2 0 n2 n = 2 ν n n = 1 r 15 Vibrasjonelle energioverganger I en bunn av morsepotensialet kan man tilnærme potensialet som en harmonisk oscillator, dette gir oss energinivåene E v = (v )ω. Igjen kan vi se på energien som ν v = ω 2πc. Her ser vi at energien har lik oppsplitting ω = ν v. 9

11 Grunnenergien til alle energinivåer er grunnenergien til en harmonisk oscillator, E 0 = 1 2 ν v (markert som den heltrukkne linjen i energinivåene over.) 16 Rotasjonelle energioverganger Alle molekyler roterer, vi tilnærmer molekylene til en stiv rotor og får at lovlige energier er E r = J(J + 1) 2 2 2I hvor J = 0, 1, 2,... Vi skriver 2I = hb, der B = 4πI. Vi får da at en energiovergang E = hc ν r = ρ2 B hvor ρ = 1, 2, 3,... Med andre ord vil avstanden mellom linjene i et rotasjonsspektrum være 2 B som vi ser bruken av i spektrosopi. 17 Total energiovergang Siden disse kan skje samtidig vil vi gå en total energiovergang E tot lik summen av alle overganger. E tot = E n + E v + E r Vi liker å se på dette i bølgetall og bruker E = hc ν: ν tot = ν n + v ν v + ν r Vi kan sette inn hva vi vet om de forskjellige og får ν tot = ν n + v ν v + ρ(2 B) Under er et diagram over elektroniske [grønne], de tilhørende vibrasjonelle [blå], og de tilhørende rotasjonelle [røde] tilstandene. Dette blir til sammen et komplisert system av overganger! E r 10

12 18 Termodynamikk Med alle disse energitilstandene er det ikke lett å vite hvilken tilstand et molekyl vil være i, men ofte ser vi på mange molekyler, som for eksempel et mol (N A = ). Alle molekylene er ikke i samme tilstand, men ved hjelp av statistikk kan vi forutse fordelingen av disse tilstandene Boltzmanndistrubisjon Antar vi at molekylene ikke påvirker hverandre får vi en boltzmannfordeling der N i er antallet i energitilstand i. N i = N e ε iβ q q = Σ i e εiβ er partisjonsfunkjsonen og β = 1 kt. Vi har fysisk sett at den totale energien er konstant og antallet molekyler er konstant. N = Σ i N i og E = Σ i ε i N i. Vi kan se på q som et frodukt av summene til de forskjellige energitilstandene q = q T q e q v q r hor T, e, v og r står for translasjonell, elektronisk, vibrasjonell og rotasjonell respektivt. Den Elektroniske partisjonsfunksjonen plerer å tilnærmes til degenerasjonsgraden for grunntilstanden, da det er kun denne som er tilgjengelig ved vanlige temperaturer q E = g E Vibrasjonell partisjonsfunksjon skrives q v = Π 1 v i =0 hvor ε 1 e βε i i = hc ν i Rotasjonell partisjonsfunksjon skrives q r 0 g r e βεr dj kt. Der σ = 1, 2 for ikkesymmetrisk og symmetrisk σhc B respektivt. Vi får da q = ( V Λ 3 )( kt σhc B )( Varmekapasitet 1 e βhc nuv )ge Varmekapasitet kan ses på som en funksjon av temperatur: 11

13 Del V Spektroskopi og observering 19 Absorbsjon av lys Synlig lys og UV ligger i samme del av energispekteret som elektroniske overganger, vi kan derfor bruke absorbsjon som en indikator på elektrontilstander. Fok eksempel brukes absorbsjon og emmisjonsspektre til å identifisere hva stjerner består av. 20 IR Observerer vibrasjoner. Dipolmomentet må endres ved vibrasjon for å kunne observere i IR-spektroskopi. 21 Raman Observerer rotasjoner, må være rotasjonell akriv (polare molekyler). 22 NMR Observerer kjernens spinn, får mye info om struktur ut fra et NMR-spekter. Energiene blir splittet i et magnetisk felt pga. de to spinntilstandene α og β. ν Lamour = γ N (1 σ)b 2π Hvor σ er skjermingskonstanten Finstruktur I molekyler vil kjernenes spinn kobles og vi får et splittingskjema. som følger pascals trekant: J 23 EPR Bygger på samme prinsipp som NMR men fokuserer på elektronene, her er det nødvendig med radikale elektroner for resultater. 12

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i KJM600 Fysikalisk kjemi II kvantekjemi og spektroskopi Eksamensdag: Torsdag 9. juni, 016 Tid for eksamen: 09:00 13:00 Oppgavesettet

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i KJM2600 Fysikalisk kjemi II kvantekjemi og spektroskopi Eksamensdag: Fredag 5. juni, 2015 Tid for eksamen: 14:30 18:30 Oppgavesettet

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet Deleksamen i: KJM1060 Struktur og spektroskopi Eksamensdag: 14 oktober 2004 Tid for eksamen: kl. 15:00 17:00 Oppgavesettet er på 2sider.

