Transcript INLÄMNINGSUPPGIFT 3

INLÄMNINGSUPPGIFT 3
7 februari 2013
Deadline för inlämning är måndag 25/2 kl 23.59
Ett nyutvecklat passivt materialidentifierande instrument för asteroidutforskning använder sig av
våg/partikeldualiteten i två led: Ett monokromatiskt filter släpper endast igenom fotoner från solen,
eller yttre rymden, med våglängden λ = 22 nm. Dessa växelverkar med en tunn plåt och slår iväg
elektroner, ut ur metallplåten, rakt fram. Elektronerna böjs av i ett homogent permanent magnetfält så
att bara de med maximal kinetisk energi passerar kollimatorn som är placerad L = 5 cm framför plåten
och d = 2 cm ned. Därmed erhålls en nästan monokromatisk ström med elektroner som kan
Braggspridas mot små monokristallina partiklar som samlats in från asteroidens yta. Spridningsvinkeln
φ (φ1 = 145° är första interferensmaximum för partikeln P) registreras och materialet kan identifieras
med hjälp av avståndet D mellan atomplanen i partikeln.
kollimator
λ-filter
metallplåt
B
foton
e
-
v
kol
li
ma
t or
L
φ
or
ekt
det
d
P
Plåten i figuren är tillverkad av en övergångsmetall med ett specifikt utträdesarbete. Din födelsedag
(1-31) från Sc(1) → Zn(10), Y(11) → Cd(20) och La(21) → Hg(30) avgör vilken metall den är gjord
av1.
a) Bestäm styrkan på magnetfältet (B).
b) Bestäm avståndet mellan atomplanen (D).
c) Hur många spridningsvinklar med interferensmaximum blir det utöver den första, och vilka är
de? Antag att endast ett D ger signal.
OBS: Skriv ut ditt alias i pdf:en.
Redovisa noggrannt alla steg i uträkningarna och vilka data som används. Motivera dina antaganden
och ange eventuella källor.
1
Om din födelsedag är den 31:a får du fritt välja en metall ur det periodiska systemet.