Løsninger til Eksamensopgaver i fysik 1998-2002 ... - szymanski spil

Løsningerne er hentet på www.szymanskispil.dk
b) Da man har fordampning af nitrogen gælder:
Etilført
m fordampet
Etilført
m fordampet L f , nitrogen L f , nitrogen
t
t
m fordampet
0,
069g
Ptilført
L f , nitrogen 200J
/ g 0,
23J
/ s 0,
23W
t
60s
c) Da man kender den frigivne energi (Q-værdien) af de enkelte henfald, og da man kender den
effekt, henfaldene tilfører, kan aktiviteten af henfaldene bestemmes. Den må være:
Psamlet
0, 23W
11 1
A 2,
737 10
s
E
0,
84 pJ
Pu 239henfald
Man kan desuden bestemme antallet af Pu-239 kerner i prøven:
N
msamlet
mPu
239atom
120g
23
3,
023007 10
24
239,
0521581,
660510
g
Og hermed kan henfaldskonstanten og derefter halveringstiden bestemmes:
11 1
A 2, 737 10
s
A k N k
23
N 3,
023007 10
13
1
9,
054 10
s
ln 2 ln 2
T½
13 1
k 9,
054 10
s
11
7,
6559 10
s 24261år
24kår
Denne lange halveringstid stiller store krav til deponeringen.
Opgave 4 side 80:
a) Radiobølger er elektromagnetisk stråling og bevæger sig derfor med lysets hastighed.
Bølgeligningen kan så bruges til at bestemme frekvensen:
m
299792458
c
s
8
8
c f f
3,
9972 10
Hz 4,
00 10
Hz
0,
750m
b) Radiostrålingen fra Cygnus A udsendes i alle retninger og udbreder sig derfor på en kugleskal.
Den udsendte effekt fordeler sig derfor på arealet:
2
24 2
50 2
6, 6210
m
5,
5071365 10
A 4 r 4
m
Radioteleskopet modtager intensiteten:
Pmodtaget
I
A
13
1,
110
W
16
W
2,
2448979591810
.
2
2
490m
m
modtager
Da man nu kender både intensiteten og det areal, strålingen er fordelt over, kan man finde den
udstrålede effekt:
16
W
50 2
35
35
Pudstrålet I A 2, 24510
5,
507 10
m 1,
2362959510
W 1,
210
W
2
m
c) Forskellen i tid mellem de to signaler kan bestemmes ud fra forskellen i kablernes længde og
signalhastigheden i kablerne:
s
s
61, 0m
7
v
t
2,
9047619 10
s
t
v
8 m
2,
10 10
s