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i KJM600 Fysikalisk kjemi II kvantekjemi og spektroskopi Eksamensdag: Onsdag 7. juni, 017 Tid for eksamen: 14:30 18:30 Oppgavesettet

Detaljer

KJM Molekylmodellering

KJM Molekylmodellering KJM3600 - Molekylmodellering Vebjørn Bakken Kjemisk institutt, UiO KJM3600 - Molekylmodellering p.1/29 Introduksjon Introduksjon p.2/29 Introduksjon p.3/29 Molekylmodellering Flere navn på moderne teoretisk

Detaljer

KJM2600-Laboratorieoppgave 2

KJM2600-Laboratorieoppgave 2 KJM2600-Laboratorieoppgave 2 Sindre Rannem Bilden Gruppe 1 12. mars 2015 1 Hensikt Utdypning av kvantekjemiske begreper ved hjelp av Hückelberegninger. 2 Teori Hückel-teorien bruker den tidsuavhengige

Detaljer

Oppgave 2 Vi ser på et éndimensjonalt system hvor en av de stasjonære tilstandene ψ(x) er gitt som { 0 for x < 0, ψ(x) = Ne ax (1 e ax (1)

Oppgave 2 Vi ser på et éndimensjonalt system hvor en av de stasjonære tilstandene ψ(x) er gitt som { 0 for x < 0, ψ(x) = Ne ax (1 e ax (1) Oppgave Gjør kort rede for hva den fotoelektriske effekt er, hva slags konklusjoner man kunne trekke fra observasjoner av denne i kvantefysikkens fødsel, og beskriv et eksperiment som kan observere og

Detaljer

VÅREN Oppgave II. b) Hamilton-operatoren for en partikkel med masse m på en ring med radius r er gitt ved

VÅREN Oppgave II. b) Hamilton-operatoren for en partikkel med masse m på en ring med radius r er gitt ved VÅREN 1998 Oppgave II a) Bølgefunksjonen for en partikkel på ring er gitt ved ml = 1 " ei ml # m l = 0, ±1, ±, Hvorfor må vi kreve at m l er et heltall? Bestem sannsynlighetstettheten for denne partikkelen.

Detaljer

KJM Molekylmodellering. Introduksjon. Molekylmodellering. Molekylmodellering

KJM Molekylmodellering. Introduksjon. Molekylmodellering. Molekylmodellering KJM3600 - Vebjørn Bakken Kjemisk institutt, UiO Introduksjon KJM3600 - p.1/29 Introduksjon p.2/29 Flere navn på moderne teoretisk kjemi: Theoretical chemistry (teoretisk kjemi) Quantum chemistry (kvantekjemi)

Detaljer

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - hybridisering - molekylorbitaler

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - hybridisering - molekylorbitaler FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, 2017 4 Bindingsteori - hybridisering - molekylorbitaler Einar Sagstuen, Fysisk institutt, UiO 05.09.2017 1 Biologiske makromolekyler 4 hovedtyper Kovalent Ionisk

Detaljer

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Fredag 30. mai 2008 Tid: a 0 = 4πǫ 0 h 2 /(e 2 m e ) = 5, m

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Fredag 30. mai 2008 Tid: a 0 = 4πǫ 0 h 2 /(e 2 m e ) = 5, m Side av 6 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Navn: Jan Myrheim Telefon: 73 59 36 53 (mobil 90 07 5 7 Sensurfrist: Fredag 0 juni 008 Eksamen

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 16. august 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 16. august 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen TFY415 16. august 008 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 (Teller 34 %) Løsningsforslag Eksamen 16. august 008 TFY415 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Siden potensialet V () er symmetrisk, er grunntilstanden

Detaljer

Eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Mandag 12. desember :00 18:00

Eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Mandag 12. desember :00 18:00 NTNU Side 1 av 5 Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Professor Arne Brataas Telefon: 73593647 Eksamen i TFY417 Fysikk Mandag 1. desember 5 15: 18: Tillatte hjelpemidler: Alternativ C Godkjent

Detaljer

TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv

TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk - Øving 1 1 Frist for innlevering: mandag 26. januar ØVING 1 En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv Eksempel: Terningkast Ved terningkast er

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO UNIVERSITETET I OSLO Side Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i: FYS4 Kvantefysikk Eksamensdag: 8. juni 5 Tid for eksamen: 9. (4 timer) Oppgavesettet er på fem (5) sider Vedlegg: Ingen

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 26. mai 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 26. mai 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen TFY415 6. mai 006 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 6. mai 006 TFY415 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. For bundne tilstander i én dimensjon er degenerasjonsgraden lik 1;

Detaljer

Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 ( )

Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 ( ) Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 (04.11.01) 1. Generell bølgeteori - Bølgenatur (i) Bølgelengde korteste avstand mellom to topper, λ (ii) Frekvens antall bølger pr tidsenhet, ν (iii)

Detaljer

KJM Molekylmodellering. Monte Carlo simuleringer og molekyldynamikk - repetisjon. Statistisk mekanikk

KJM Molekylmodellering. Monte Carlo simuleringer og molekyldynamikk - repetisjon. Statistisk mekanikk KJM3600 - Molekylmodellering Vebjørn Bakken Kjemisk institutt, UiO Monte Carlo simuleringer og molekyldynamikk - repetisjon KJM3600 - Molekylmodellering p.1/50 Monte Carlo simuleringer og molekyldynamikk

Detaljer

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 1 1 LØSNING ØVING 1

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 1 1 LØSNING ØVING 1 TFY425 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving Løsning oppgave a. LØSNING ØVING Vi merker oss at sannsynlighetstettheten, Ψ(x, t) 2 = A 2 e 2λ x, er symmetrisk med hensyn på origo. For normeringsintegralet

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 1.juni 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 1.juni 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen TFY45. juni 004 - løsningsforslag Oppgave Løsningsforslag Eksamen.juni 004 TFY45 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Bundne energiegentilstander i et éndimensjonalt potensial er ikke-degenererte

Detaljer

KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER.

KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. KAPITTEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. Året 1828 var, i følge lærebøker i organisk kjemi, en milepæl i utvikling av organisk kjemi. I det året fant Friedrich Wöhler (1800-1882)

Detaljer

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 ØVING 2. Krumningsegenskaper for endimensjonale energiegenfunksjoner

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 ØVING 2. Krumningsegenskaper for endimensjonale energiegenfunksjoner TFY415 Innføring i kvantefysikk - Øving 1 Oppgave 5 ØVING Krumningsegenskaper for endimensjonale energiegenfunksjoner En partikkel med masse m beveger seg i et endimensjonalt potensial V (x). Partikkelen

Detaljer

TFY løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9

TFY løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9 TFY4215 - løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9 Løsning oppgave 25 Om radialfunksjoner for hydrogenlignende system a. (a1): De effektive potensialene Veff(r) l for l = 0, 1, 2, 3 er gitt av kurvene 1,2,3,4,

Detaljer

FY1006/TFY Løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9

FY1006/TFY Løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9 FY1006/TFY415 - Løsning øving 9 1 Løsning oppgave Numerisk løsning av den tidsuavhengige Schrödingerligningen LØSNING ØVING 9 a. Alle leddene i (1) har selvsagt samme dimensjon. Ved å dividere ligningen

Detaljer

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: Fys-2000 Kvantemekanikk Dato: 5. juni 2013 Tid: Kl Sted: Åsgårdveien 9. og fysikk, lommekalkulator

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: Fys-2000 Kvantemekanikk Dato: 5. juni 2013 Tid: Kl Sted: Åsgårdveien 9. og fysikk, lommekalkulator FAKUTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOOGI EKSAMENSOPPGAVE Eksamen i: Fys-2000 Kvantemekanikk Dato: 5. juni 2013 Tid: Kl 09.00-13.00 Sted: Åsgårdveien 9 Tillatte hjelpemidler: Formelsamlinger i matematikk

Detaljer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv FY16/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 1 1 Frist for innlevering: mandag 28. januar (jf Åre) ØVING 1 En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv Eksempel: Terningkast Ved terningkast

Detaljer

Eksamen i KJ133 våren Løsningsforslag for kvantemekanikkoppgaven

Eksamen i KJ133 våren Løsningsforslag for kvantemekanikkoppgaven 1 Eksamen i KJ133 våren 1998 Løsningsforslag for kvantemekanikkoppgaven T. Helgaker Henvisningene er til Atkins' Physical Chemistry, 6th edition a) Kravet om heltallig m følger fra den sykliske grensebetingelsen

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 28. mai 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 28. mai 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen SIF4048 8.05.03 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 8. mai 003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Da sannsynlighetstettheten Ψ(x, 0) = β/π exp( βx ) er symmetrisk med

Detaljer

REPETISJON FYS2140. Susanne Viefers. Fysisk Institutt, Teorigruppa. REPETISJON FYS2140 p.1/31

REPETISJON FYS2140. Susanne Viefers. Fysisk Institutt, Teorigruppa. REPETISJON FYS2140 p.1/31 REPETISJON FYS2140 Susanne Viefers s.f.viefers@fys.uio.no Fysisk Institutt, Teorigruppa REPETISJON FYS2140 p.1/31 Teoretisk pensum I Første del, Forelesningsnotater Enheter og størrelser i Fys2140 Sort

Detaljer

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Tirsdag 9. desember 2003

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Tirsdag 9. desember 2003 NTNU Side 1av7 Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi Dette løsningsforslaget er på 7 sider. Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk Tirsdag 9. desember 003 Oppgave 1. a) Amplituden

Detaljer

TFY Løsning øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensialer

TFY Løsning øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensialer TFY4215 - Løsning øving 5 1 Løsning oppgave 16 LØSNING ØVING 5 Krumning og stykkevis konstante potensialer a. I et område hvor V er konstant (lik V 1 ), og E V 1 er positiv (slik at området er klassisk

Detaljer

EKSAMEN I FAG SIF4065 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap og teknologi 13. august 2002 Tid:

EKSAMEN I FAG SIF4065 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap og teknologi 13. august 2002 Tid: Side 1 av 5 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Navn: Ola Hunderi Tlf.: 93411 EKSAMEN I FAG SIF465 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap

Detaljer

CMOS billedsensorer ENERGIBÅND. Orienteringsstoff AO 03V 2.1

CMOS billedsensorer ENERGIBÅND. Orienteringsstoff AO 03V 2.1 NRGIBÅND Orienteringsstoff AO 03V 2.1 nergibånd Oppsplitting av energitilstander i krystallstruktur Atom (H) Molekyl Krystallstruktur Sentrifugal potensial 0 0 0 ffektivt potensial Columb potensial a a

Detaljer

REPETISJON FYS2140. Susanne Viefers. Fysisk Institutt, Teorigruppa. REPETISJON FYS2140 p.1/31

