12. klassi füüsikaarvestuse konspekt (0)

Füüsika  Mikro- ja megamaailm  ❏ Mikro - Palja silmaga ei näe; aatomid, aineosakesed  ❏ Makro - universum, astronoomia  Makrofüüsika  ❏ Täht koosneb ​gaasist (vesinik, mis muutub heeliumiks), ​mis põleb . Täht koosneb                         vesinikust, tuumareaktsiooni käigus muutub heeliumiks, mida aeg edasi, seda                   raskemad elemendid tuumareaktsioonide käigus tekivad (kuni rauani)  ❏ Kui gaas saab otsa ja paisub, siis tekib punane hiid  ❏ Punases hiius hakkab heelium põlema, muutub valgeks kääbuseks (täht, kus                     lihtsamad elemendid on ära kasutatud) või toimub ​supernoovaplahvatus                 (täheplahvatus, kus võivad tekkida raskemad elemendid)  ❏ Supernoovaplahvatusega võib tekkida  ​neutrontäht​, mis koosneb ainult neutronitest  ❏ Kui on tugev supernoovaplahvatus, siis tekib             must auk- kõik koondub ühte punkti  ❏ Gravitatsioon ja reaktsioonide jõud on           tasakaalus (alguses), kui aine saab otsa,             gravitatsioon käib üle, tähe mass koondub             keskpunkti, tekib must auk  ❏ Musta auku ei saa näha ja see ei ime midagi                     enda sisse  ❏ Virmalised ​: ​hapniku ja lämmastiku         aatomid​, mis ergastuvad, päikesejõu pärast           muutuvad värviliseks. rohkem on näha           poolustel, sest Maa magnetväli on selline.             Maa ümber on magnetväli - päikesekiirgus             ergastab ->tekib värviline valgus. Päikese           plasmapursked saadavad laenguga osakesi         kõikjale, kui need kohtuvad poolustel           hapniku ja lämmastiku aatomitega, siis need             aatomid hakkavad     kiirgama  ❏ Mis on tumeaine ja         tumeenergia??  Tumeaine: varjatud     aine, mida pole       avastatud, tunda vaid       raskusjõu kaudu, ei       kiirga valgust,     moodustab 83%     universumi ainest   


Tumeenergia: eeldatavasti universumi kiireneva paisumise taga (hüpotees),               moodustab suure osa selle koostisest  Aine ehitus  ❏ Ainel on ühtne koostis, samad keemilised omadused  ❏ Aine ​osakesi on kolm: ​aatom ​(väärisgaasid, metallid, süsinik/teemant/grafiit, räni),                 molekul​ (vesi, vesinik),  ​ioon ​(NaCl)  ❏ Aine oleku ja ülemineku ühest olekust             teise määravad suures osas ​molekulaarjõud​.           Aatomeid hoiavad molekulides ​keemilised         sidemed​. Keemilisi sidemeid põhjustab ​laetud           osakeste vaheline elektromagnetiline       vastastikmõju  ❏ Sublimeerumine - tahke->gaasiline       (vahepeal vedelaks muutumata). Näiteks märg           pesu kuivab talvel õhu käes ära vaatamata               sellele, et see algul kõvaks külmub. Jääs asi vm                   radikaalselt kuuma keskkonda -> aurustub   ❏ Ka ​aine olekuid on kolm: tahke, vedel,               gaasiline  ❏ Aine kogust (üht tükki ainet), mis on kogu                 tervikuna ​samade füüsikaliste omadustega​,         nimetatakse ​faasiks​. Aine faase on kolm: tahke               vedel, gaasiline.  ​Peab olema samas olekus!   ❏ Näiteks ​süsinik ​(grafiit ja teemant).           Struktuurid on erinevad, kõvadus on erinev, kuigi aine on sama ja samas olekus                           (tahke)  ❏ Aine osakeste trajektoori iseloomustab ​Browni liikumine​,osakesed liiguvad sirgelt,                   kuni põrkuvad millegi vastu  ❏ Aine läheb ühest faasist teise, kui mingi               asi  ​muutub, nt rõhk, temperatuur  ❏ Tahke -> vedel - sulamistemperatuurist           kuni keemistemperatuurini (vee puhul         0-100 kraadini, vee järgi pandi paika             temperatuuriskaala). ​Rõhu alanedes ka         temperatuur alaneb   ❏ Gaasi tihedus sõltub rõhust ja           temperatuurist väga palju. Gaasi         tihedus=rõhk; gaasi tihedus=       pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga       (idekas)  ❏ Iga aine kohta saab teha ​faasidiagrammi - näitab,                 kus toimub faasi üleminek   ❏ Faasidiagramm aitab visualiseerida aine käitumist           erineva temperatuuri ja rõhuga keskkonnas.   


