AATOMI JA TUUMAFÜÜSIKA 12. KL 22.11.12 1 Mikro ja makro 22.11.12 2 Mikro ja makro1 Mikromaailma all tuleb mõista aine elementaarosakesi ja nendega toimuvaid füüsikalisi protsesse. Vastav füüsikaosa kannab nimetust mikrofüüsika. Teadusharu on tekkinud 20. Sajandil. Eelduseks oli radioaktiivsuse, aatomi ja tuuma avastamine. Põhiliseks uurimismeetodiks on siin kaudne katse. Makromailm on see, mida me oma meeltega vahetult tajume. Selles maailmas kehtib klassikaline füüsika oma seadustega. Alused pärinevad 17. Sajandist. 22.11
AATOMI JA TUUMAFÜÜSIKA 12. KL Mikro ja makro Mikro ja makro1 Mikromaailma all tuleb mõista aine elementaarosakesi ja nendega toimuvaid füüsikalisi protsesse. Vastav füüsikaosa kannab nimetust mikrofüüsika. Teadusharu on tekkinud 20. Sajandil. Eelduseks oli radioaktiivsuse, aatomi ja tuuma avastamine. Põhiliseks uurimismeetodiks on siin kaudne katse. Makromailm on see, mida me oma meeltega vahetult tajume. Selles maailmas kehtib klassikaline füüsika oma seadustega. Alused pärinevad 17. Sajandist.
AATOMIFÜÜSIKA Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, mis on ergastamata olekus neutraalne. Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest vastavalt läbimõõtudele 10 -15 ja 10 -10 m, massiga suurusjärgus 10 - 27 ...... 10 - 25 kg. Aatomi mass on koondunud 99,9 % ulatuses aatomi tuuma, tuuma tihedus on 10 17 kg / m 3 . Elektronid paiknevad aatomi tuuma ümber kihiliselt , seejuures välimises kihis olevate elektronide arv määrab ära aatomi keemilised omadused. Aatomi elektronkatte laeng moodustub elementaarlaengute kordustest . 1 e = -1,6 10 - 19 C
Füüsika 123 1. Kust võiks tõmmata piiri mikro- ja makromaailma vahel? - Molekulide ja rakumõõtmete vahele. Suhteline, oleneb mida tahetakse uurida 2. Kirjelda planetaarset aatomimudelit koos suurusjärkudega mõõtmete kohta? - Keskel on positiivselt laetud tuum. Ümber tiirlevad negatiivselt laetud elektronid. Tuuma läbimõõt 10-13 cm ja aatomi läbimõõt on 10-8 cm 3. Mis kinnitab aatomite püsivust? - Elektron liigub kiirendusega ja seetõttu kaotab pidevalt energiat ning peaks kukkuma tuumale. Aga ei kuku, seega on aatomid püsivad kuitahes kaua. 4. Millise järelduse sai teha aatomite püsivusest planetaarmudeli vastuolu kohta? - Mikroosakeste maailmas, aatomimaailmas toimivad mingid uudsed seaduspärasused, mis on sootuks erinevad neist, mida tunneme makrofüüsikast. 5. Kuidas tekib joonspekter? Kirjelda seda spektrit?
See et me oleme veel elus. 7)Millise järelduse sai teha aatomite püsivusest planetaarmudeli vastuolu kohta? See ei näita elektronide poolt kiiratavat energiat. 8)Kuidas tekib joonspekter? Kirjelda seda spektrit? Joonspekter-mustal taustal üksikud värvilised jooned. Tekivad kiirgusspektrid. Joonspektri tekitasid kõrge temperatuurini kuumutatud atomaarsed gaasid hõredas olekus. 9)Mida joonspektri tekkimine kinnitab aatomi kohta? Joonspektri tekkimine kinnitab seda, et aatom kiirgab ainult kindlaid energia kvante. E=h*f. 10)Millele viitab kindlate energiakvantide kiirgumine aatomist? Elektron saab liikuda ainult kindla energiaga orbiitidel ümber tuuma. Kiiratava kvandi energia on võrdne elektroni orbiitidel vastavate energiate vahega. Katoodilt eraldunud elektronid kiirendatakse ja nad omandavad kineetilise energia. 11)Millega võrdub kiirguskvandi energia? Oska seda leida nii dzaulides kui ka elektronvoltides.
