KJM Radiokjemidelen

Like dokumenter
Kuleflate rundt ladning q. Elektrisk fluks gjennom et lite areal da defineres ved. da som gjelder uansett fasong på den lukkede flaten A.

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

Fysikkolympiaden Norsk finale 2010

Sammendrag, uke 14 (5. og 6. april)

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Fysikkolympiaden 1. runde 25. oktober 5. november 2004

Løsning midtveiseksamen H12 AST1100

Betinget bevegelse

( 6z + 3z 2 ) dz = = 4. (xi + zj) 3 i + 2 ) 3 x x 4 9 y. 3 (6 2y) (6 2y)2 4 y(6 2y)

Utvalg med tilbakelegging

Newtons lover i én dimensjon

Utvalg med tilbakelegging

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgaver MAT2500. Fredrik Meyer. 10. september 2014

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

Matematikk 3MX AA6524 / AA6526 Elever / privatister Oktober 2002

UNIVERSITETET I OSLO

Notat i FYS-MEK/F 1110 våren 2006

a) Bruk de Broglies relasjoner for energi og bevegelsesmengde til å vise at et relativistisk graviton har dispersjonsrelasjonen ω(k) = c λ g

Layher Rullestillas - Uni Bred

UNIVERSITETET I OSLO

trygghet FASE 1: barnehage

Newtons lover i én dimensjon (2)

Konstanter og formelsamling for kurset finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side enn selve oppgaven

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Eksamen i TFY4205 Kvantemekanikk Mandag 8. august :00 13:00

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

Løsningsforslag til eksamen i klassisk mekanikk våren e N. R ρ m

Eksamen i MA-104 Geometri Løsningsforslag

Eksamen FY8104 Symmetri i fysikken Fredag 7. desember 2007 Løsninger

Forelesning 9/ ved Karsten Trulsen

Slik bruker du pakken

Betraktninger rundt det klassiske elektronet.

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2015

Løsningsforslag Eksamen i fag TEP4110 Fluidmekanikk

Eksamensoppgave i TEP4105 FLUIDMEKANIKK

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

ρ = = = m / s m / s Ok! 0.1

a) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladet partikkel og radielt innover mot en negativt ladd partikkel.

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Newtons lover i to og tre dimensjoner

sosiale behov FASE 2: Haug barnehage

1 Virtuelt arbeid for stive legemer

Eksamen 16. des Løsningsforslag

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 4/2 2010

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG TEP4170 VARME- OG FORBRENNINGSTEKNIKK 18. mai 2007 Tid:

FASIT FRAMSKUTT EKSAMEN VÅREN Oppg. 1

Konstanter og formelsamling for kurset finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side enn selve oppgaven

Oppgave 1 a)1 b)3 c)2 d)3 e)3 f)2 g)3 h)2 i)1 j)2 k)1 l)2

(θ,φ) er de sfæriske harmoniske. Her bruker vi sfæriske koordinater. x = rsinθcosφ, (2) y = rsinθsinφ, (3) z = rcosθ. (4)

MEK 4520 BRUDDMEKANIKK Løsningsforslag til obligatorisk øving 1.

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

Hesteveddeløp i 8. klasse

Fysikkolympiaden Norsk finale 2016

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKALSK ELEKTRONIKK

Løsningsforslag Fysikk 2 Vår 2013 Oppgav e

Kap. 4+5 Rotasjon av stive legemer. L = r m v. L = mr 2 ω = I ω. ri 2 ω = I ω. L = r m v sin Φ = r 0 mv. L = r m v = 0

UNIVERSITETET I OSLO

RAPPORT. Endring E014 Flomvurdering eksisterende E6 STATENS VEGVESEN OPPDRAGSNUMMER [ R01] 29/05/2015 SWECO NORGE AS

Fysikk-OL Norsk finale 2005

UNIVERSITETET I OSLO

FAG: MA-209 Matematikk 3 LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 10. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Pytagoreiske tripler og Fibonacci-tall

EKSAMENSOPPGAVE - Skoleeksamen. Institutt for Samfunnsøkonomi. Utlevering: Kl Innlevering: Kl

Kombinatorikk. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk. Multiplikasjonssetningen

Oppsummering Fysikkprosjekt

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

Problemet. Datamaskinbaserte doseberegninger. Usikkerheter i dose konsekvenser 1 Usikkerheter i dose konsekvenser 2

JEMISI(-TEKNISKE FISKERIDIRE TORATETS FORSKNINGSINSTITUTT BERGEN. Analyser av fett og tørrstoff Sammenlikning av analyseresultater ved 7 laboratorier

STUDIESPESIALISERENDE

Emnenavn: Finansiering og investering. Eksamenstid: 4 timer. Faglærer: Tor Arne Moxheim

egenverd FASE 3: barnehage

MEK Stabilitet og knekning av konstruksjoner. Høst Prosjektoppgave: Forslag til løsning (skisse)

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 10.