REPETISJON FYS2140. Susanne Viefers. Fysisk Institutt, Teorigruppa. REPETISJON FYS2140 p.1/31 REPETISJON FYS2140 Susanne Viefers s.f.viefers@fys.uio.no Fysisk Institutt, Teorigruppa REPETISJON FYS2140 p.1/31 Teoretisk pensum I Første del, Forelesningsnotater Enheter og størrelser i Fys2140 Sort

Detaljer

TFY Løsning øving 4 1 LØSNING ØVING 4. Vibrerende to-partikkelsystem

TFY Løsning øving 4 1 LØSNING ØVING 4. Vibrerende to-partikkelsystem TFY45 - Løsning øving 4 Løsning oppgave 3 LØSNING ØVING 4 Vibrerende to-partikkelsystem a. Vi kontrollerer først at kreftene på de to massene kommer ut som annonsert: F V V k(x l) og F V V k(x l), som

Detaljer

FYS2140 Kvantefysikk, Oblig 11. Sindre Rannem Bilden og Gruppe 4

FYS2140 Kvantefysikk, Oblig 11. Sindre Rannem Bilden og Gruppe 4 FYS2140 Kvantefysikk, Oblig 11 Sindre Rannem Bilden og Gruppe 4 30. april 2015 Obliger i FYS2140 merkes med navn og gruppenummer! Denne obligen er satt sammen av den første delen av eksamen våren 2010

Detaljer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 ØVING 2. Krumningseigenskapar for eindimensjonale energieigenfunksjonar

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 ØVING 2. Krumningseigenskapar for eindimensjonale energieigenfunksjonar FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 Frist for innlevering: tirsdag 3. februar Oppgave 1 ØVING 2 Krumningseigenskapar for eindimensjonale energieigenfunksjonar Ein partikkel med masse m

Detaljer

NTNU Fakultet for Naturvitskap og Teknologi Institutt for Fysikk Løysingsframlegg prøveeksamen TFY4215/FY1006 Innføring i Kvantemekanikk

NTNU Fakultet for Naturvitskap og Teknologi Institutt for Fysikk Løysingsframlegg prøveeksamen TFY4215/FY1006 Innføring i Kvantemekanikk NTNU Fakultet for Naturvitskap og Teknologi Institutt for Fysikk øysingsframlegg prøveeksamen TFY4215/FY1006 Innføring i Kvantemekanikk Faglærar: Professor Jens O. Andersen Institutt for Fysikk, NTNU Telefon:

Detaljer

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Tid:

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Tid: Side 1 av 6 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Navn: Jan Myrheim Telefon: 73 59 36 53 (mobil 90 07 51 72) Sensurfrist: Tirsdag 12. juni 2007

Detaljer

Fasehastighet: Gruppehastighet:

Fasehastighet: Gruppehastighet: Hjelpeark, FYS4 Fra kompendiet. Fotoelektrisk eekt Lys innfallende på en metallplate, elektroner rives løs. Observeres med elektrisk krets gitt ved gur. V > : Frigjorte elektroner dratt mot anoden. Store

Detaljer

Løsningsforslag Konte-eksamen 2. august 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Konte-eksamen 2. august 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Konte-eksamen SIF448.aug. 3 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 a. Hamilton-operatoren er Løsningsforslag Konte-eksamen. august 3 SIF448 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Ĥ = h m x + V (x), og den tidsuavhengige

Detaljer

Oppgave 1 (Teller 34 %) BOKMÅL Side 1 av 5. NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk

Oppgave 1 (Teller 34 %) BOKMÅL Side 1 av 5. NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk BOKMÅL Side 1 av 5 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Ingjald Øverbø, tel. 73 59 18 67, eller 97 01 23 55 Jon Andreas Støvneng, tel. 73 59

Detaljer

B.1 Generelle egenskaper til energiegenfunksjoner

B.1 Generelle egenskaper til energiegenfunksjoner TFY4250/FY2045 Tillegg 6 - Generelle egenskaper til energiegenfunksjoner 1 Tillegg 6: Noe av stoffet i dette Tillegget er repetisjon fra Tillegg 3 i TFY4215. B.1 Generelle egenskaper til energiegenfunksjoner

Detaljer

A.5 Stasjonære og ikke-stasjonære tilstander

A.5 Stasjonære og ikke-stasjonære tilstander TFY4250/FY2045 Tillegg 4 - Stasjonære og ikke-stasjonære tilstander 1 Tillegg 4: A.5 Stasjonære og ikke-stasjonære tilstander a. Stasjonære tilstander (Hemmer p 26, Griffiths p 21) Vi har i TFY4215 (se

Detaljer

Nivåtettheten for ulike spinn i 44 Ti

Nivåtettheten for ulike spinn i 44 Ti 7. september 2009 1 Hva er et nukleonpar? Et par brytes 2 3 Nivåtettheten for ulike lave spinn Hva er et nukleonpar? Et par brytes I en like-like kjerne er det hensiktsmessig for nukleonene å danne par.