Aatomi planetaarmudel. Sarnaneb päikesesüsteemiga. ,,Päikeseks" on aatomituum ja ,,planeetideks" on tuuma ümber tiirlevad elektronid. Mis jõud on planetaarmudelis mõjuvaks kesktõmbejõuks? Positiivse tuuma ja negatiivsete elektronide vahel olev elektrilised tõmbejõud. Mida väljendab laenguarv Z ? Laenguarv Z näitab prootonite arvu tuumas ja elektronide arvu tuuma ümber. Aatomi mõõtmed. Aatomi mõõtmed on suurusjärgus 10-8 cm, tuuma omad 10-13cm Planetaarmudeli puudused. Planetaarmudel ei selgita aatomite püsivust. Kuidas (ainult nii) võib muutuda aatomi energia? Ergastamise teel. 1) kiiritada aatomeid valgusega 2) lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega 3) ainet kuumutades Millise valemiga leida valguse võnkesagedus, kui elektron langeb kõrgemalt energiatasemelt madalamale? hf= E2 E1 , kus E1 ja E2 on vastavate tasemete energiad. Millised arvud määravad Balmer-Rydbergi valemis spektrijoonte lainepikkuse? Täisarvud n1
Aine ehitus- aatomifüüsika Mikromaailm- aine elementaarosakesed ja nendega toimivad füüsikalised protsessid. Uurimismeetod- kaugne katse Makromaailm- maailm, kus kehtib klassikaline füüsika oma seadustega. Kergesti katsetega kontrollitav Thomsoni I aatomimudel: Puudub tuum (tegelikult mitte) Rosinasai- on olemas elektronid, mis paigutuvad suvaliselt Aatom on terviklikult positiivselt laetud. (Tegelikult neutraalne) T. Arvas, et elektronid on positiivsed. Sarnasus: on elektronid ja laeng Rutherford avastas tuuma -osake- heeliumi aatomituum R. alustas selle uurimist. 1906 tõestati, et -osakeste laeng peab olema 2e. (kahekordne positiivne elementaarlaeng- kõige väiksem eksisteeriv laeng looduses) tähis e e= 1,6 · 10 C R. Avastas, et vesiniku aatomi tuumalaeng on +e Kulla aatomi läbimõõt on 3 · 10 m
toimuvaid protsesse. · Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. Aatomimudel · Mis on mudel? Sõnaga "mudel" tähistavad teadlased mitte harjumuspärast odavat vähendatud koopiat, vaid originaaliga sarnaselt funktsioneerivat süsteemi. Aatomimudelid · Demokritos 5. saj. e.Kr. andis aatomile nime jaotamatu, katkilõikamatu. · Rosinakukli mudel Thomson · Planetaarmudel · Bohri mudel · Pilve mudel Aatomimudelid · Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset ruumlaengut, mille väljas liigub elektron (avastati 1897). Aatomimudelid · Rutherfordi katse (1911) ja planetaarne mudel. · Rutherfordi mudeli kiire populaarsuse tegelikuks põhjuseks on tema sarnasus Päikesesüsteemiga. Rutherfordi katse Planetaarse mudeli püsivus · Elektron tiirleb aatomis ümber tuuma
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht);
elektronvolt – energia mõõtühik. aatomi põhiolek - Põhiolek on süsteemi seisund, milles süsteemil on minimaalne võimalik energia. Süsteemilt ei ole võimalik energiat rohkem ära võtta ilma süsteemi lõhkumata või muutmata. aatomi ergastatud olek - Kui süsteemil on rohkem energiat kui absoluutne miinimum, siis on ta ergastatud olekus. Spekter – värvuse skaala. Peakvantarv – n määratleb mitmendal kihil asub elektron tuumast lugedes. Bohri postulaate (3) – 1) Statsionaarsete olekute postulaat: aatom võib viibida vaid erilistes statsionaarsetes olekutes, millele vastavad aatomi koguenergia diskreetsed väärtused. 2) Lubatud orbiitide postulaat: aatomi püsivatele olekutele vastab elektroni tiirlemine kindlatel orbiitidel. 3) Kiirguse postulaat: üleminekul ühest püsivast olekust teise, aatom kiirgab (või neelab) elektromagnetilise energiakvandi.
