5.2 Övningar
FörberedandeFysik
(Ny sida: __NOTOC__ {| border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" height="30" width="100%" | style="border-bottom:1px solid #000" width="5px" | {{Mall:Ej vald flik|Teori}}...) |
|||
| (3 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
| Rad 2: | Rad 2: | ||
{| border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" height="30" width="100%" | {| border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" height="30" width="100%" | ||
| style="border-bottom:1px solid #000" width="5px" | | | style="border-bottom:1px solid #000" width="5px" | | ||
| - | {{Mall:Ej vald flik|[[5.2 | + | {{Mall:Ej vald flik|[[5.2 Relativistiska storheter|Teori]]}} |
{{Mall:Vald flik|[[5.2 Övningar|Övningar]]}} | {{Mall:Vald flik|[[5.2 Övningar|Övningar]]}} | ||
| style="border-bottom:1px solid #000" width="100%"| | | style="border-bottom:1px solid #000" width="100%"| | ||
| Rad 9: | Rad 9: | ||
===Övning 5.2:1=== | ===Övning 5.2:1=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | + | En <math>\pi^0</math>-partikel i flykten sönderfaller i två gammapartiklar. Energin för en av dessa uppmäts till 95,0 MeV och går ut i en vinkel 61,7 grader relativt <math>\pi^0</math>-partikelns ursprungliga riktning. Den andra gammapartikelns energi mäts inte upp, men man finner att den går ut i vinkeln 79,8 grader, relativt <math>\pi^0</math>-partikelns ursprungliga riktning. Beräkna <math>\pi^0</math>-partikelns viloenergi. | |
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:1|Lösning |Lösning 5.2:1}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:1|Lösning |Lösning 5.2:1}} | ||
| Rad 15: | Rad 15: | ||
===Övning 5.2:2=== | ===Övning 5.2:2=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| + | Den solstrålning vi mottar här på jorden bildas på solen genom en fusionsprocess där väteatomer slås ihop till heliumatomer. I den processen omvandlas en del av massan till strålningsenergi. Jorden mottar <math>1340\,\textrm{W/m}^2</math> från solstrålningen. Avståndet mellan solen och jorden är <math>1,49\cdot 10^{11}</math> m. Hur stor är solens massförlust per sekund? | ||
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:2|Lösning |Lösning 5.2:2}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:2|Lösning |Lösning 5.2:2}} | ||
| Rad 21: | Rad 22: | ||
===Övning 5.2:3=== | ===Övning 5.2:3=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | + | En <math>\pi</math>-meson med viloenergien 139,0 MeV sönderfaller i vila. Man observerar en myon μ (med viloenergin 106,0 MeV) som far iväg från sönderfallspunkten. Det måste bildas ytterligare en partikel vid sönderfallet och man antar att det är en neutrino <math>ν_\mu</math> vilket är en partikel som antas sakna vilomassa. Beräkna med dessa antaganden hur stor myonens kinetiska energi och hastighet borde vara. | |
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:3|Lösning |Lösning 5.2:3}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:3|Lösning |Lösning 5.2:3}} | ||
| Rad 27: | Rad 28: | ||
===Övning 5.2:4=== | ===Övning 5.2:4=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| + | Man skall införskaffa ett elektronmikroskop där elektronernas hastighet bör vara minst 30% av ljushastigheten efter accelerationen. Man ser på ett mikroskop där accelerationsspänningen är 36 kV. | ||
| + | Räcker spänningen till för att nå minst 30% av ljushastigheten? | ||
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:4|Lösning |Lösning 5.2:4}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:4|Lösning |Lösning 5.2:4}} | ||
| Rad 33: | Rad 36: | ||
===Övning 5.2:5=== | ===Övning 5.2:5=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | + | En exciterad atom av <math>\mathrm{^{207}Pb}</math>, ursprungligen i vila, emitterar en foton (dvs det rör sig om ett <math>\gamma</math>-sönderfall) med energin <math>1,77\,\mathrm{ MeV}</math>. Hur stor blir blyatomens rekylenergi och hastighet? | |
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:5|Lösning |Lösning 5.2:5}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:5|Lösning |Lösning 5.2:5}} | ||
