Exam in Quantum Mechanics (phys201), 2010, Allowed: Calculator, standard formula book and up to 5 pages of own handwritten notes.

Like dokumenter
Slope-Intercept Formula

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK og FY2045 Kvantefysikk Tirsdag 13. desember 2005 kl

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Quantum. collection) Number. of pages: Number. Checked. Date. Signature 1

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Oppgave 1. Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU Institutt for fysikk EKSAMEN I: MNFFY 245 INNFØRING I KVANTEMEKANIKK

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Onsdag 21. desember, :00 19:00

Eksamen i FY3466 KVANTEFELTTEORI II Tirsdag 20. mai :00 13:00

Neural Network. Sensors Sorter

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVE I SØK 1002 INNFØRING I MIKROØKONOMISK ANALYSE

Ringvorlesung Biophysik 2016

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

TFY4170 Fysikk 2 Justin Wells

Graphs similar to strongly regular graphs

FINAL EXAM IN STA-2001

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Physical origin of the Gouy phase shift by Simin Feng, Herbert G. Winful Opt. Lett. 26, (2001)

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Gradient. Masahiro Yamamoto. last update on February 29, 2012 (1) (2) (3) (4) (5)

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

FYSMEK1110 Eksamensverksted 23. Mai :15-18:00 Oppgave 1 (maks. 45 minutt)

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

0:7 0:2 0:1 0:3 0:5 0:2 0:1 0:4 0:5 P = 0:56 0:28 0:16 0:38 0:39 0:23

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Speed Racer Theme. Theme Music: Cartoon: Charles Schultz / Jef Mallett Peanuts / Frazz. September 9, 2011 Physics 131 Prof. E. F.

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Moving Objects. We need to move our objects in 3D space.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

UNIVERSITETET I OSLO

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen TFY 4210 Kvanteteorien for mangepartikkelsystem, våren 2012

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Siste seminar: Foreslåtte oppgaver basert på ønsker.

Eksamen TFY4210: Anvendt kvantemekanikk Onsdag 23. mai 2007 kl

FYS2140 Kvantefysikk. Løsningsforslag for Oblig 7

EKSAMEN I FAG TTT4110 Informasjons- og signalteori. Norsk tekst på oddetalls-sider. (English text on even numbered pages.)

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

HØGSKOLEN I NARVIK - SIVILINGENIØRUTDANNINGEN

UNIVERSITY OF OSLO. Make sure that your copy of this examination paperis complete before answering.

Eksamen i FY3452 GRAVITASJON OG KOSMOLOGI Lørdag 19. mai :00 13:00

Eksamensoppgave i GEOG1004 Geografi i praksis Tall, kart og bilder

EXAM TTM4128 SERVICE AND RESOURCE MANAGEMENT EKSAM I TTM4128 TJENESTE- OG RESSURSADMINISTRASJON

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Examination paper for SØK2009 International Macroeconomics

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave 1a Definer følgende begreper: Nøkkel, supernøkkel og funksjonell avhengighet.

EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105

Bokmål / Nynorsk / English NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK. Eksamen TFY4185 Måleteknikk

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

MID-TERM EXAM TDT4258 MICROCONTROLLER SYSTEM DESIGN. Wednesday 3 th Mars Time:

UNIVERSITETET I OSLO

Solution to Exam 4. december 2010 FY2045/TFY4250 Quantum Mechanics I

Eksamensoppgave i SØK1000 Innføring i samfunnsøkonomi

Generalization of age-structured models in theory and practice

UNIVERSITETET I OSLO

Databases 1. Extended Relational Algebra

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

Qi-Wu-Zhang model. 2D Chern insulator. León Martin. 19. November 2015

EKSAMENSOPPGAVE I SØK2005 FINANSMARKEDER

Trigonometric Substitution

Stationary Phase Monte Carlo Methods

Perpetuum (im)mobile

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Solutions #12 ( M. y 3 + cos(x) ) dx + ( sin(y) + z 2) dy + xdz = 3π 4. The surface M is parametrized by σ : [0, 1] [0, 2π] R 3 with.

FY1006/TFY Øving 10 1 ØVING 10. Numerisk løsning av den tidsuavhengige Schrödingerligningen

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamensoppgave i FY8104 / FY3105 Symmetrigrupper i fysikken

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Geografisk institutt


Utsatt eksamen ECON2915

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Kartleggingsskjema / Survey

EKSAMENSOPPGAVE HØST 2011 SOS1000 INNFØRING I SOSIOLOGI

Quantitative Spectroscopy Quantitative Spectroscopy 2 - Algorithms

NORSK OG ENGELSK TEKST Side 1 av 10

Besvar tre 3 av følgende fire 4 oppgaver.