aastal avastas J.J. Thomson katoodkiiri uurides esimese aatomist väiksema osakese, mida hiljem hakati nimetama elektroniks. Thomson näitas, et katoodkiired koosnevad negatiivse laenguga osakestest, mis on vesiniku aatomist üle 1000 korra kergemad. Kiiresti sai selgeks, et nii katoodkiirtes kui ka metalljuhtmetes kannavad elektrivoolu just elektronid. Kuna elektronid võivad kanda aatomist välja negatiivset laengut, aga väga vähe massi, on loogiline arvata, et aatom koosneb põhiliselt positiivse laenguga raskest „aatomitaignast”. Nii pakkuski Thomson 1904. aastal välja esimese teaduslikult põhjendatud aatomimudeli, mida nimetatakse „ploomipudinguks”, eesti keeles on hakatud nimetama „rosinakukli mudel”. Elektronid on selles mudelis nagu rosinad saias, kuigi elektronid ei püsi paigal nagu need rosinad seal saias, vaid peavad tiirlema või võnkuma. Liikuvate elektronide
AATOMIFÜÜSIKA Refraat Juhendaja: Ain Toom Kuressaare 2009 Aatomi ehituse üldine arengulugu.Aatomi mõiste pärineb kreeka keelsest sõnast atomus ning selle autoriks peetakse Demokritost (V-IV saj e.Kr) Alles XVII saj atomismi ideede taassünd: jõupingutused aatomi massi ja mõõtmete määramiseks. Otsustav pööre aine ehituse uurimises XX saj algul Thomsoni aatomimudel 1897.a avastas tuntud inglise füüsik J.Thomson elektroni Tema aatomi-mudelit nimeta-takse "rosina-saiakeseks" -> Thomsoni aatom sisaldas teatud hulga elektrone, mille arv on võrdeline aatomi massiga Kuna aatom tervikuna on elektriliselt neutraalne, siis elektroni negatiivne laeng on kompenseeritud ühtlaselt jaotunud positiivse laenguga 1906.a õnnestus Thomsonil kindlaks määrata elektronide arv aatomis ja tõestada, et ühe keemilise elemendi elektronid on ühesugused Rutherfordi aatomi mudel
Ehitus:Aatom koosneb tuumast ja tuuma ümber tiirlevatest elektronidest. Tuumas asuvad positiivelt laetud prootonid ja neutraalsed neutronid. Tuuma ümber tiirlevad oma orbiitidel elektronid, mis on negatiivse laenguga. Planetaarmudel: Aatomi keskel asub positiivselt laetud aatomituum, millesse on koondunud aatomi mass. Elektronid tiirlevad ümber tuuma nagu planeedid ümber päikese. Kaasaegne aatomimudel: Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev. Elektronpilve piire, järelikult ka aatomi mõõtmeid, ei ole võimalik täpselt määrata
1. Thomsoni aatomimudel- kirjeldus Thomsoni aatomimudeli (1903) järgi koosneb aatom ühtlaselt jaotunud positiivsest elektrilaengust ja negatiivse elektrilaenguga elektronidest, mis selles liiguvad. 2. Rutherfordi katse. Planetaarne aatomimudel. Vastuolud klassikalise füüsikaga Kullalehe katse: kiiritas alfa oskestega kullalehte, vaatas kuidas kulla aatom muudab alfa osakese liikumis suunda. Sai teada, et aatomil on tuum ja aatomitest väljaspool on elektronid, mis tiirlevad selle ümber. Planetaarmudeli (1904) järgi on aatom suur positiivse elektrilaenguga kera, mida ümbritsevad negatiivse elektrilaenguga elektronid. Vastuolu klassikalise füüsikaga: Ringjoonelistel orbiitidel tiirlevad elektronid peaksid kiirendusega liikudes kiirgama elektromagnetlaineid,mis vähendaks nende energiat,kuid tegelikult on aatomid stabiilsed. 3