❏ Ideaalne gaas - osakeste mõõtmed ei mängi mingit rolli (punktmass) , on üksteisest                           väga kaugel, ei teki polariseeritud osakest. Näiteks: ​heelium​. Ideaalse gaasi oleku                       võrrand,  ​seob rõhu, molekulide arvu, temperatuuri, ruumala.   ❏ Reaalgaas erineb ideaalgaasist rõhu ja ruumala             tõttu.   ❏ Polariseeritud molekul - molekuli sees tekivad             kaks  poolust    Kvantfüüsika   ❏ Kvantfüüsika abil saame aru arvutitest, led-ekraanidest, tuumareaktoritest,               kaameratest, laseritest jms  ❏ Kvantfüüsika tegeleb väga väikeste osakestega: molekulid, aatomid,               subatoomilised osakesed  ❏ Kvantfüüsikas kirjeldatakse kõike ​lainetena         (wavefunction), abstraktne matemaatiline       kirjeldus  ❏ Wavefunction: amplituud ruudus =         tõenäosusjaotus  ❏ Kvantmehaanikas ei teata midagi         konkreetselt, detailselt, võime ainult         tõenäosusi ennustada  ❏ Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest  ❏ Kvanthüpotees - valgus kiirgub ja           neeldub väikeste portsjonitena​,       elementaarsete mõjukvantidena. Ühe kvandi         energia on seotud valguslaine sagedusega.           Sagedust ja energiat seob ​Plancki konstant​. E=hf (E - kvandi energia; h - Plancki                             konstant, 6,626 x 10 astmes -34 J x s; f - sagedus) - ​aines neelduva valguskvandi                                 energia   


❏ 1905 Einsteini fotoefekti teooria elektronide ja kvantide kaudu. Fotoefekti kasutatakse                     elektri tootmiseks, päikesepatareid. 3====D  ❏ Fotoefekt:  ❏ Tekib enamasti ultravioletse valguse toimel, sest pikemalaineline kiirgus ei                   suuda elektrone ainest välja lüüa. ​Punapiir - piiri, millest lühema                     lainepikkusega kiirgus on võimeline fotoefekti tekitama  ❏ Ainest valguse poolt väljalöödud fotoelektronide energia on erinev​, aga                   pole kunagi teatud piirväärtusest suurem. ​Suurema kiiruse annab lühem                   lainepikkus    ❏ hf = A + mv2/2. A - elektroni metallist väljalöömiseks vajalikku tööd; väljumistöö ​-kui                               footonitel on energiat vähem, kui kulub väljumistööks, siis fotoefekti ei teki. Kui                         energiat rohkem, siis tekib lisaks ka teatud  ​kineetiline energia  ❏ Ekin = mv2/2. v - elektroni suurim võimalik kiirus; m - elektroni mass  ❏ Kvandi energia ei saa jaguneda mitmele elektronile, sest ​kvante ei saa vähemateks                         osadeks jagada  ❏ Kus vaja? Neeldunud valguskvantide energia annab võimaluse viia elektronid samas                     ainetükis teise kohta, tihti teise kihti. Nii töötavad näiteks ​päikesepaneelid ja                       fotoaparaatide sensorid​.  ❏ Footon tabab metalli pinda ja tõrjub sellest elektroni ja annab sellele kineetilist                         energiat.   ❏ Elektronide difraktsioon.     Aatomimudeli üheks     aluseks on     dualismiprintsiip. Kõigil     osakestel on lainelised       omadused. Kehad ei saa         olla mitmekesi täpselt       samas kohas, lained       saavad. Samas faasis       kohtuvad lained liituvad ja         vastandfaasis kohtuvad     lained kustutavad üksteist  ❏ Valgus võib esineda erinevates nähtustes kord lainena, kord footonina  ❏ Elektronid näitavad lainelisi omadusi, moodustub interferentsiribasid  ❏ Esimesed tõestatult dualistlikud osakesed olid footonid, mitte elektronid   