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK og FY2045 KVANTEFYSIKK Tirsdag 4. desember 2007 kl

EKSAMEN I FY2045 KVANTEMEKANIKK I/ TFY4250 KVANTEMEKANIKK I Torsdag 20. desember 2012 kl

Transkript:

Exam in Quantum Mechanics (phys01), 010, There are 3 problems, 1 3. Each problem has several sub problems. The number of points for each subproblem is marked. Allowed: Calculator, standard formula book and up to 5 pages of own handwritten notes. Eksamen i Kvantemekanik, phys01, 010 Det finns 3 oppgave, merk vekt! Tillatte hjelpemidler: Kalkulator, formelsamling, og intill 5 sider med egne handskrevne notater

Problem 1) Spin ½ particle is at rest in magnetic field along the z axis (Bz) so that the Hamiltonian is H o = k B S= kbz Sz a) What are the eigenvectors of this hamiltonian and to what energies they correspond (p)? b) Particle is in m=1/ state for t=0. There arrives a short lived perturbation of the form: V t = kb x Sx sin t 0 t Use first order time dependent perturbation theory: Calculate the amplitude a_s(t) of m= 1/ state for small t>0 (p). Calculate the whole state vector for small t>0 (3p). a s t = 1 t i ħ t 0 [e i E s E b ħ V sb ]d S x = ħ [ 0 1 1 0] S y = ħ [ 0 i i 0 ] S z = ħ [ 1 0 0 1] 1

Oppgave 1) Spin ½ partikkel sitter i magnetisk felt lang z akse B= (0,0,Bz). Partikkel hamiltonen er: H o = k B S= kbz Sz a) Hva er hamiltonens egenvektorene og hva er tillsvarende energi egenverdier (p)? b) Partikkel er i m=1/ tillstand for t=0. Det kommer et kortlivende perturbasjon: V t = kb x Sx sin t 0 t Bruk tidsavhengig perturbasjon teori : beregn amplitude a_s(t) for m= 1/ tillstand ved kort tid t>0. (p). beregn tilstand vektor ved kort tid t>0 (3p). a s t = 1 t i ħ t 0 [e i E s E b ħ V sb ]d S x = ħ [ 0 1 1 0] S y = ħ [ 0 i i 0 ] S z = ħ [ 1 0 0 1] 1

Problem ) (6 points) a) Solve one dimensional time-independent Schroedinger equation with delta-function potential and find the energy of the bound states. Specify continuity properties of the wave function and its first derivative (4p) [ ħ m d x ] x =E x d x b) Explain why parity is conserved in this case. What is the conclusion for the symmetry of wave function of the bound state? (p)

Problem ) (6 points) a) Finn losningen av Schroedingers ligning i en dimensjon med delta-funksjon potensjal og beregne energien av bundne tilstander. Hvilke kontinuitet krav ma bolgefunksjon og forste derivative tilfredsstille? (4p) [ ħ m d x ] x =E x d x b) Forklar hvorfor paritet er en bevart storrelse og finn bundne tillstand sin paritet. (p)

Problem 3 N non interacting identical particles each with mass M and unknown spin s are sitting in a infinite one dimensional square well with length L. Energy levels (orbitals) for single particle in such a well fulfill the equation: E n =n E 1 where E 1 = ħ L M ; n 1 a) Lets assume that spin of each particle is zero. What is the lowest energy state of the whole system? What is the excitation energy? ( The energy difference between lowest energy state and the next to lowest energy state) (1p) b) Now there is N=5 (five) particles in the well and the excitation energy was measured to be 3*E_1. With what spins of the particles this measurement is compatible (p)? a) s=0 b) s=1/ c) s=1 d) s=3/ Note that there is more than one possibility. c) Now there is N=10 (ten) the same type of particles in the well and the excitation energy was measured to be 5*E_1. Determine the spin of particles. (p) d) We consider now two identical non interacting particles with spin=0. The state function was written in the form: r1, r = r where r = r1 r Is r an eigenfunction of parity operator? What is the eigenvalue? Explain why. (p) 3

Oppgave 3 N ikkevekselvirkende identiske partikler med masse M og ukjent spin s sitter i et uendlig endimesjonelt bronn med lenge L. Tiltallte energieverdien (orbitalen) for et enkel partikkel er: E n =n E 1 where E 1 = ħ L M ; n 1 a) Anta det s=0. Hva er det laveste energitilstand for det hele systemet? Hva er eksitasjon energi? ( Energi forskjel mellom laveste energi og nesten laveste energi) (1p) b) Anta N= 5 (fem) partikler i bronn. Eksitasjon energi var malt og er 3*E_1. Med hvilken partikkelspinn er det kompatibel (p)? a) s=0 b) s=1/ c) s=1 d) s=3/ Merk det finnes mer enn en mulighet. c) Det finnes N= 10 det same partikler (b) i bronn og eksitasjon energi var malt og er na 5*E_1. Hva er spin s av disse partikler? (p) d) Vi har na to identiske ikke vekselvirkende partikkler med spin=0. Topartikkel bolgefunksjon er skrivet: Er r r1, r = r where r = r1 r en egenfunsjon til paritetoperator? Hva er egenverdi? Forklar. (p) 3