100% Zufriedenheitsgarantie Sofort verfügbar nach Zahlung Sowohl online als auch als PDF Du bist an nichts gebunden
logo-home
PHYS-307 Midterm Questions With 100% Correct Answers 2024/2025 15,13 €   In den Einkaufswagen

Prüfung

PHYS-307 Midterm Questions With 100% Correct Answers 2024/2025

 9 mal angesehen  0 mal verkauft
  • Kurs
  • Hochschule

PHYS-307 Midterm Questions With 100% Correct Answers 2024/2025 Energy as a function of quantum number - ANS-= -13.6 eV (Z²/n²) lifetime of an orbit/time to decay to lower energy level - ANS-t = E/(dE/dt) = E_n/P = 4.7x10^-11 s (h⁶/Z⁴) energy difference between two states, n1 and n2: - AN...

[ Mehr anzeigen ]

vorschau 4 aus 31   Seiten

  • 13. august 2024
  • 31
  • 2024/2025
  • Prüfung
  • Fragen & Antworten
avatar-seller
PHYS-307 Midterm Questions With 100% Correct Answers 2024/2025
Energy as a function of quantum number - ANS-✔✔= -13.6 eV (Z²/n²)



lifetime of an orbit/time to decay to lower energy level - ANS-✔✔t = E/(dE/dt) = E_n/P

= 4.7x10^-11 s (h⁶/Z⁴)



energy difference between two states, n1 and n2: - ANS-✔✔∆E = 13.6 eV (Z²) [1/n₁² - 1/n₂²]



photon energy in terms of wavelength - ANS-✔✔∆E = hv = hc/λ



wavelength in terms of frequency - ANS-✔✔λ=c/f



transition wavelength - ANS-✔✔1/λ_ab = R(1/n_b² - 1/n_a²)



Kinetic energy of an outgoing electron - ANS-✔✔m_e v²/2 - ∆E



energy of a photon - ANS-✔✔E = hv



thermal broadening - ANS-✔✔depends on temperature and composition of a gas



Root-Mean-Square Speed (v_rms)) - ANS-✔✔v_rms = (2kT/m)^(1/2)



relation between kinetic energy and thermal energy of a particle - ANS-✔✔1/2 mv² = kT

,What is the maximum of the Maxwell-Boltzmann distribution, and how do we find it? What does it
represent? - ANS-✔✔v_p = (2kT/m)^1/2



It represents the most probable speed for a particle



average speed of a particle - ANS-✔✔<v> = 1.6 (kT/m)^1/2



mean kinetic energy per particle: - ANS-✔✔<E> = 3/2 kT



Rotational Broadening - ANS-✔✔seen in rapidly rotating objects



Which three types of broadening are all very general Doppler-based motion/line-of-sight effects? - ANS-
✔✔thermal, turbulent, and rotational broadening



optical depth - ANS-✔✔a measure of how much the intensity of light is attenuated by traveling through
the gas



T(x) = σN(x)

if N is constant:

T(x) = σnx



optically thin - ANS-✔✔T(x) << 1

σnx << 1



optically thick - ANS-✔✔T(x) >> 1

σnx >> 1

,mean free path (mfp) - ANS-✔✔average distance a photon will travel through a gas before being
absorbed

-for a gas with constant n and σ:

<x> = 1/nσ



mfp is the distance over which the optical depth grows from T=0 to T=1



Curve of growth:

Describe line and profile anatomy at low optical depth T₀<1 - ANS-✔✔the shape and width of the
absorption line is determined by thermal Doppler broadening

-Gaussian shape, width depends on temperature and molecular mass of absorbing particles. the wings
are weak



Curve of growth:

Describe line and profile anatomy at larger optical depth, 1<T₀<10⁴ - ANS-✔✔the line core saturates,
the line is black at the center because none of the photons with a wavelength enar the line center make
it through the absorbing gas. the width of the line only grows slowly with optical depth



Curve of growth:

Describe line and profile anatomy at very large optical depth, T₀>10⁴ - ANS-✔✔the cumulative effects
of the (v-v₀)² wings of the Lorentz profile are important. the column density of atoms is now so large
that photons far from the center (|v-v₀|>>γ) have a fair probability at being absorbed

-even at low resolution, absorption lines are easily detected and measured



equivalent width - ANS-✔✔width of a rectangle from continuum to zero with the same area as a line;
use FWHM or triangle approximation

W = ∫(I_cont-I_line)/I_cont dλ = ∫[1-e^(-Tλ)]dλ

, curve of growth - ANS-✔✔a plot of an absorption line's equivalent width W as a function of T₀ (or a
function of column density N of the absorbing atoms) with 3 parts



Local Thermodynamic Equilibrium - ANS-✔✔all particles characterized by the same temperature T,
where:

½mv² = (3/2)kT;

all molecules have frequent collisions, so they all have the same average kinetic energy and temperature



What do we need to achieve LTE with photons? - ANS-✔✔1. a high number density of photons and
massive particles (nuclei)

2. optically thick at all wavelengths- otherwise particles, photons are decoupled



What does the Boltzmann equation tell us? - ANS-✔✔gives the relationship between the number of
atoms in one excitation state to another, e.g., n₂/n₁, and allows us to relate what we see in spectral lines
to the physical conditions of the gas



Trends for a fixed E_B and E_A, and for a fixed T in the Boltzmann equation - ANS-✔✔1. As T → ∞,
N_B/N_A → g_B/g_A

2. As T → 0 , N_B/N_A → 0



When T is fixed:

1. As E_B increases, or E_A-E_B→∞, N_B/N_A→0

2. as E_A-E_B → -kT, N_B/N_A → e-¹

3. As E_A-E_B → 0 , N_B/N_A → g_B/g_A



What is different between the Saha and Boltzmann equations? - ANS-✔✔electron density dependence

Alle Vorteile der Zusammenfassungen von Stuvia auf einen Blick:

Garantiert gute Qualität durch Reviews

Garantiert gute Qualität durch Reviews

Stuvia Verkäufer haben mehr als 700.000 Zusammenfassungen beurteilt. Deshalb weißt du dass du das beste Dokument kaufst.

Schnell und einfach kaufen

Schnell und einfach kaufen

Man bezahlt schnell und einfach mit iDeal, Kreditkarte oder Stuvia-Kredit für die Zusammenfassungen. Man braucht keine Mitgliedschaft.

Konzentration auf den Kern der Sache

Konzentration auf den Kern der Sache

Deine Mitstudenten schreiben die Zusammenfassungen. Deshalb enthalten die Zusammenfassungen immer aktuelle, zuverlässige und up-to-date Informationen. Damit kommst du schnell zum Kern der Sache.

Häufig gestellte Fragen

Was bekomme ich, wenn ich dieses Dokument kaufe?

Du erhältst eine PDF-Datei, die sofort nach dem Kauf verfügbar ist. Das gekaufte Dokument ist jederzeit, überall und unbegrenzt über dein Profil zugänglich.

Zufriedenheitsgarantie: Wie funktioniert das?

Unsere Zufriedenheitsgarantie sorgt dafür, dass du immer eine Lernunterlage findest, die zu dir passt. Du füllst ein Formular aus und unser Kundendienstteam kümmert sich um den Rest.

Wem kaufe ich diese Zusammenfassung ab?

Stuvia ist ein Marktplatz, du kaufst dieses Dokument also nicht von uns, sondern vom Verkäufer Accurate. Stuvia erleichtert die Zahlung an den Verkäufer.

Werde ich an ein Abonnement gebunden sein?

Nein, du kaufst diese Zusammenfassung nur für 15,13 €. Du bist nach deinem Kauf an nichts gebunden.

Kann man Stuvia trauen?

4.6 Sterne auf Google & Trustpilot (+1000 reviews)

45.681 Zusammenfassungen wurden in den letzten 30 Tagen verkauft

Gegründet 2010, seit 14 Jahren die erste Adresse für Zusammenfassungen

Starte mit dem Verkauf
15,13 €
  • (0)
  Kaufen