Detaljer

LØSNING ØVING 2. Løsning oppgave 5. TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 2 1

LØSNING ØVING 2. Løsning oppgave 5. TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 2 1 TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 2 1 Løsning oppgave 5 LØSNING ØVING 2 Krumningsegenskaper for endimensjonale energiegenfunksjoner a. For oscillator-grunntilstanden i oppgave 3b har vi

Detaljer

Løysingsframlegg øving 1

Løysingsframlegg øving 1 FY6/TFY425 Innføring i kvantefysikk Løysingsframlegg øving Oppgåve Middelverdien er x = x Ω X xp (x) = 2 + 2 = 2. (.) Tilsvarande har vi x 2 = x Ω X x 2 P (x) = 2 2 + 2 2 = 2. (.2) Dette gjev variansen

Detaljer

Forelesningsnotater om spinn, FYS2140 (Erstatter kap. 4.4 i Griffiths) Susanne Viefers

Forelesningsnotater om spinn, FYS2140 (Erstatter kap. 4.4 i Griffiths) Susanne Viefers Forelesningsnotater om spinn, FYS2140 (Erstatter kap. 4.4 i Griffiths) Susanne Viefers 20. april 2005 Dette notatet sammenfatter forelesningene om elektronets egenspinn og erstatter dermed avsnitt 4.4

Detaljer

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - atomorbitaler

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - atomorbitaler FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, 2016 3 Bindingsteori - atomorbitaler Einar Sagstuen, Fysisk institutt, UiO 26.08.2016 1 Biologiske makromolekyler DNA PROTEIN t-rna 26.08.2016 2 Biologiske makromolekyler

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 12. august 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 12. august 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen TFY4215 12. august 2004 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 12. august 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Den tidsuavhengige Schrödingerligningen, Ĥψ = Eψ, tar for

Detaljer

FY juni 2015 Side 1 av 6

FY juni 2015 Side 1 av 6 FY6019 12. juni 2015 Side 1 av 6 Oppgave 1. Flervalgsoppgaver. (Poeng: 2.5 8 = 20) a) Hva er forventningsverdien av posisjonen, x, til en partikkel i grunntilstanden i en endimensjonal potensialboks mellom

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 27. mai 2005 FY2045 Kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 27. mai 2005 FY2045 Kvantefysikk Eksamen FY2045 27. mai 2005 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 27. mai 2005 FY2045 Kvantefysikk a. Ifølge den tidsuavhengige Shrödingerligningen, Ĥψ = Eψ, har vi for x < 0 : E = Ĥψ ψ

Detaljer

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Kvantekraft. L x. L 2 x. = A sin n xπx. sin n yπy. 2 y + 2.

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Kvantekraft. L x. L 2 x. = A sin n xπx. sin n yπy. 2 y + 2. FY045/TFY450 Kvantemekanikk I, øving 5 1 øsning oppgave 5 1 a Med finner vi energien til egenfunksjonen ØSNING ØVING 5 Kvantekraft nπx sin = n xπ x x x ψ nx,n y,n z = A sin n xπx x sin nπx x, sin n yπy

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 7. august 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 7. august 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk Eksamen TFY4215 7. august 2006 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 7. august 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Bundne tilstander i et symmetrisk éndimensjonalt potensial

Detaljer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 Side 1 av 8

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 Side 1 av 8 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 Side 1 av 8 I. FLERVALGSOPPGAVER (Teller 2.5% 30 = 75%) En fri partikkel med masse m befinner seg i det konstante potensialet V = 0 og beskrives

Detaljer

Eksamensoppgåve i KJ1041 Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk

Eksamensoppgåve i KJ1041 Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk Institutt for kjemi Eksamensoppgåve i KJ1041 Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk Fagleg kontakt under eksamen: Ida-Marie øyvik Tlf: 99 77 23 63 Eksamensdato: 11. desember 2014 Eksamenstid (frå til):

Detaljer

TKJ4170 Midtsemesterrapport

TKJ4170 Midtsemesterrapport TKJ4170 Midtsemesterrapport Forord Denne rapporten er skrevet i forbindelse med et midtsemesterprosjekt i faget TKJ4170 Kvantekjemi på NTNU. Prosjektet går ut på å studere et selvvalgt molekyl ved å gjøre

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 13. august 2011 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 13. august 2011 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen FY1006/TFY415 13. august 011 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 13. august 011 FY1006/TFY415 Innføring i kvantefysikk a. Fra den tidsuavhengige Schrödingerligningen har vi for

Detaljer

KJM-MEF Modul 3 Kvantekjemiske metoder

KJM-MEF Modul 3 Kvantekjemiske metoder KJM-MEF 4010 - Modul 3 Kvantekjemiske metoder Vebjørn Bakken Kjemisk institutt, UiO 26. august 2004 KJM-MEF 4010 - Modul 3 Kvantekjemiske metoder p.1/48 Introduksjon Introduksjon p.2/48 Introduksjon p.3/48

Detaljer

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - atomorbitaler

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Bindingsteori - atomorbitaler FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, 2017 3 Bindingsteori - atomorbitaler Einar Sagstuen, Fysisk institutt, UiO 28.08.2017 1 Biologiske makromolekyler DNA PROTEIN t-rna 28.08.2017 2 Biologiske makromolekyler

Detaljer

FY1006/TFY4215 -øving 10 1 ØVING 10. Om radialfunksjoner for hydrogenlignende system. 2 ma. 1 r + h2 l(l + 1)

FY1006/TFY4215 -øving 10 1 ØVING 10. Om radialfunksjoner for hydrogenlignende system. 2 ma. 1 r + h2 l(l + 1) FY1006/TFY4215 -øving 10 1 ØVING 10 Oppgave 25 Om radialfunksjoner for hydrogenlignende system De generelle formlene for energiene og de effektive potensialene for et hydrogenlignende system kan skrives