Füüsika kordamine. 12.klass. II 1. Rutherfordi aatomimudel. Selle vastuolud. 2. Bohri postulaadid 3. Balmeri seeria.(joonte värvused, energia diagrammil üleminekud nii kiirgus kui neeldumisspektrio korral) 4. Mida nimetatakse de Broglie laineteks ja lainepikkusteks. Iseloomustada elektronlaineid, lainepikkuse arvutamine. 5. Millest sõltub vesiniku aatomi poolt kiiratud või neelatud lainepikkus. 6. Millal aatom kiirgab või neelab kvandi? 7. Milliste kvantarvudega on määratud elektroni liikumine aatomis (tähistused, väärtused, mida määravad aatomis) 8. Millised elektroni iseloomustavad suurused aatomis on kvanditud e sõltuvad järjestikustest täisarvudest ? 9. Kvanttingimus (valem ja tähistused selles) 10. Millised omadused võivad olla elektronil liikudes ümber tuuma? 11. Sõnastada Pauli keeluprintsiip; mis sellest järeldub? 12. Milliste reeglite järgi kihistuvad elektronid aatomis?
1.Aatomi ehituse kvantitatiivse teooria loomisel, mis võimaldaks selgitada aatomite spektrite seaduspärasusi, avastati uued mikroosakeste liikumise seadused kvantmehaanika seadused. Thomsoni mudel oli esimene välja pakutud aatomimudel. Thomson oletas, et positiivne laeng täidab ühesuguse tihedusega kogu aatomi ruumala. Lihtsaim aatom, vesiniku aatom, kujutab endast positiivselt laetud kera raadiusega umb 10 astmel -8cm, mille sees asub elektron. Keerukamates aatomites asub positiivselt laetud kera sees mitu elektroni. Aatom sarnaneb keeskiga, milles rosinate rollis on elektronid. Rutherfordi katsed. Elektronide mass on aatomite massist tuhandeid kordi väiksem. Kuna aatom on tervikuna nautraalne, siis langeb järelikult aatomi massi põhiosa aatomi positiivsele laengule. Ta soovitas aatomi positiivse laengu uurimiseks aatomi sondeerimist alfaosekestega, need tekivad raadiumi ja mõnede teiste keemiliste
1896.a. Henri Becquerel: avastas radioaktiivsuse 1902.a. Ernst Rutherford ja Frederick Soddy: radioaktiivsus on aatomite muundumine 1909.a. Robert Millikan: mõõtis elektroni laengu ja tegi kindlaks, et see on vähim laeng looduses 1911.a. Ernst Rutherford: pommitas õhukest kuldlehte He aatomi tuumadega ja jälgis nende hajumist. 1. Kirjelda Thomsoni aatomimudelit. Miks räägitakse aatomi mudelist? Mis on mudel? - Kujutab rosinakuklina, kus elektronid on rosinad ja saiaks on aatom. - sest me ei näe aatomit ja ei tea, milline see on. Meil on olemas informatsioon, mis tuleb osakeste ja kiirguste kaudu - mudel on ettekujutis uuritavast objektist 2. Kirjelda Rutherforfi katset. Mida sellega püüti uurida? - alfaosakesed suunati väga õhukesele kuldlehele ja jälgiti nende käitumist ja haihtumist ning ka tagasipõrkumist. - et teada saada, milline on aatomimudel - mõõdetakse osakeste hajumisnurka 3. Millised järeldused tehti Rutherfordi katsest?
