Opgave 1 Golven op de bouwplaats ( 20 punten, ) Een staalkabel met lengte L hangt verticaal aan een torenkraan.

Vergelijkbare documenten
Klassieke en Kwantummechanica (EE1P11)

a) Beargumenteer of behoud van impuls en behoud van mechanische energie van toepassing is op de schansspringer.

EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1975

QUANTUM FYSICA 1 3NB50. donderdag 28 oktober uur. Dit tentamen omvat 2 opgaven.

Geleid herontdekken van de golffunctie

****** Deel theorie. Opgave 1

De Broglie. N.G. Schultheiss

Statistiek voor Natuurkunde Opgavenserie 4: Lineaire regressie

Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

TENTAMEN DYNAMICA (140302) 29 januari 2010, 9:00-12:30

Juli blauw Fysica Vraag 1

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit der Civiele Techniek en Geowetenschappen

(Permitiviteit van vacuüm)

NATUURKUNDE 8 29/04/2011 KLAS 5 INHAALPROEFWERK HOOFDSTUK

Kwantummechanica HOVO cursus. Jo van den Brand Lecture 4: 13 oktober 2016

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 21 januari 2005 van 14:00 17:00 uur

TENTAMEN. Van Quantum tot Materie

Tentamen. Kwantumchemie & Fysica (4051QCHFY-1314FWN) Datum: 10 April Tijd/tijdsduur: 3 uur

Technische Universiteit Eindhoven Bachelor College

Juli geel Fysica Vraag 1

T G6202. Info: auteur: Examencommissie Toelatingsexamen Arts en Tandarts, bron: Juli 2015, id: 11941

d. Bereken bij welke hoek α René stil op de helling blijft staan (hij heeft aanvankelijk geen snelheid). NB: René gebruikt zijn remmen niet.

NATUURKUNDE KLAS 5. PROEFWERK H8 JUNI 2010 Gebruik eigen rekenmachine en BINAS toegestaan. Totaal 29 p

Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Trillingen en geluid wiskundig

Tentamen Quantum Mechanica 2

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2018 theorietoets deel 1

Eindexamen vwo natuurkunde I

Begripsvragen: Elektrisch veld

Tentamen Mechanica ( )

m C Trillingen Harmonische trilling Wiskundig intermezzo

1 VRIJE TRILLINGEN 1.0 INLEIDING 1.1 HARMONISCHE OSCILLATOREN het massa-veersysteem. Hoofdstuk 1 - Vrije trillingen

Eindtoets 3BTX1: Thermische Fysica. Datum: 3 juli 2014 Tijd: uur Locatie: paviljoen study hub 2 vak c & d

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN VWO 2015

-0,20,0 0,5 1,0 1,5 0,4 0,2. v in m/s -0,4-0,6

jaar: 1989 nummer: 25

Oplossing examenoefening 2 :

In een U-vormige buis bevinden zich drie verschillende, niet mengbare vloeistoffen met dichtheden ρ1, ρ2 en ρ3. De hoogte h1 = 10 cm en h3 = 15 cm.

Een snaar vertoont de bovenstaande staande trilling. Met welke toon hebben we hier te maken? 1. De grondtoon; 2. De vijfde boventoon; 3. De zesde bove

BIOFYSICA: Toets I.4. Dynamica: Oplossing

Onderzoeksinstrumenten

Tentamen Inleiding Quantumchemie (MST1171)

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 16 november 2004 van 14:00 17:00 uur

Voorbeeld 1: Oneindig diepe potentiaalput

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 31 januari 2008 van 9:00 tot 12:00 uur

Eindexamen vwo natuurkunde pilot I

5.1 De numerieke rekenmethode

Statistiek en Data Analyse Opgavenserie 3: Lineaire regressie

Naam: examennummer:.

1. Een karretje op een rail

ATWOOD Blok A en blok B zijn verbonden door een koord dat over een katrol hangt. Er is geen wrijving in de katrol. Het stelsel gaat bewegen.

2 H-ll EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1974 NATUURKUNDE. Woensdag 28 augustus, uur. Zie ommezijde

Als l groter wordt zal T. Als A groter wordt zal T

Inleiding kracht en energie 3hv

Tentamen Fysica in de Fysiologie (8N070) deel AB herkansing, blad 1/5

Langere vraag over de theorie

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN HAVO 2015

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Biomedische Technologie, groep Cardiovasculaire Biomechanica

TENTAMEN NATUURKUNDE

EXAMEN VOORBEREIDEND WETENSCHAPPELUK ONDERWIJS IN 1979 , I. Dit examen bestaat uit 4 opgaven. " '"of) r.. I r. ',' t, J I i I.