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

Tillatte hjelpemidler: Lærebok og kalkulator i samsvar med fakultetet sine regler Oppgave 1 En funksjon f er gitt ved f ( x) ( x 2) e x.

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

Løsningsforslag eksamen 2. august 2003 SIF 4005 Fysikk for kjemi og materialteknologi

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Kombinatorikk. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk. Multiplikasjonssetningen

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

m'ø Biotoptiltak i Engeråa gjennom Engerdal sentrum, Engerdal kommune ENGERAA 8RU .U:å?

Nivåtettheten for ulike spinn i 44 Ti

Kap Rotasjon av stive legemer

Kap. 12. Gravitasjon. Kap. 12. Gravitasjonen. Gravitasjon/solsystemet. Litt historie: Kap 12-grav. Naturens fire fundamentale krefter (fra kap 4):

Kortfattet løsningsforslag / fasit

Beregninger av egenskaper. og dynamikk til faste stoffer. Chris Mohn

Transkript:

Patikke i boks - en dimensjon KJM 1060 - Radiokjemideen Foeesning : Skamodeen d ψ m + E ψ 0 dx h n π h En V0 + m ψ n nπ( x + ) sin n 45 de n 1,,,... Sannsynigheten fo å finne patikkeen meom x og x+dx e: p( x) dx ψ dx -/ 0 / n1 46 Patikke i boks - te dimensjone Patikke i boks - -etningen! Vikeige systeme ha te dimensjone!! Bøgefunksjonen må da væe en bøge i ae te dimensjone.! Siden vi abeide med sfæiske systeme, e det mest paktisk å buke sfæiske koodinate (, og N). Bøgen i -etningen må bestå av et hetaig anta bøgeengde pe omdeining: π h λθ mv θ h de e et heta og T d/dt (vinkehastigheten). θ Husk at 8 h / p h / mv v T @ 47 48 Anguæmoment Patikke i boks - -etningen Vi ha da: π h Uttykket fo (kassisk) anguæmoment e gitt ved:! Også i -etningen må bøgefunksjonen væe en bøge.! En me hensiktsmessig funksjonen en R e R < u() ha egenskapen at p()d, sannsynighetet fo å finne patikkeen i omådet meom og +d e gitt ved: mv h π! Vi se at kavet om at bøgefunksjonen ska væe kvantiset i -etningen føe ti at anguæmomentet også må væe kvantiset.! En me nøyaktig behanding gi at ( + 1) h h 49 p() d ψ sinθd dθd u d θ, < Dette e anaogt med sannsynighetsfunksjonen fo den en-dimensjonae patikkeen.! Hvis patikkeen e i en potensiabønn V(), vi u()-funksjonens bøgeengde væe gitt av 8 h / mv. 50

Sentifugapotensiaet! Vi må ta hensyn ti at bevegesen i -etningen gi opphav ti en kaft i -etningen: Sentifugakaften F mt! Da vi F m! Sentifugapotensiaet bi da ( + 1)h m Husk: Schödinge igningen fo u() h d ψ + Vψ Eψ m dx Potensiaet V e nå ik V() + V, da må h d + 1 h + + m d u () V () ( ) u () m Eu V F d ( + 1) h m Vi se at dette e samme ikning som fo den en-dimensjonae boksen, men at vi få et sett øsninge fo hvet -kvanteta. 51 5 V (1) V () V () Patikke i tedimensjona boks - konsekvense V 0 R E 4s E s E s E 1s E 4p E p E p E 1p E d E d E 1d E f E f E 1f V 0 E 4s E s E s E1s V (1) E 4p E p E p E 1p V () E d E d E 1d V () E f E f E 1f 1s 1p 1d 1f s s p p d d f f! Nå øke, bi potensiaet gunnee og smaee. < Det medføe at eneginivåene skyves oppove, men avstanden meom dem fobi den samme. < Denne effekten e den samme uansett hva sags potensiabønn man ta utgangspunkt i. 0 (s) 1 (p) (d) (f) 5 54 Patikke i tedimensjona boks - H-atomet Patikke i boks - N-etningen V 0 E 4s E s E s E1s V (1) E p E p E 1p V () E d E 1d V () E 1f! Som fo -etningen må bevegesen i N-etningen også væe en bøge som ikke intefee med seg sev.! Radien ti denne sikebevegesen e @sin, da må! Fo 1/ potensiaet man ofte buke fo H-atomet bi obitaenegiene dyttet så angt opp at: π sinθ m λ mv sinθ E n E (n+1)(-1)... E (n+)0! Det e defo viktig å meke seg at kvantetaet n ofte benyttet fo atome tisvae n+ i vå notasjon!! Kjenepotensiaene e me ike fikantbokspotensiaene og foskyvningen av E n som funksjon av e mye minde. 55 de m e et heta og T N e N- komponenten av anguæmomentet. 56