1896.a. – Henri Becquerel: avastas radioaktiivsuse 1902.a. – Ernst Rutherford ja Frederick Soddy: radioaktiivsus on aatomite muundumine 1909.a. – Robert Millikan: mõõtis elektroni laengu ja tegi kindlaks, et see on vähim laeng looduses 1911.a. – Ernst Rutherford: pommitas õhukest kuldlehte He aatomi tuumadega ja jälgis nende hajumist. 1. Kirjelda Thomsoni aatomimudelit. Miks räägitakse aatomi mudelist? Mis on mudel? - Kujutab rosinakuklina, kus elektronid on rosinad ja saiaks on aatom. - sest me ei näe aatomit ja ei tea, milline see on. Meil on olemas informatsioon, mis tuleb osakeste ja kiirguste kaudu - mudel on ettekujutis uuritavast objektist 2. Kirjelda Rutherforfi katset. Mida sellega püüti uurida? - alfaosakesed suunati väga õhukesele kuldlehele ja jälgiti nende käitumist ja haihtumist ning ka tagasipõrkumist. - et teada saada, milline on aatomimudel - mõõdetakse osakeste hajumisnurka 3. Millised järeldused tehti Rutherfordi katsest?
Rutherfordi katse Üliõhukest kuldlehte pommitati positiivsete -osakestega, et näha kuhu kanduvad osakesed peale lehe läbimist. Oletati, et positiivsed ja negatiivsed osakesed jaotuvad kuldlehed ühtlaselt, kuid kõrvalkalded olid suuremad nii arvutustes ja oletustes. -osakeste põhjal, mis kaldusid kõrvale tehti uued arvutused ja märgati, et positiivne laeng oli kuldlehes koondunud väga väikesesse ossa. Rutherfordi aatomimudel, selle puudused Rutherfordi aatomimudeli järgi koosneb aatom positiivselt laetud aatomituumast, millele kuulub peaaegu kogu aatomi mass, ja elektronkattest, mis sisaldab ümber tuuma tiirlevaid elektrone. Rutherfordi aatomimudeli puuduseks oli tuuma püsivuse selgitamise puudus, nimelt miks positiivne tuum ja selle ümber tiirlevad elektronid ei tõmbu ("miks elektron ei kuku tuuma"). Bohri postulaadid 1. Statsionaarsete olekute energeetiline postulaat
AATOMIFÜÜSIKA · Aatomi mõiste pärineb kreeka keelsest sõnast atomus ning selle autoriks peetakse Demokritost. · Alles XVII saj. atomismi ideede taassünd: jõupingutused aatomi massi ja mõõtmete määramiseks. · Otsustav pööre aine uurimises XX saj. algul. THOMSONI AATOMIMUDEL · 1897.a avastas tuntud inglise füüsik J.Thomson elektroni. · Tema aatomi-mudelit nimetatakse ,,rosina saiakeseks``. · Thomsoni aatom sisaldas teatud hulga elektrone, mille arv on võrdeline aatomi massiga. · Kuna aatom tervikuna on elektriliselt neutraalne, siis elektroni negatiivne laeng on kompenseeritud ühtlaselt jaotunud positiivse laenguga. · 1906.a õnnestus Thomsonil kindlaks määrata elektronide arv aatomis ja tõestada, et ühe keemilise elemendi elektronid on ühesugused. RUTHERFORDI AATOMIMUDEL · Thomsoni aatomi ideed arendas edasi Rutherford.