| Rad 39: | Rad 42: | ||
===Övning 5.2:6=== | ===Övning 5.2:6=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | + | En <math>\pi^0</math>-meson (en oladdad elementarpartikel) sönderfaller i flykten och utsänder två fotoner. Deras öppningsvinkel relativt varandra är <math>60^\circ</math>. Vilket hastighet och total energi har <math>\pi^0</math>-mesonen, om dess vilomassa är <math>\mathrm{135,0\, MeV/c^2}</math>? | |
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:6|Lösning |Lösning 5.2:6}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:6|Lösning |Lösning 5.2:6}} | ||
| Rad 45: | Rad 48: | ||
===Övning 5.2:7=== | ===Övning 5.2:7=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| + | Vid KTH finns en elektronaccelerator, VASCATRONEN, som ger elektronerna en kinetisk energi av <math>\mathrm{20\, keV}</math> och som bl.a. används för att studera atomers och molekylers spektra. Elektronstrålen fokuseras och vrids <math>90^\circ</math> med hjälp av ett magnetfält (<math>B</math>).Strålen går sedan till en reaktionskammare. | ||
| + | |||
| + | [[Bild:Ovn527.jpg]] | ||
| + | Bestäm elektronernas krökningsradie om magnetfältet <math>B = 1,37\, \mbox{mT}</math>. | ||
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:7|Lösning |Lösning 5.2:7}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 5.2:7|Lösning |Lösning 5.2:7}} | ||
Nuvarande version
| Teori | Övningar |
Övning 5.2:1
En \displaystyle \pi^0-partikel i flykten sönderfaller i två gammapartiklar. Energin för en av dessa uppmäts till 95,0 MeV och går ut i en vinkel 61,7 grader relativt \displaystyle \pi^0-partikelns ursprungliga riktning. Den andra gammapartikelns energi mäts inte upp, men man finner att den går ut i vinkeln 79,8 grader, relativt \displaystyle \pi^0-partikelns ursprungliga riktning. Beräkna \displaystyle \pi^0-partikelns viloenergi.
Hämtar...
Övning 5.2:2
Den solstrålning vi mottar här på jorden bildas på solen genom en fusionsprocess där väteatomer slås ihop till heliumatomer. I den processen omvandlas en del av massan till strålningsenergi. Jorden mottar \displaystyle 1340\,\textrm{W/m}^2 från solstrålningen. Avståndet mellan solen och jorden är \displaystyle 1,49\cdot 10^{11} m. Hur stor är solens massförlust per sekund?
Övning 5.2:3
En \displaystyle \pi-meson med viloenergien 139,0 MeV sönderfaller i vila. Man observerar en myon μ (med viloenergin 106,0 MeV) som far iväg från sönderfallspunkten. Det måste bildas ytterligare en partikel vid sönderfallet och man antar att det är en neutrino \displaystyle ν_\mu vilket är en partikel som antas sakna vilomassa. Beräkna med dessa antaganden hur stor myonens kinetiska energi och hastighet borde vara.
Övning 5.2:4
Man skall införskaffa ett elektronmikroskop där elektronernas hastighet bör vara minst 30% av ljushastigheten efter accelerationen. Man ser på ett mikroskop där accelerationsspänningen är 36 kV.
Räcker spänningen till för att nå minst 30% av ljushastigheten?
Övning 5.2:5
En exciterad atom av \displaystyle \mathrm{^{207}Pb}, ursprungligen i vila, emitterar en foton (dvs det rör sig om ett \displaystyle \gamma-sönderfall) med energin \displaystyle 1,77\,\mathrm{ MeV}. Hur stor blir blyatomens rekylenergi och hastighet?
Övning 5.2:6
En \displaystyle \pi^0-meson (en oladdad elementarpartikel) sönderfaller i flykten och utsänder två fotoner. Deras öppningsvinkel relativt varandra är \displaystyle 60^\circ. Vilket hastighet och total energi har \displaystyle \pi^0-mesonen, om dess vilomassa är \displaystyle \mathrm{135,0\, MeV/c^2}?
Övning 5.2:7
Vid KTH finns en elektronaccelerator, VASCATRONEN, som ger elektronerna en kinetisk energi av \displaystyle \mathrm{20\, keV} och som bl.a. används för att studera atomers och molekylers spektra. Elektronstrålen fokuseras och vrids \displaystyle 90^\circ med hjälp av ett magnetfält (\displaystyle B).Strålen går sedan till en reaktionskammare.
Bestäm elektronernas krökningsradie om magnetfältet \displaystyle B = 1,37\, \mbox{mT}.