Patikke i boks - N-etningen Kvantetaet m Fa kassisk mekanikk ha vi at -komponenten av baneanguæmomentet e π Kombinee vi den med m sin θω π sinθ m λ mv få vi at π sinθ 57! Vi se at anguæmomentet i N-etningen,, e kvantiset.! Siden <, så må også m <.! m kan defo ha +1 foskjeige vedie (-, -+1,..., 0, -1, ).! Det e ingen gunn ti at enegien ska væe avhengig av hviken etning anguæmomentet peke, defo vi enegien væe uavhengig av m. < Fo hve E n vi det defo væe en degeneasjon på +1 tistande. 58 Eneginivåe fo bokspotensia Hamonisk osciato Obita Degeneasjon Nukeone p 6 18 1i 6 1 f 14 106 s 9 1h 90 d 10 68 1g 18 58 p 6 40 1f 14 4 s 0 1d 10 18 1p 6 8 1s! Vi fikk ikke de koekte magiske taene ut av bokspotensiaet - det e fo fikantet!! Det e imeig å to at potensiaet ikke e vedig foskjeig fa tettheten i atomkjenen < Vi tenge et potensia som igne på tetthetsfunksjonen: ρ() ρ 1 + e V () V + 0 0 R a! En matematisk enkee beskivese e potensiaet fo en hamonisk osciato: V0 R 59 60 Hamonisk osciato - øsninge Hamonisk osciato - sfæiske koodinate øsningen av Schödinge-igningen fo hamonsik osciato gi Igjen e det bede å benytte sfæiske kooidnate, kvantiseingen i -etningen e da gitt ved kvantetaet n. E ( n + n + n + ) hω ( N + ) hω x y 0 0 Sammenhengen meom N og n e gitt ved: Enegien e da gitt ved: N ( n ) + 1 de N n x + n y +n og V mr 0 ω 0 [ ] E ( n 1) + hω0 + hω0 Anguæmomentet e som fø: ( + 1) h de n 1,,,... de N, N-,..., 1 ee 0. 61 Vi huske at E n E (n+1)(-1)... E (n+)0 (det vi si at ae obitae de n+ e samme ta e degenete) 6

Hamonisk osciato eneginivåe Oppsummeing N 0 1 4 5 6 7 1 1s 1p s 1d 4 p 1f 5 s d 1g 6 p f 1h 7 4s d g 1i 8 4p f h 1j Taene i den stoe uten e n-kvantetaet fo sfæiske koodinate. 6 De me eaistiske esutatene (i midten) e baset på Wood-Saxon potensiaet (baset på tetthetsfunksjonen). 64 Hvo e de magiske taene??? Spinn-bane kobing, 8, 0, 8, 50, 8, 16! Både patikke i boks og hamonisk osciato potensiaene ga de te føste magiske taene (, 8 og 0).! Høyee opp stemme det ikke - det e en effekt vi ha ovesett: < Nukeonene ha egenspinn, s ½. Egenspinnet kan peke opp ee ned (m s ±½). < Egenspinnet ti eektone i atomobitae e svæt øst kobet ti banespinnet og kan defo sees bot i fa i føste omgang. < Men dette e ikke tifee fo nukeonene! 65 66 j-kvantetaet Ska-mode nivåskjema! Det vise seg at egenspinn og baneanguæmomentet e kobet så stekt sammen i atomkjenen at s og kvantetaene ikke enge e "gode kvanteta". < Det bety at nukeonets egenspinn vv stekt med nukeonets banespinn.! Vi må defo egge sammen s og anguæmomentene: j + s! Kvantetaet j e assosiet ti j på samme måte som e assosiet ti baneanguæmomentet.! Sik som fo ha vi pojeksjonen m j av j på -aksen med tihøende kvanteta m j.! Effekten av denne sammenkobingen e at tistande som fø va degeneete spittes opp -foskjeige j- kvanteta gi foskjeige enegie.! Ved å vege kobingskonstanten meom s og koekt få vi guppet obitaene i samsva med hva som e foventet!! Mek notasjonen på obitaene: n j de vi buke bokstave fo -kvantetaet. 67 68