• Lihtaine aatomid on kõik ühesugused. • Liitainete aatomid koosnevad erinevate elementide aatomitest. 3. Ploomipudingi mudel — Thomson •Aatomid on kerakujulised (läbimõõduga ca 100 pm) •Aatomid on täidetud positiivse elektrilaengu massiga •Aatomid sisaldavad negatiivselt laetud osakesi – elektrone, mis saavad teatud tingimustel aatomist lahkuda Thomson esitas 1903 aatomi ehituse "rosinasaia" mudeli ehk Thomsoni aatomimudeli. Selles mudelis on aatom suur positiivse elektrilaenguga laetud kera, mille sisse on kinnitunud väiksed negatiivse laenguga elektronid. 4. Rutherfordi mudel • Enamus aatomist on tühi. • Aatomi keskel asub massiivne tuum, millesse on koondunud positiivne elektrilaeng. • Tuuma mass on ligikaudu võrdne aatomi kogumassiga. • Elektronid “hõljuvad” tuumalähedases ruumis nagu õhupallid. 5. Bohri mudel
Footonid Footonid on valgusosakesed e. valguskvandid. Levivad kiirusega c, nad ei eksisteeri paigalolekus. Neil puudub seisumass ja ei kehti mehaanika seadused. Neeldumisel aines footonid hävivad. Footoni energiat saab leida nn. Plandi valemi abil. E=h*f E = footonite energia (J) h = plancki konstant 6,63 * 10-34 J/s f = sagedus Liikumisel mass m = ( h * f ) / C2 C = valguskiirus 3 * 108 m/s Footoni impulsi leidimine p=m*C Fotoefekt Elektronide väljumine ainest valguse toimel esineb eriti metallide korral. Avastas Heinrich Hertz 1887. Aastal. Seaduspärasused: 1)Metalli pinnalt väljunud elektronide arv sõltus valguse intensiivsusest.
Laine levimiskiiruse ja lainepikkuse seos v = f Joonkiirus v m/s Nurkkiirus w rad/s Raadius r m Periood T s Kesktõmbekiirendus an m/s2 Sagedus f Hz s-1 II kursus. Soojusõpetus Ideaalne gaas ja termodünaamikaalused Ideaalne gaas selline gaas, mille molekulide mõõtmeid pole vaja arvestada ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. Ideaalse gaasi olek ja oleku muutumine ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul aine vähim osake, mis säilitab sama aine keemilised omadused, molekul koosnedb aatomitest
Niels Henrik David Bohr (7. oktoober 1885 18. november 1962) oli Taani füüsik, kes aitas avastada aatomistruktuuri ja kvantmehaanikat, mille eest pälvis 1922. aastal Nobeli füüsikapreemia. Ta oli samuti osaline füüsikute rühmas, kes töötasid Manhattani projekti kallal. Bohr abiellus Margrethe Nørlundiga aastal 1912, üks nende poegadest Aage Niels Bohr sai samuti oluliseks füüsikuks, kes nagu isagi pälvis Nobeli preemia. Niels Bohr õppis Kopenhaageni ülikoolis füüsikat, hiljem sai temast sama ülikooli professor. 1912
II. Molekulaarfüüsika alused Ainehulk = m = N ainehulk (1mol), m aine mass (1kg), M molaarmass (1kg/mol), M NA N molekulide arv, NA Avogadro arv Aine N kontsentratsioon n= N molekulide arv, V aine ruumala V Ideaalne gaas Ideaalseks nimetatakse gaasi, mille molekulide vastastikmõju on tähtsusetult väike. Gaasi temperatuur 3 E molekulide kulgliikumise keskmine kineetiline energia E = kT k Boltzmanni konstant, T gaasi absoluutne temperatuur 2 Ideaalse gaasi 3 m m gaasi mass, M gaasi molaarmass, siseenergia U = N E = RT
II. Molekulaarfüüsika alused Ainehulk = m = N ainehulk (1mol), m aine mass (1kg), M molaarmass (1kg/mol), M NA N molekulide arv, NA Avogadro arv Aine N kontsentratsioon n= N molekulide arv, V aine ruumala V Ideaalne gaas Ideaalseks nimetatakse gaasi, mille molekulide vastastikmõju on tähtsusetult väike. Gaasi temperatuur 3 E molekulide kulgliikumise keskmine kineetiline energia E = kT k Boltzmanni konstant, T gaasi absoluutne temperatuur 2 Ideaalse gaasi 3 m m gaasi mass, M gaasi molaarmass, siseenergia U = N E = RT