Detaljer

Angir sannsynligheten for å finne fordelingen av elektroner i rommet

Angir sannsynligheten for å finne fordelingen av elektroner i rommet Atom Orbitaler Angir sannsynligheten for å finne fordelingen av elektroner i rommet Matematisk beregning gir formen og orientering av s, p, d og f orbitaler Kun s og p orbitalene viktige i organisk kjemi

Detaljer

FY1006/TFY Løysing øving 7 1 LØYSING ØVING 7

FY1006/TFY Løysing øving 7 1 LØYSING ØVING 7 FY1006/TFY415 - Løysing øving 7 1 Løysing oppgåve 1 LØYSING ØVING 7 Numerisk løysing av den tidsuavhengige Schrödingerlikninga a) Alle ledda i (1) har sjølvsagt same dimensjon. Ved å dividere likninga

Detaljer

A.3.e: Ortogonale egenfunksjonssett

A.3.e: Ortogonale egenfunksjonssett TFY4250/FY2045 Tillegg 2 1 Tillegg 2: A.3.e: Ortogonale egenfunksjonssett Ikke-degenererte egenverdier La oss først anta at en operator ˆF har et diskret og ikke-degeneret spektrum. Det siste betyr at

Detaljer

Obligatorisk oppgave nr 4 FYS Lars Kristian Henriksen UiO

Obligatorisk oppgave nr 4 FYS Lars Kristian Henriksen UiO Obligatorisk oppgave nr 4 FYS-13 Lars Kristian Henriksen UiO. februar 15 Oppgave 1 Vi betrakter bølgefunksjonen Ψ(x, t) Ae λ x e iωt hvor A, λ og ω er positive reelle konstanter. a) Finn normaliseringen

Detaljer

Teoretisk kjemi. Trygve Helgaker. Centre for Theoretical and Computational Chemistry. Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Onsdag 13.

Teoretisk kjemi. Trygve Helgaker. Centre for Theoretical and Computational Chemistry. Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Onsdag 13. 1 Teoretisk kjemi Trygve Helgaker Centre for Theoretical and Computational Chemistry Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo Onsdag 13. august 2008 2 Kjemi er komplisert! Kjemi er utrolig variert og utrolig

Detaljer

Eksamen FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Løsninger

Eksamen FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Løsninger Eksamen FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag. mai 007 Løsninger 1a Et hydrogenlikt atom har ett elektron med masse m og ladning e som er bundet til en atomkjerne med ladning Ze. Siden kjernen har

Detaljer

Kontinuasjonseksamen TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2013

Kontinuasjonseksamen TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2013 NTNU Fakultet for Naturvitskap og Teknologi Institutt for Fysikk Kontinuasjonseksamen TFY45/FY006 Innføring i kvantemekanikk august 03 Faglærar: Professor Jens O. Andersen Institutt for Fysikk, NTNU Telefon:

Detaljer

Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi. Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Onsdag 6.

Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi. Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Onsdag 6. NTNU Side 1 av 5 Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi Merk: Hver deloppgave teller like mye. Dette løsningsforslaget er på 5 sider. Løsningsforslag til eksamen i TFY417 Fysikk

Detaljer

KJM2600-Laboratorieoppgave 1

KJM2600-Laboratorieoppgave 1 KJM2600-Laboratorieoppgave 1 Sindre Rannem Bilden Gruppe 1 4. mars 2015 1 Hensikt Hensikten med oppgaven var å demonstrere anvendelsen av kvantekjemiske beregninger i kjemi. 2 Teori Oppgaven baserer seg

Detaljer

EKSAMENSOPPGAVE. FYS 2000, Kvantemekanikk Dato: 7. Juni 2017 Klokkeslett: 9:00-13:00 Sted: Tillatte hjelpemidler: rute.

EKSAMENSOPPGAVE. FYS 2000, Kvantemekanikk Dato: 7. Juni 2017 Klokkeslett: 9:00-13:00 Sted: Tillatte hjelpemidler: rute. EKSAMENSOPPGAVE Eksamen i: FYS 2000, Kvantemekanikk Dato: 7. Juni 2017 Klokkeslett: 9:00-13:00 Sted: Tillatte hjelpemidler: ett handskrevet A4-ark(2 sider med egne notater, samt K. Rottmann: Matematisk

Detaljer

KJM Molekylmodellering

KJM Molekylmodellering KJM3600 - Molekylmodellering Vebjørn Bakken Kjemisk institutt, UiO 19. april 2004 KJM3600 - Molekylmodellering p.1/36 Tetthetsfunksjonalteori (DFT) - repetisjon Tetthetsfunksjonalteori (DFT) - repetisjon

Detaljer

(θ,φ) er de sfæriske harmoniske. Disse løsningene har energiene 1. = nm, (4) x = rsinθcosφ, (6) y = rsinθsinφ, (7) z = rcosθ, (8) 1 r 2 sinθ

(θ,φ) er de sfæriske harmoniske. Disse løsningene har energiene 1. = nm, (4) x = rsinθcosφ, (6) y = rsinθsinφ, (7) z = rcosθ, (8) 1 r 2 sinθ Oppgave 1 Variasjoner over hydrogen Løsningen av den tidsuavhengige Schrødingerligningen for potensialet til hydrogenatomet Vr) = k ee r, 1) er som kjent ψ nlm r,θ,φ) = R nl r)yl m θ,φ), ) hvor R nl r)

Detaljer

FYS2140 KVANTEFYSIKK

FYS2140 KVANTEFYSIKK FYS2140 KVANTEFYSIKK Susanne Viefers s.f.viefers@fys.uio.no Fysisk Institutt, Teorigruppa FYS2140 KVANTEFYSIKK p.1/55 Første uke, 16-20 januar Mandag: Første time: Presentasjon av kurset med opplegg m.m.

