STRUTTURA DELLA MATERIA 1 19 settembre 2005 home | group

• Almeno 2 esercizi risolti correttamente garantiscono l'ammissione all'esame orale.
• Per la laurea quadriennale (corso di Struttura della Materia), la soluzione corretta di 2.5 esercizi garantisce l'ammissione all'esame orale.
• Avvertenza: si giustifichino con poche parole tutti i passaggi; verranno considerate nulle le soluzioni anche corrette prive di adeguate giustificazioni.

1. L'alluminio ha densità 2702 Kg/m³. Assumendo una banda di elettroni liberi occupata da 3 elettroni per atomo, si determini il contributo elettronico al calore specifico molare a 5 K.

2. Le prime due transizioni otticamente permesse in approssimazione di dipolo elettrico dell'atomo di Ne a partire dallo stato fondamentale sono osservate alle energie di 16.8 eV e 19.8 eV. Si determini la configurazione elettronica ed il relativo termine spettroscopico di ciascuno degli stati finali eccitati coinvolti in queste due transizioni. Si valuti inoltre come cambiano tali righe d'assorbimento in presenza di un campo magnetico uniforme di 1 T agente sul campione gassoso.

3. Si determini la forza necessaria ad allontanare i due nuclei della molecola di HBr dalla posizione di equilibrio R₀ di 1 pm, sapendo che il numero d'onda della frequenza vibrazionale è osservato a 2650 cm^-1 (con isotopicamente puro ⁷⁹Br). Si determini inoltre il contributo vibrazionale al calore specifico alla temperatura di 350 K.

4. Un laser da 2.5 W di potenza e 430 nm di lunghezza d'onda invia uno spot di luce monocromatica su un campione di cesio (potenziale di estrazione = 2.14 eV). Si determini:
   • a) l'energia cinetica massima e minima (in eV) degli elettroni fotoemessi;
   • b) il numero di fotoni incidente sul campione per unità di tempo;
   • c) la corrente elettronica (in A) circolante in un anodo di raccolta opportunamente piazzato che intercetti il 30% degli elettroni fotoemessi (collegato al campione tramite un circuito esterno), assumendo un'efficienza di fotoestrazione pari al 2.5%.

Segue una lista di valori comunemente accettati per alcune costanti fisiche rilevanti:
c=299792458 m/s, h=1.05457267· 10^-34 J s, q_e=1.60217733· 10^-19 C, q_e²/(4 π ε₀) = 2.30707956· 10^-28 J m, m_e=9.1093897· 10^-31 kg, m_p=1.6726231· 10^-27 kg, a.m.u.=1.6605402· 10^-27 kg, k_B=1.380658· 10^-23 J/K, N_A=6.0221367· 10²³ mol^-1.

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