AATOMIFÜÜSIKA Aatom (vana-kr atomus jagamatu) on keemilise elemendi väiksem osake. 19.saj. lõpus avastati et aatom ei ole jagamatu. 1897.a. avastati ELEKTRON(-), väike osake, mis pesitseb aatomis. J.J.Thompson. Th aatomimudel e. Rosinakukkel. E.Rutherford palus pommitada õhukest kuldlehte alfaosakestega. Avastas aat tuuma 1911 selle katsega. Planetaarne mudel e RUTHERFORDI mudel on vastuolus klassikalise füüsikaga 1) Tiirlev elektron peaks tekitama elektromagnetlaineid 2)kiirgav elektron peaks kiirgama energiat ja kukkuma vastu tuuma. DE BROGLIE HÜPOTEES Igal osakesel on olemas laine omadused, mille lainepikkust saab arvutada valemist =h/(mv) h=6,63*10-34Js Hiljem leidis see hüpotees katselist kinnitust. Tänapäeval ei loeta mitte elektroni ennast laineks, vaid elektroni käitumine on tõenäosluslik ja vastava tõenäosusfunktiooni kuju on laineline. Seda fn´i nim LAINEFUNKTSIOONIKS.
1.Schrödingeri võrrand- kvantmehaanika põhivõrrand, kirjeldab mikroosakeste liikumist. 2.Mikromaailma täpsuspiirangud- osakese kirjeldamiseks kasutatavad suurused on paarikaupa täpsuslikus seoses. Kui ühe suuruse täpsust suurendada, kaotatakse teise suuruse täpsus. 3.Millal elektron satub potentsiaalbarjääriga kokku- 4.Elektroni isel kvantarvud- n-peakvantarv, l-orbitaalkvantarv, m1-magnetkvantarv ja s- spinnkvantarv 5.Kvantarvude sisu, mida näitavad- määravad elektroni olekud 6.Spinn- Elektronile(ja teistele elemntaarosakestele) omast sisemist magnetismi iseloomustab osakese spinn. 7.Selgita tõrjutusprintsiibi sisu(Pauli printsiip)- samas aatomis ei saa olla kahte ühesugust elektroni. 8.Ioonside,keemiline side
(Beetalagunemine on protsess, mille käigus neutron muutub prootoniks või prooton neutroniks). · Gammakiirgus on kõige lühema lainepikkusega (suurusjärgus alla 10 pikomeetri) ja seega suurima sagedusega ning energiaga elektromagnetiline kiirgus. · Ioniseeriv kiirgus koosneb suure energiaga osakestest või lainetest, millel on piisavalt energiat, et rebida ära vähemalt üks elektron aatomi elektronkattest. · Radioaktiivne kiirgus ehk radiatsioon tekib looduslikes tingimustes radioaktiivsete elementide ebastabiilsete tuumade lagunemisel. Antiikaja aatom Demokritos (umbes 400 eKr) postuleeris, et on olemas mitmesuguse kujuga tahked massiivsed jagamatud osakesed (aatomid). Nad võivad olla ümmargused, siledad, ebakorrapärased, kõverad jne; nad erinevad ainult kujult. Nende erinevatest kombinatsioonidest moodustuvad meile tuntud kehad
oleks täidetud. 6. Mis on energia ja mis ühikutes seda mõõdetakse? Formuleeri energia jäävuse seadus. Energia on mateeria liikumist ja interaktsiooni kirjeldav kvantitatiivne mõõde, mida mõõdetakse dzaulides. Energia ei teki ega kao vaid muundub ühest liigist teise. 7. Nim klassikalise aatomi orbitaalmudeli põhiraskusi. Kuidas kaasaegne kvantmudel neist üle saab? 1) Klassikalise aatomimudeli kohaselt peaks elektron oma energia ära kiirgama tuumale kukkuma, tegelikult seda ei juhtu, kuna elektron ei liigu mööda kindlat orbiiti. Tegelikkuses seda ei toimu, sest aatomid on stabiilsed ja tavaliselt ei kiirga energiat. 2) Sama elemendi aatomid on üksteisega eristamatult sarnased. Klassikaline mudel seda ei eelda. Elektron võiks tiirelda igasugustel kaugustel tuumast. Seega peaks ka igasuguse suurusega aatomeid olemas olema. 8. Mis ühendab tööd ja soojust, mis eristab?