(Permitiviteit van vacuüm)

Verstrooiing aan potentialen

Examen VWO. natuurkunde. tijdvak 1 vrijdag 20 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

EXAMEN VOORBEREIDEND WETENSCHAPPELIJK ONDERWIJS IN 1975 (GYMNASIUM EN ATHENEUM) Vrijdag 22 augustus, uur NATUURKUNDE

Dit examen bestaat uit 4 opgaven Bijlage: 2 antwoordpapieren

Theory DutchBE (Belgium) De grote hadronen botsingsmachine (LHC) (10 punten)

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 8, Bewegen in functies

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Golven. 25 juli dr. Brenda Casteleyn

toelatingsexamen-geneeskunde.be

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2000-II

Trillingen. Welke gegevens heb je nodig om dit diagram exact te kunnen tekenen?

koper hout water Als de bovenkant van het blokje hout zich net aan het wateroppervlak bevindt, is de massa van het blokje koper gelijk aan:

Naam: Klas: Repetitie Golven VWO (versie A) Opgave 2 Leg uit wat het verschil is tussen een transversale golf en een longitudinale golf.

Tentamen Natuurkunde 1A uur uur vrijdag 14 januari 2011 docent drs.j.b. Vrijdaghs

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 16 januari 2006 van 14:00 17:00 uur

7 College 01/12: Electrische velden, Wet van Gauss

Oefeningenexamen Fysica 2 1ste zit

Quantum Chemie II 2e/3e jaar

TRILLINGEN EN GOLVEN HANDOUT FOURIER

Trillingen en geluid wiskundig. 1 De sinus van een hoek 2 Uitwijking van een trilling berekenen 3 Macht en logaritme 4 Geluidsniveau en amplitude

Schriftelijk examen 2e Ba Biologie Fysica: elektromagnetisme

Tentamen Fysische Systemen voor TBK

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2001-II

Dit tentamen bestaat uit vier opgaven. Iedere opgave bestaat uit meerdere onderdelen. Ieder onderdeel is zes punten waard.

Woensdag 21 mei, uur

Herhalingsopgaven 6e jaar

Uitwerkingen van het Tentamen Moleculaire Simulaties - 8C Januari uur

TENTAMEN NATUURKUNDE

Theory Dutch (Netherlands) Lees eerst de algemene instructies uit de aparte enveloppe voordat je begint met deze opgave.

Opgave 1 Vervormd vierkant kristal en elektronische structuur (totaal 24 punten)

. Vermeld je naam op elke pagina.

Schriftelijk examen: theorie en oefeningen Fysica: elektromagnetisme

Vraag 1 Vraag 2 Vraag 3 Vraag 4 Vraag 5

Hoofdstuk 12 Elektrische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1977 NATUURKUNDE. Vrijdag 19 augustus, uur

RBEID 16/5/2011. Een rond voorwerp met een massa van 3,5 kg hangt stil aan twee touwtjes (zie bijlage figuur 2).

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2013 TOETS APRIL :00 12:45 uur

Transcriptie:

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica Opleiding Elektrotechniek EE1200-B - Klassieke en Kwantummechanica - deel B Hertentamen 13 maart 2014 14:00-17:00 Aanwijzingen: Er zijn 4 opgaven in dit hertentamen. Schrijf elke opgave op een apart vel. Schrijf op elk vel de juiste code, EE1200-B. Schrijf op elk ingeleverd vel duidelijk je naam en studienummer. Schrijf op het eerste vel het totaal aantal ingeleverde vellen op. Geef de afleiding van de antwoorden. Schrijf ook met woorden op wat je aan het doen bent. Geef de einduitkomst alleen met de significante cijfers en de juiste eenheden. Begin afleidingen bij de definitie (van een grootheid). Werk zo lang mogelijk symbolisch, vul pas op het eind getalwaarden in (indien van toepassing). Dit kan punten schelen. Argumentatie vinden wij belangrijker dan de simpele uitkomst. Als je bij een vraag geen antwoord hebt gevonden, terwijl het antwoord nodig is in een volgende vraag, gebruik dan als antwoord 1 of een andere waarschijnlijke waarde.

Opgave 1 Golven op de bouwplaats ( 20 punten, 6 + 6 + 2 + 6 ) Een staalkabel met lengte L hangt verticaal aan een torenkraan. a) Toon aan dat de golfsnelheid in de kabel afhangt van de plaats in de kabel en wordt gegeven door V =, waar Z de afstand is vanaf de onderkant van de kabel. Maak hierbij een schets van de situatie. b) Hoe lang doet een golf erover om de gehele lengte van de kabel af te leggen? Geef voor deze reistijd een uitdrukking. Om iets speciaals op te hijsen, wordt de kabel bevestigd aan een bouwhft. c) Als de bouwlift omhoog versnelt, neemt de golfsnelheid dan toe of q/? Beredeneer je antwoord. Bouwwerkzaamheden kunnen gevaarlijk zijn. Om omstanders te waarschuwen, wordt een luidspreker aan de lift bevestigd. Op een lawaaiige plek als een 12 2 bouwplaats is minstens 80 db (referentie intensiteit is 10' W/m" ) nodig om mensen te waarschuwen. d) Wat is het benodigde vermogen van de luidspreker om de bouwvakkers op een afstand van 50 meter te houden?