Ska-mode nivåskjema YES! Buk av skamodenivåskjemaet! Skamodeen sik som pesentet he ha vist seg å foutsi en ang ekke av egenskapene ti atomkjenene.! Fo eksempe foutsie den atomkjenenes spinn koekt fo en ang ekke kjene. < Fo å foutsi spinn må man ta hensyn ti at nukeone, i motsettning ti eektone, pae seg to og to: Dvs. at vi ha en stek vv meom nukeone av samme type soa samme n, og j kvanteta, men motsatt m j. < Siden spinnet ti paede nukeone e motsatt ettet, vi totaspinnet bi nu. 69 Spinnet ti ae atomkjene soa et ike-ta anta nøytone og potone e nu! 70 Føst noen ettese og kagjøinge... Oppsummeing så angt! Fo -etningen e det fodesmessig å benytte bøgefunksjonen u() @R() (ef. ysbide n. 50) < p()d. u d (sannsynighet fo å finne patikkeen meom og +d). < R() få vi fa øsningen av Schödinge igningen.! Fo anguæmomentkvantetaet 0 medføe ikke patikkeens bevegese noe anguæmoment. < Det e he viktig å fostå at patikkeen femdees bevege seg, men ikke sik at det settes opp noe anguæmoment. 71! Atomkjenen e bygget opp av potone og nøytone (feesnavn nukeone).! Det vike steke kefte meom nukeonene, men de ha meget kot ekkevidde - kun ca. en nukeondiamete.! Paui's ekskusjonspinsipp hinde nukeonene i å veksevike vedig ofte, vi kan defo appoksimee vv meom ae nukeonene med et feespotensia.! Fo at feespotensiaet ska væe bindene må det væe fomet som en bønn. < Det mest eaistiske potensiaet e baset på den måte tetthetsfodeingen av nukeone i kjenen - det såkate Wood-Saxon potensiaet. < Det e enkee å øse Schödinge igningen hvis vi buke et fikantboks-potensia (fo skapt i kantene) ee hamonisk-osciatto potensia (fo undt i kantene).! Ingen av disse te potensiaene gi koekte øsninge med hensyn ti de magiske taene (, 8, 0, 8, 50, 8, 16).! Føst nå vi ta hensyn ti at banespinn og egenspinn e stekt kobet sammen i atomkjenen få vi de foventede taene. Vi må defo innføe totaanguæmomentvektoen j, med det tihøende kvantetaet j. 7 Det sammenkobede spinnet Anta nukeone i hvet j-nivå j + s j j( j + 1) h og j Anta nukeone i hvet av de oppspittede nivåene e j+1! de m -j, -j+1,..., j-1, j; Tisammen j + 1 vedie. + j + s 1 1 Eksempe: 1d / ha pass ti @/+1 4 nukeone. Fo eksempe vi nukeone i d-obitae () ha j 5/ ee /. Vi angi obitaene sik: d 5/ espektive d /. Om ønskeig kan vi angi hovedkvantetaet n også: 1d 5/. 7 Ett ti: 1h 9/ ha pass ti @9/+1 10 nukeone. 74

Nukeonpaing! Nukeone med samme n, og j kvanteta, men med motsatt fotegn på m kvantetaet vi veksevike spesiet stekt. < Den høye fekvensen av vv gjø at patikene bi eksta godt bundet sammen. < Defo vi også den totae bindingsenegien bi høyee fo atomkjenen som hehet. 75 Spinnet ti odde-tas kjene! Vi fye atid opp nivåskjemaene (ett fo nøytone og ett fo potone) fa bunnen av og så angt vi ha nukeone. < Vi vi da få gunntistandskonfiguasjonen fo nukiden.! Det upaede nukeonet i en odde-tas kjene vi bestemme kjenens spinn. Eksempe: 1 C 1C ha 6 potone og 7 nøytone. Det upaede nøytonet gå inn i 1p ½. Måt spinn e som foventet ik ½. 76