Detaljer

Løsningsforslag Eksamen 11. august 2010 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 11. august 2010 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen FY1006/TFY4215 11 august 2010 - løsningsforslag 1 Oppgave 1 Løsningsforslag Eksamen 11 august 2010 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk a Siden potensialet V (x) er symmetrisk med hensyn på

Detaljer

FY1006/TFY Øving 9 1 ØVING 9

FY1006/TFY Øving 9 1 ØVING 9 FY1006/TFY4215 - Øving 9 1 Frist for innlevering: 2. mars, kl 16 ØVING 9 Opgave 22 Om radialfunksjoner Figuren viser de effektive potensialene Veff(r) l for l = 0, 1, 2, for et hydrogenlignende atom, samt

Detaljer

Løsningsforslag FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2015

Løsningsforslag FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2015 Løsningsforslag FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2015 12. mars 2015 Det er i alt mulig på en god dag å få 20 poeng på denne hjemmeeksamen. Noen av oppgavene skal løses numerisk. Kompendiet om programmering, samt

Detaljer

Fasit TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2014

Fasit TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2014 NTNU Fakultet for Naturvitskap og Teknologi Institutt for Fysikk Fasit TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2014 Faglærar: Professor Jens O. Andersen Institutt for Fysikk, NTNU Telefon: 73593131

Detaljer

Forelesningsnotat om molekyler, FYS2140. Susanne Viefers

Forelesningsnotat om molekyler, FYS2140. Susanne Viefers Forelesningsnotat om molekyler, FYS Susanne Viefers. mai De fleste grunnstoffer (unntatt edelgassene) deltar i formingen av molekyler. Molekyler er sammensatt av enkeltatomer som holdes sammen av kjemiske

Detaljer

Pensum Lærebok: Peter Aktins og Julio de Paula: Elements of Physical Chemistry 4. utgave Pensum 12 Quantum theory 13 Atomic structure 14 The chemical

Pensum Lærebok: Peter Aktins og Julio de Paula: Elements of Physical Chemistry 4. utgave Pensum 12 Quantum theory 13 Atomic structure 14 The chemical KJM2600: Kvantekjemi og spektroskopi Forelesning 1 (12.1 12.5) 14. januar 2008 KJM2600: Kvantekjemi og spektroskopiforelesning 1 (12.1 12 Pensum Lærebok: Peter Aktins og Julio de Paula: Elements of Physical

Detaljer

Siste uke, mai

Siste uke, mai Siste uke, 10. - 14. mai Mandag: Repetisjon Tirsdag: Ingen forelesning Onsdag: Gjennomgang av oblig 12. Siste frist for levering av etterslengere Torsdag/fredag: Fri Pensum Kompendium Læreboka (se kursets

Detaljer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løysing øving 2 1 LØYSING ØVING 2. a) For grunntilstanden for den harmoniske oscillatoren har vi

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løysing øving 2 1 LØYSING ØVING 2. a) For grunntilstanden for den harmoniske oscillatoren har vi FY6/TFY45 Innføring i kvantefysikk - Løysing øving Løysing oppgåve LØYSING ØVING Krumningseigenskapar for eindimensjonale energiegenfunksjonar a) For grunntilstanden for den harmoniske oscillatoren har

Detaljer

En samling av mer eller mindre relevante formler (uten nærmere forklaring) er gitt til slutt i oppgavesettet.

En samling av mer eller mindre relevante formler (uten nærmere forklaring) er gitt til slutt i oppgavesettet. Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU Institutt for fysikk Lade EKSAMEN I: MNF FY 44 KVANTEMEKANIKK I DATO: Tirsdag 4. desember 999 TID: 9.00 5.00 Antall vekttall: 4 Antall sider: 3 Sensurdato:

Detaljer

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 2 1 LØSNING ØVING 2

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 2 1 LØSNING ØVING 2 FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 2 1 LØSNING ØVING 2 Oppgave 2 1 LØSNING nesten en posisjonsegentilstand a Siden den Gaussiske sannsynlighetstettheten ψ(x) 2 = 2β/π exp( 2β(x a) 2 ) symmetrisk

Detaljer

Kondenserte fasers fysikk Modul 2

Kondenserte fasers fysikk Modul 2 FYS3410 Kondenserte fasers fysikk Modul Sindre Rannem Bilden 1. mai 016 Oppgave 1 - Endimensjonal krystall (Obligatorisk Se på vibrasjoner i en uendelig lang endimensjonell krystall med kun ett atom i

Detaljer

FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 2

FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 2 FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 2 12. februar 2018 Her finner dere løsningsforslag for Oblig 2 som bestod av Oppgave 2.6, 2.10 og 3.4 fra Kompendiet. Til slutt finner dere også løsningen

