Rozdz. 9 Zadania dodatkowe - Fizyka dla szkół wyższych. Tom 3

Zadania dodatkowe

83.

Fluorek potasu (KF) jest cząsteczką uformowaną przez wiązanie jonowe. W położeniu równowagowym atomy są oddalone od siebie o $r_0=\SI{0,255}{\nano\metre}$ . Wyznacz elektrostatyczną energię potencjalną atomów. Powinowactwo elektronowe F wynosi $\SI{3,4}{\electronvolt}$ , a energia jonizacji K $\SI{4,34}{\electronvolt}$ . Wyznacz energię dysocjacji (pomiń energię odpychania).

84.

Do poprzedniego zadania naszkicuj wykres energii potencjalnej w zależności od odległości dla wiązania jonów K⁺ i K^–.

Zaznacz na wykresie energię potrzebną do przeniesienia elektronu z K do F.
Zaznacz na wykresie energię dysocjacji.

85.

Odległość między atomami wodoru w cząsteczce H₂ wynosi ok. $\SI{0,075}{\nano\metre}$ . Wyznacz charakterystyczną energię rotacji w $\si{\electronvolt}$ .

86.

Charakterytyczna energia rotacji cząsteczki Cl₂ wynosi $\SI{2,95e-5}{\electronvolt}$ . Wyznacz odległość między atomami chloru.

87.

Wyznacz trzy najniższe rotacyjne poziomy energetyczne cząsteczki H₂.

88.

Atom węgla może hybrydyzować w konfiguracji $sp^2$ . Jaki jest kąt między takimi orbitalami?

89.

Wymień pięć cech kryształów jonowych, które wynikają z dużej energii dysocjacji.

90.

Dlaczego wiązanie w $\text{H}_2^{\text{+}}$ jest preferowane? W odpowiedzi użyj argumentu związanego z symetrią elektronowej funkcji falowej.

91.

Astronomowie twierdzą, że zmierzone widma światła pewnej odległej gwiazdy stanowią dowód istnienia He₂. Czy wierzysz im?

92.

Pokaż, że moment bezwładności cząsteczki dwuatomowej dany jest formułą $I=\mu r_0^2$ , gdzie $\mu$ jest masą zredukowaną, a $r_0$ odległością między masami.

93.

Pokaż, że średnia energia elektronu w jednowymiarowym metalu jest związana z energią Fermiego równaniem $\bar{E}=E_{\text{F}}/2$ .

94.

Wyniki pomiarów krytycznego pola magnetycznego (w $\si{\tesla}$ ) w pewnym nadprzewodniku w różnych temperaturach (w $\si{\kelvin}$ ) podane są poniżej. Użyj linii najlepszego dopasaowania, aby wyznaczyć $B_{\text{c}}\apply(\SI{0}{\kelvin})$ . Załóż $T_{\text{c}}=\SI{9,3}{\kelvin}$ .

$T$ ( $\si{\kelvin}$ )	$B_{\text{c}}$ ( $\si{\tesla}$ )
$3$	$\num{0,18}$
$4$	$\num{0,16}$
$5$	$\num{0,14}$
$6$	$\num{0,12}$
$7$	$\num{0,09}$
$8$	$\num{0,05}$
$9$	$\num{0,01}$

Tabela 9.6

95.

Oszacuj, jaka część atomów Si musi być zastąpiona atomami As, aby uformował się poziom domieszkowy.

96.

W widmie rotacyjnym zmierzonym w temperaturze pokojowej ( $T=\SI{300}{\kelvin}$ ) zaobserwowano przejście. Twój partner w laboratorium twierdzi, że pik w widmie odpowiada przejściu ze stanu $l=4$ do stanu $l=1$ . Czy to jest możliwe? Jeśli tak, wyznacz moment bezwładności cząsteczki.

97.

Wyznacz energie Fermiego dla

98.

Znajdź średnią energię elektronu w przewodzie Zn.

99.

Jaka wartość stałej odpychania $n$ w CsCl daje energię dysocjacji równą wartości zmierzonej: $\SI{158}{\kilo\kaloria\per\mol}$ ?

100.

Pewien model fizyczny diamentu sugeruje strukturę upakowania BCC. Dlaczego to nie jest możliwe?