Oppgaver – Kvantefysikk

Utvalgte øvingsoppgaver i kvantefysikk for Fysikk 2 med fullstendige løsninger – fotoelektrisk effekt, energinivåer og de Broglie-bølgelengde.

Fotoelektrisk effekt

Hva forteller stigningstallet i grafen for kinetisk energi E_k mot frekvens f? Løsning: Stigningstallet er Plancks konstant h, siden E_k = h·f − W.

Fotonenergi ved overgang

Et elektron faller fra n = 3 (−1,51 eV) til n = 2 (−3,40 eV) i hydrogen. Finn fotonenergien. Løsning: ΔE = E₃ − E₂ = −1,51 − (−3,40) = 1,89 eV.

Bølgelengde til lyset

Finn bølgelengden til fotonet fra overgangen over (1,89 eV = 3,02·10⁻¹⁹ J). Løsning: λ = h·c/ΔE ≈ 6,6·10⁻⁷ m = 660 nm (rødt lys).

De Broglie-bølgelengde

Et elektron har farten 1,0·10⁷ m/s. Finn de Broglie-bølgelengden. Løsning: λ = h/(m·v) = 6,63·10⁻³⁴ / (9,11·10⁻³¹ · 1,0·10⁷) ≈ 7,3·10⁻¹¹ m.