Detaljer

FY1006/TFY Øving 7 1 ØVING 7

FY1006/TFY Øving 7 1 ØVING 7 FY1006/TFY4215 - Øving 7 1 Frist for innlevering: 5. mars kl 17 ØVING 7 Den første oppgaven dreier seg om den tredimensjonale oscillatoren, som behandles i starten av Tillegg 5, og som vi skal gå gjennom

Detaljer

FY1006/TFY Løysing øving 5 1 LØYSING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensial

FY1006/TFY Løysing øving 5 1 LØYSING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensial FY006/TFY45 - Løysing øving 5 Løysing oppgåve LØYSING ØVING 5 Krumning og stykkevis konstante potensial a) I eit område der V er konstant (lik V ), og E V er positiv, er området klassisk tillate og vi

Detaljer

Kompendium i Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk (KJ1041) Einar Baumann Send en e-post til einar.baumann@gmail.com om du finner feil!

Kompendium i Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk (KJ1041) Einar Baumann Send en e-post til einar.baumann@gmail.com om du finner feil! Kompendium i Kjemisk binding, spektroskopi og kinetikk (KJ1041) Einar Baumann Send en e-post til einar.baumann@gmail.com om du finner feil! 13. november 2011 Innhold 0 Symboler, konstanter og operatorer

Detaljer

Løsningsforslag Konte-eksamen 13. august 2002 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Konte-eksamen 13. august 2002 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk ppgave Løsningsforslag Konte-eksamen 3. august SIF8 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk a. Da sannsynlighetstettheten Ψ(x, ) mω/π h exp( mωx / h) er symmetrisk med hensyn på origo, er forventningsverdien

Detaljer

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-2001

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-2001 Side 1 of 7 EKSAMENSOPPGAVE I FYS-001 Eksamen i : Fys-001 Statistisk fysikk og termodynamikk Eksamensdato : Onsdag 5. desember 01 Tid : kl. 09.00 13.00 Sted : Adm.bygget, B154 Tillatte hjelpemidler: K.

Detaljer

FYS2140 Kvantefysikk, Oblig 3. Sindre Rannem Bilden,Gruppe 4

FYS2140 Kvantefysikk, Oblig 3. Sindre Rannem Bilden,Gruppe 4 FYS40 Kvantefysikk, Oblig 3 Sindre Rannem Bilden,Gruppe 4. februar 05 Obliger i FYS40 merkes med navn og gruppenummer! Dette oppgavesettet sveiper innom siste rest av Del I av pensum, med tre oppgaver

Detaljer

TFY Øving 7 1 ØVING 7. 3-dimensjonal isotrop harmonisk oscillator

TFY Øving 7 1 ØVING 7. 3-dimensjonal isotrop harmonisk oscillator TFY4215 - Øving 7 1 Oppgave 20 ØVING 7 -dimensjonal isotrop harmonisk oscillator Vi har tidligere studert egenfunksjonen (orbitalen) for grunntilstanden i hydrogenlignende atomer, og skal senere sette

Detaljer

Fasehastighet: Gruppehastighet:

Fasehastighet: Gruppehastighet: Hjelpeark, FYS4 Fra kompendiet. Fotoelektrisk eekt Lys innfallende på en metallplate, elektroner rives løs. Observeres med elektrisk krets gitt ved gur. V > : Frigjorte elektroner dratt mot anoden. Store

Detaljer

TFY Løsning øving 6 1 LØSNING ØVING 6. Grunntilstanden i hydrogenlignende atom

TFY Løsning øving 6 1 LØSNING ØVING 6. Grunntilstanden i hydrogenlignende atom TFY45 - Løsning øving 6 Løsning oppgave 8 LØSNING ØVING 6 Grunntilstanden i hydrogenlignende atom a. Vi merker oss først at vinkelderivasjonene i Laplace-operatoren gir null bidrag til ψ, siden ψ(r) ikke

Detaljer

EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK 26. mai 2006 kl

EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK 26. mai 2006 kl NORSK TEKST Side 1 av 7 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk Faglig kontakt under eksamen: Ingjald Øverbø, tel. 73 59 18 67, eller 97012355 EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK

Detaljer

FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2014 Løsningsforslag

FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2014 Løsningsforslag FYS2140 Hjemmeeksamen Vår 2014 Løsningsforslag 2. april 2014 Viktig info: Merk besvarelsen med kandidatnummer, ikke navn! Innleveringsfrist fredag 28. mars kl. 14.30 i skranken på ekspedisjonskontoret.

Detaljer

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk august 2004

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk august 2004 NTNU Side 1av7 Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi Dette løsningsforslaget er på 7 sider. Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 1. august 004 Oppgave 1. Interferens a)

Detaljer

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 2 1 ØVING 2. nesten en posisjonsegentilstand

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 2 1 ØVING 2. nesten en posisjonsegentilstand FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, 2012 - øving 2 1 Oppgave 2 1 ØVING 2 nesten en posisjonsegentilstand Vi har sett at en posisjon ikke kan måles med en usikkerhet som er eksakt lik null. Derimot er det

Detaljer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 9. august 2016 Side 1 av 9

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 9. august 2016 Side 1 av 9 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 9. august 2016 Side 1 av 9 Hver oppgave teller 2.5% 1) Hva er bølgelengden til et foton med energi 100 ev? A) 0.12 nm B) 12 nm C) 0.12 µm D) 12 µm E) 0.12

Detaljer