6. Mis on potentsiaalibarjäär? Potensiaalibarjäär on kindlal viisil paigutunud energiaväli, mille ületamiseks läheb vaja osakesel rohkem energiat kui tal tavaliselt on 7. Mis on potentsiaaliauk? Potensiaaliauk on see kui osake on ümbritsetud mitmest küljest potensiaalibarjääriga. 8. Millal kuulike ületab potentsiaalibarjääri? Kuulike ületab potensiaalibarjääri sel juhul kui ta pääseb barjääri seinte vahelt välja. 9. Kas mikroosakeste jaoks mängib rolli gravitatsioonienergia? Ei 10. Mis võivad tekitada potentsiaalibarjääre mikromaailmas? Kineetiliste energiate muutumine/muutmine. 11. Mis juhtub elektroni leiulainega, kui ta jõuab lõpmata kõrge potentsiaalibarjäärini? Sellest kürgest potensiaalibarjäärist ei saa elektron mitte mingil juhul üle. 12. Mis juhtub leiulainega, kui ta jõuab lõpliku kõrgusega barjäärile?
Mikromaailm kõik see, mis on seotud elementaarosakestega ( põhiline uurimismeetod on kaudne katse) Makromaailm kõik see, mida tunneme oma meeltega. Siin kehtib klassikalise füüsika seadus. Saab katsetega asju kontrollida MAKROKEHADE FÜÜSIKA EHK KLASSIKALINE FÜÜSIKA ( sest vastavad seadused on ammu ja hästi teada) Thomson tõestas, et ühe ja sama keemilise elemendi aatomid on ühesugused Ta avastas elektroni ja aatomimudeli Ta aatomi mudel aatom on pos laetud, elektronid on negatiivsed, elektornid paiknevad korrapäratult Tänapäevane aatomi mudel aatom on elektriliselt neutraalne, elektronid negatiivsed, elektronid paiknevad korrapäraselt Rutherfordi katse uuris, kuidas alfa-osakesed käituvad ALFA-OSAKE ON HEELIUMI AATOMI TUUM Katse näitas, et kullalehekese pommitamisel pos laetud alfa-osakestega põrkuvad vaid üksikud alfa-osakesed kullalehelt tagasi. Tagasipõrge on võimalik vaid sel juhul, kui alfa-
1. J. Thomsoni- loodud aatomimudelit on nimetatud pudingimudeliks - selle järgi on aatom nagu ühtlane positiivse laenguga "puding", milles on "rosinateks" elektronid. Jõudis järeldusele, et looduses eksisteerivad elementaarlaengud. Tema mudeli järgi ei saa seletada miks aatomid kiirgavad. Ernest Rutherford- kullalehega katse, aatomil on tuum ja selle ümber elektronid (-). Tuum 10-13aatom 10-8 cm. Bohr- täiendas mudelit kihtidega. 2. Aatom kiirgab sellepärast et iga kiirendusega liikuv keha kiirgab. Aatom statsionaarses olekus ei kiirga. Elektron võib liikuda ainult kvant olekutes millele vastab kindel energia. Aatomi üleminek 1 olekult teisele ta kas kiirgab või neelab energia kvandi ehk ootoni mille energia võrdub olekute energia vahega. Hõredatel gaasidel on joonspekter. Gaasides on aatomid hõredad, järelikult aatomite spektrid on joonspektrid. Igale joonele spektris vastab kindel kiirguse lainepikkus ja sagedus
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