❏ Heisenbergi määramatusseos - osakese kohta on võimalik täpselt teada ainult ühte                       asja korraga, kas asukohta või kiirust, aga mitte kunagi mõlemat korraga.  ❏ Üks esimesi asju, mida inimesed nägid, oli aatomispekter. Elektronlainet piirab aatom                       ja kvantiseeritakse teatud lainepikkusteni. Igale valgusribale vastab elektron, mis                   hüppab suure energiaga lainelt madalama energiaga lainele ja kiirgab valgust  Õhk ja ilm  ❏ Tuul - liikuv õhk  ❏ Õhk: ​hapnik, lämmastik, veeaur ja teised gaasid (metaan, argoon, süsinikdioksiid)                     - ainult  ​veeauru sisaldus õhus muutub​ pidevalt  ❏ Veeauru sisaldus õhus - õhuniiskus  ❏ Õhurõhk - Maa ümber meid rõhuv õhk - 1                   atmosfäär; 101 300 Pascalit; 760 mm/Hg             (elavhõbedasammast); 1,013 bar; 760 Torr  ❏ Õhuniiskus - suhteline veeauru sisaldus -             maksimaalse veeauru sisalduse suhtes, 0…100%           ; absoluutne veeauru sisaldus - küllastunud             veeauru sisaldus või tihedus, näitab, mitu grammi               tegelikult on. a=m(H2O)/V (g/m3)  ❏ Absoluutne õhuniiskus ehk veeauru         tihedus - ühes kuupmeetris õhus sisalduva vee mass  ❏ Küllastunud veeauru sisaldus sõltub temperatuurist (näiteks kui õhk muutub                   veekogudest 
aurustumise tõttu     niiskemaks, siis     tekib küllastunud     veeaur). Küllastus     - nii palju, kui         molekule läheb üle       gaasi faasi, läheb       neid ka tagasi vedeliku faasi. Kõrgem             temperatuur = suurem küllastunud         auru tihedus; madalam       temperatuur=küllastunud auru     tihedus väiksem. ​Küllastus=tegeliku       auru tihedus - suhteline niiskus           100%​.  ​Saab tabelist vaadata!  ❏ Kastepunkt - temperatuur, mille         juures hakkab veeaur       kondenseeruma. Kui kastepunkt alla         0 kraadi, härmatumine.  ❏ Kuidas tekivad pilved? Õhus peab olema piisavalt veeauru, et kondenseerumine                     saaks alata; õhk peab jahtuma alla kastepunkti; on vaja kondensatsioonituumi;                     jääkristallide teke  ❏ Inimene tajub ise  ​suhtelist ​õhuniiskust  ❏ Psühromeeter   


❏ Absoluutne õhuniiskus - a (g/m3)  ❏ Küllastunud veeauru tihedus - A (g/m3)​. Normaalsel atmosfäärirõhul 25 kraadi C                       juures ei saa veeauru tihedus olla rohkem kui ​ 23g/m3​.   ❏ Suhteline - kreeka fii (%), ​millise osa võimalikust moodustab tegelik​. Nt                       kooliruumides 30-70%, eluruumides 40-60%, alla 30% pole hea  ❏ Õhuniiskuse mõõtmiseks kasutatakse ​ hügromeetreid    Pindpinevus  ❏ Pindpinevuse korral saame rääkida ainult  ​vedelikest.  ❏ Miks saame klaasile kuhja peale tekitada? -Miks tekib pindpinevus? - ​molekulide                       vahelised jõud​. Molekulid tahavad tõmmata kokku üksteise poole, sest vedelikus on                       molekulid tihedamalt kui väljaspool e õhus.   ❏ Õli ei saa kallata kuhja peale, tekib lohk   ❏ Kahte liiki jõud:  ❏ Kohesioonijõud (kokku kuuluma) - ​samade molekulide/osakeste vahel (2                 vee molekuli vahel nt)  ❏ Adhesioonijõud​ (küljes rippuma) -  ​erinevad osakesed​ (vesi/klaas, õli/klaas)   ❏ See, kas tekib lohk v kuhi oleneb ​jõudude vahekorrast (kumb nõrgem, kumb                         tugevam). Sõltub ​materjalist ​(klaas/portselan/plastik - veekuhi). Näiteks vesi klaasil                   (erinevad materjalid)  ❏ Märgamine - kui ei märga, võtab tilga kuju, kui märgab, jookseb laiali. Märgamine -                             vedelik valgub mööda tahket pinda laiali  ❏ Õhus on veepiisk kerakujuline. Miks tahab võtta kerakuju? - ​tahavad olla võimalikult                       vähese energiaga olekus. Kera puhul väiksem pinnaenergia, sest tema ruumala ja                       pinna jagatis on kõige väiksem  ❏ Pindpinevusjõud - pinge vedeliku pinnakihis  ❏ Pindpinevustegur - pindpinevusjõud ühikulise pikkuse kohta​; vedelikku               iseloomustav suurus, kõigil vedelikel ja lahustel on see tegur erinev  ❏ Vee pindpinevustegur kolmel erineval meetodil:  ❏ Pindpinevusjõud - raskusjõud+pindpinevusjõud (hoiab üleval). Hetkel kui veetilk                 süstlast kukub, on raskusjõud võrdne pindpinevusjõuga. Tilga suurus sõltub                   süstlaava suurusest  ❏ Tilga massi kaudu​. Süstal, süstla otsas tilk, süstla ringi ümbermõõt = pikkus,                         pinpinevus Fp=. ; l - süstla ava laius. Mg/l. 100 tilga ruumala, sealt mass.                             Fr=mg (raskusjõud)  ❏ Kapillaarsus​ - Toru sisemine ümbermõõt,  ❏ Pindpinevusjõud otse. (jõu ühik N) Pindpinevusjõudu saab mõõta otse                   dünamomeetriga Tõstad veest välja traadist rõngast. Vesi hoiab sellest                   kinni, pindpinevusjõud mõjub allapoole. L - rõnga ümbermõõt x2!                   Pindpinevusteguri arvutamine  ❏ Ükski neist meetoditest ​pole päris täpne​, sest jätavad arvestamata ​pindade                     erinevuse​ (klaas vs plastiksüstal)   ❏ Ühe tilga mass ~0,0513g  ❏ Pindpinevust juhivad kohesioonijõud, märgamist adhesiooni- ja kohesioonijõud koos   


❏ Seebimullide tegemiseks peab pindpinevustegurit vähendama. Pindaktiivsed ained.               Mullid kuivavad õhukeseks, sisemine ja välimine külg saavad kokku    Tuumareaktsioonid  ❏ Kulla valmistamine (eesmärk). Pb, Sn, Fe -> Au  ❏ Tuumareaktsioonide käigus  ​valmistataksegi uusi elemente  ❏ H -> He -  ​kergete tuumade ühinemine, ​tähtedes toimuv tuumareaktsioon  ❏ Tuumareaktsioon on kahe aatomituuma või elementaarosakese ja aatomituuma                 kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad või               elementaarosakesed.  ❏ Tuumareaktsioone on kahte liiki: ​kergete tuumade ühinemine, raskete tuumade                   lõhustumine (lagunevad)​, nt tuumajaamades uraan laguneb, eraldub He aatomi                   tuum. Tekib Th - toorium. Üks suur tuum laguneb väiksemateks tuumadeks  ❏ Raud on kõige keskmine element, kõige suurem eriseoseenergia   ❏ Eriseoseenergia - kogu tuuma seoseenergia jagamine nukleonide arvuga  ❏ Isotoobid on ​elemendi teisendid​, mis ​erinevad aatommassi poolest (neutronite                   erinev arv tuumas). Tuumade tähistamiseks kasutatakse perioodtabeli sümboleid.                 Tuuma laenguarv Z ja massiarv A. ​Alumine arv on järjenumber ja ülemine on                           ümardatult massinr.   ❏ Lagunemine. Alfa lagunemine       alfakiirguseks. Alfakiirgust tekitab nt         suitsuandur; ​üks aatom paiskab         välja teise aatomi tuuma,         seejuures muutub ta ka ise teiseks             elemendiks  ❏ Alfaosakesed löövad lämmastiku       tuumadest välja prootoneid ja ise           ühinevad lämmastikuga - esimene         kontrollitud tuumareaktsioon.     Lämmastiku isotoop, mis ühinemisel         alfaosakesega muutub stabiilseks       hapniku isotoobiks, eraldub prooton         ehk vesiniku tuum  ❏ Tuumareaktsioonide võrrandid tasakaalustuvad teiste jäävusseaduste järgi  ❏ Laengu jäävuse seadus - alumine indeks on tuumalaeng, peab olema                     tasakaalus  ❏ Massiarvu jäävuse seadus   ❏ Energia jäävuse seadus  ❏ Tuumareaktsiooni võrrandi vastavus jäävusseadustele ei tähenda veel, et reaktsioon                   toimub, tuumad ja osakesed peavad kokku saama  ❏ Beetakiirgus - ​kõrge energiaga (!) elektronide voog​. See tekib neutronite                     muutumisel prootoniteks ja elektronideks, tekib ​antielektronneutriino​.Prooton (ddu)                 ja neutron (duu) koosnevad kvarkidest. Ohtlikum kui alfakiirgus  ❏ Beetalagunemisel eraldub tuumast suure kiirgusega beetaosake + tekib üks                   antielektronneutriino.  ​Massiarv ei muutu, aga muutub laenguarv    


❏ Kõige ohtlikum kiirgus on ​gammakiirgus - footonite voog, kõrge energiaga                     footonid​. ​Footon - elektromagnetlaine osake​. Gammakiirgusel on suur sagedus.                   Gammakiirgus tekib alfa,beeta lagunemisel suuremas koguses  ❏ Elektromagnetlaine energia - h x f. F - sagedus, h - Plancki konstant    Radioaktiivne lagunemine  ❏ Süsinikdateering ​- selle abil saab määrata esemete vanust, mõõtes neis leiduva                       radioaktiivse C kontsentratsiooni, mida vanem on ese, seda rohkem 14/6 C tuumi on                           lagunenud, seda väiksem on selle isotoobi kontsentratsioon  ❏ Kõigile radioaktiivsetele isotoopidele on määratud ​poolestusaeg (T1/2). ​Selle aja                   jooksul lagunevad pooled olemasolevatest tuumadest  ❏ α-lagunemisel muutub laenguarv kahe võrra väiksemaks ja massiarv nelja                   võrra väiksemaks. Tuum nihkub perioodtabelis kahe koha võrra ettepoole.  ❏ β-lagunemisel suureneb tuuma laenguarv ühe võrra, massiarv ei muutu ja                     tuum nihkub perioodtabelis ühe koha võrra tahapoole.  ❏ Need aitavad kivimite vanust määrata