Opgave 2 Harmonische oscillator ( 20 punten, 4 + 4 + 4 + 4 + 4) Een massa M=0.55 kg wordt aan een veer met lengte L en veerconstante k gekoppeld en daarna losgelaten uit een toestand van evenwicht. De massa beweegt wrijvingsloos over een horizontale tafel. PAK EEN NIEUW VEL a) Schets in een figuur de uitwijking x, de snelheid v en de versnelling a gedurende twee periodes als functie van de tijd t. b) Laat zien, gebruikmakend van Newtons tweede wet, dat de volgende vergelijking geldt: d^x k + x = 0 dt^ M c) Leid uit de vergelijking uit b) af dat de periode van deze harmonische oscilator gelijk is aan: V k (tip: vul een geschikte probeeroplossing in) Stel de beweging van het massa-veer systeem wordt beschreven door: x(t) = 0.31cos(12t + 5 d) Beantwoord de volgende vragen: a. Bereken de amplitude, de hoekfrequentie en de fase-constante van de oscillatie. b. Bereken de veerconstante k. c. Bereken de snelheid van de massa M op f = 12 seconden. d. Bereken het tijdstip waarop de versnelling maximaal is. e) Laat zien dat de energie van de harmonische oscillator constant is in de tijd. Maak daarbij gebruik van de relatie: cos^ + sir? = 1. Lu

Opgave 3 Foto-elektrisch effect ( 20 punten, 6 + 7 + 7 ) De volgende constanten zijn gegeven: Elementaire lading e 1,6-10"'^ C Lichtsnelheid c 3,0-10^ m/s Constante van Planck h 6,63-10"^^ Js Rustmassa van het elektron rue 9,11-10"^^ kg In deze vraag gebruiken we het foto-elektrisch effect om te bepalen welk materiaal beschenen wordt met licht. Dit doen we door de kinetische energie te bepalen van elektronen die zijn vrijgemaakt door het materiaal te beschijnen met licht. Hierbij heeft het licht een golflengte van 300 nm en wordt de potentiaal op de tegenelektrode gevarieerd. De grafiek van de kinetische energie van de elektrode als functie van de potentiaal op de tegenelektrode is hier linksonder weergegeven. Element (symbool) Zilver (Ag) Aluminium (Al) Cesium (Cs) Koper (Cu) Kalium (K) Werkfunctie <l> (ev) 4,26 4,28 2,14 4,65 2,30 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 potentiaal (V) Werkfunctie (of uittreearbeid) van verscheidene materialen in ev Voor een potentiaal van V = 0,00 V wordt de j-as doorsneden bij een kinetische energie van 1,83 ev.

PAK EEN NIEUW VEL a) Welk materiaal wordt in dit experiment beschenen gegeven de grafiek en tabel op de andere pagina? b) Maak een schets van bovenstaande grafiek en teken daarin duidelijk hoe de grafiek verandert als het materiaal wordt beschenen met licht waarvan de golflengte nu 400 nm is. c) Gegeven de grafiek getoond aan het begin van deze vraag, vind een relatie tussen de snelheid van de elektronen en de aangelegde spanning op de tegenelektrode.

Opgave 4 Potentiaalput ( 20 punten, 6 + 4 + 6 + 4) De energie van een deeltje in een 1-D oneindig diepe potentiaalput wordt gegeven door: " 8m Voor het eerste deel van deze vraag beschouwen we niet een 1-D oneindig diepe potentiaalput, maar een 3-D oneindig diepe potentiaalput. PAK EEN NIEUW VEL Een deeltje zit in een 3-D doos met = Ly = IL^. a) Geef de kwantumgetallen n^, riy, en die overeenkomen met de laagste 5 kwantumtoestanden (inclusief de grondtoestand) in deze doos en druk de bijbehorende energie uit in eenheden van 2 / 2 b) Geef aan wat de degeneratiegraad (ontaarding. Engels: degeneracy) is van de energieniveaus. We keren nu terug naar de 1-D oneindig diepe potentiaalput met lengte L zoals weergegeven in onderstaande figuur. naaroo naar 00 gj bp QJ C O) c O) 4-' O O Positie, X L

De golffunctie van een deeltje in deze put wordt gegeven door: f2 sin u l L ) c) Bereken de waarschijnlijkheid dat een deeltje gevonden wordt tussen A' = Len A = Lvoor n=l en n = 2. Verklaar kort het verkregen antwoord. Hierbij is gegeven dat geldt: sin {ax)ax = d) Maak een schets van de waarschijnlijkheidsverdeling als functie van x voor de regio O < x < L voor n = 1 en n = 2.