Tutti gli esercizi e i problemi del capitolo, svolti passo-passo, in ordine di comparsa nel capitolo: prima gli esercizi guidati nel testo (Compton, atomo di idrogeno, effetto fotoelettrico), poi i problemi di fine capitolo (numerici, concettuali, vero/falso, ranking, grafici, dimostrazioni, stime di Fermi e fantafisica) su fotoni, de Broglie, modello di Bohr, indeterminazione, corpo nero e dualismo onda-particella.
Esercizi svolti nel testo
- Compton con un fotone da 0,8 MeV
- Un fotone rosso dall'atomo di idrogeno
- Tensione di arresto per il sodio
Problemi di fine capitolo
- Energia di un fotone di luce verde
- Fotone rosso intenso e lavoro di estrazione
- Energia di un fotone ultravioletto
- Stabilità dell'atomo e modello di Rutherford
- De Broglie di un elettrone a 70 V
- LED blu e gap del semiconduttore
- Raccordo Malus e singolo fotone
- Livelli dell'idrogeno, Balmer e Lyman
- Dimostra il raggio dell'orbita di Bohr
- Elettrone confinato e indeterminazione
- Compton a 90 gradi con raggi X
- Ranking di energie di quattro fotoni
- Perché i raggi X non sono solo luce intensa
- Ricavare h e W dal grafico fotoelettrico
- Doppia fenditura, quale grafico di intensità
- Elettrone a 300 V e diffrazione cristallina
- Energia di un fotone blu a 400 nm
- Fotoelettroni dal sodio a 345 nm
- De Broglie di un elettrone a 300 V
- Rivelatore alle fenditure e interferenza
- Ranking de Broglie elettrone, protone, fotone
- Vero o falso sulla fisica quantistica
- Indeterminazione di un proiettile
- Temperatura del Sole con la legge di Wien
- Perché la materia non collassa
- Raggi X dal fluoro ionizzato
- Fantafisica, ridurre h e il volume atomico
- Corrente da un semiconduttore illuminato
- Polarizzatore e conteggio di fotoni
- Perché l'atomo non collassa (onda stazionaria)
- Probabilità quantistica contro determinismo
- Paradosso del singolo elettrone
- Livello n=3 dell'idrogeno e riga H-alfa
- De Broglie di un elettrone a 100 V
- Energia di un fotone verde a 530 nm
- Ranking delle energie dei livelli H
- Ranking frequenze di transizione
- Da lambda al livello iniziale (Balmer)
- Ricavare h da dati fotoelettrici
- Fantafisica, h moltiplicata per dieci
- Fantafisica, un universo senza Pauli
- Spettro stellare e riga a 397 nm
- Indeterminazione dell'elettrone in atomo
- Collasso della funzione d'onda al polarizzatore
- Complementarità onda-particella
- Corpo nero a temperature diverse
- Livelli dell'idrogeno a righe orizzontali
- Stima Fermi, atomi in una mela
- Stima Fermi, fotoni da un LED
- Buca di potenziale infinita
- Ampiezza spettrale e vita media
- Bell e variabili nascoste
All the worked exercises and problems of the chapter, solved step by step, in order of appearance in the chapter: first the guided exercises in the text (Compton, hydrogen atom, photoelectric effect), then the end-of-chapter problems (numerical, conceptual, true/false, ranking, graphs, proofs, Fermi estimates and thought experiments) on photons, de Broglie, the Bohr model, uncertainty, black-body radiation and wave-particle duality.
Worked exercises in the text
End-of-chapter problems
- Energy of a green light photon
- Intense red photon and work function
- Energy of an ultraviolet photon
- Stability of the atom and Rutherford's model
- De Broglie wavelength of an electron at 70 V
- Blue LED and semiconductor gap
- Bridging Malus's law and the single photon
- Hydrogen levels, Balmer and Lyman
- Derive the radius of the Bohr orbit
- Confined electron and uncertainty
- Compton scattering at 90 degrees with X-rays
- Ranking the energies of four photons
- Why X-rays are not just intense light
- Deriving h and W from the photoelectric graph
- Double slit, which intensity graph
- Electron at 300 V and crystal diffraction
- Energy of a blue photon at 400 nm
- Photoelectrons from sodium at 345 nm
- De Broglie wavelength of an electron at 300 V
- Detector at the slits and interference
- Ranking de Broglie wavelengths: electron, proton, photon
- True or false on quantum physics
- Uncertainty of a projectile
- Temperature of the Sun using Wien's law
- Why matter does not collapse
- X-rays from ionised fluorine
- Thought experiment, reducing h and atomic volume
- Current from an illuminated semiconductor
- Polarizer and photon counting
- Why the atom does not collapse (standing wave)
- Quantum probability versus determinism
- The single-electron paradox
- The n=3 level of hydrogen and the H-alpha line
- De Broglie wavelength of an electron at 100 V
- Energy of a green photon at 530 nm
- Ranking the energies of the H levels
- Ranking transition frequencies
- From lambda to the initial level (Balmer)
- Deriving h from photoelectric data
- Thought experiment, h multiplied by ten
- Thought experiment, a universe without Pauli
- Stellar spectrum and the line at 397 nm
- Uncertainty of the electron in an atom
- Collapse of the wave function at the polarizer
- Wave-particle complementarity
- Black body at different temperatures
- Hydrogen levels as horizontal lines
- Fermi estimate, atoms in an apple
- Fermi estimate, photons from an LED
- Infinite potential well
- Spectral width and mean lifetime
- Bell and hidden variables