Kordamine. Radioaktiivsus. 1. Mis on radioaktiivsus? Radioaktiivsus oa aatomi lagunemine laetud osakesteks ja teiseks aatomiks, mille keemilised omadused on esialgse aatomi omadustest erinevad. 2. Millest oleneb tuumade püsivus? Tuumade püsivus oleneb tuumalaengu ja massiarvu suhtest. 3. Mis moodustavad alfakiirguse? Alfakiirguse moodustavad heeliumi aatomite tuumad. 4. Mis moodustavad beetakiirguse? Beetakiirguse moodustavad elektronid, mis tekivad radioaktiivse elemendi ühe neutroni muundumisel prootoniks 5. Mis moodustavad gammakiirguse? Gammakiirguse moodustavad elektomagnetlained. 6. Nihkereeglid. · Alfa-lagunemine tuum kaotab kahekordse elementaarlaengu suuruse positiivse elektrilaengu ning tema mass väheneb kuni 4-aatommassi ühiku võrra. Element ninhkub perioodilisustabelis kahe ruudu võrra ettepoole.
Prootonite arv tuumas (laenguarv ehk aatomnumber Z) määrab, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Et prootonite arv tuumas võrdub ka elektronide arvuga elektronkattes (ioniseerimata aatomi korral), on erineva prootonite arvuga aatomitel erinevad keemilised omadused ja optilised omadused. Bohri postulaadid 1) Aatomid võivad eksisteerida nn. statsionaarsetes olekutes, kus nad energiat ei kiirga 2) Üleminekul ühest kvantolekust teise, aatom, kas kiirgab või neelab footoni või mitu footonit Tugev interaktsioon=tuumajõud tugeva interaktsiooni ülesandeks on prootonid ja neutronid tuumadeks siduda. Tuumajõud on jõud, mis mõjuvad prootonite ja neutronite vahel aatomituumas. (Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest (elektrostaatilisest) tõukejõust umbes 100 korda suurem. Et tuumajõudude mõjuulatus on väga väike (efektiivselt mõjub see vaid
Kontrolltöö aatomi-ja tuumafüüsikast 1. Tuumafüüsika: tuuma ehitus, tuumajõud, nukleonid, seoseenergia (tuuma seoseenergia arvutamine massidefekti ja eriseoseenergia kaudu). 2. Tuumareaktsiooni mõiste. Tuumareaktsioonide võrrandite kirjutamine, lähtudes laengu ja massi jäävuse seadustest. 3. Radioaktiivsus ja selle liigid. Nihkereeglid alfa-, beeta- ja gammakiirguse kohta. Võrrandite kirjutamine. Poolestusaeg 4. Raskete tuumade lõhustumine neutronite toimel. Kiired ja aeglased neutronid. Ahelreaktsioonid. Kriitiline mass. Neutronite paljunemistegur.
Z X A -4 Z- 2 Y + He 4 2 kiirgus Tekib samuti uue keemilise elemendi tuum. Näiteks süsiniku tuum muutub beeta lagunemisel lämmastiku tuumaks. 14 6 C 147 N + e - + nukleonide koguarv jääb samaks, prootonite arv suureneb ühe võrra, massiarv jääb muutumatuks, laeng suureneb ühe võrra (tekib uus element) neutron muutub prootoniks, tekib elektron ja veel üks väike osake neutriino (väike neutron) neutraalne, peaaegu massita, valguse kiirusega leviv osake, mida on äärmiselt raske avastada Ilma neutriinota oleks rikutud energia jäävuse seadus Nihkereegel lagunemisel kaotab tuum laengu 2e ja tema mass väheneb nelja aatommassiühiku võrra. Selle tulemusena nihkub element perioodilisuse tabelis kahe koha võrra ettepoole. lagunemisel suureneb tuuma laeng ühe võrra ja
Aatomi tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10-15m. Enamus aatomimassist on koondunud tuuma (99,95%). Elemendi järjenumber keemilisteelementide tabelis on sama suur kui tuumalaeng. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prooton on posit elementaarlaenguga tuumaosake. Neutron on laenguta tuumaosake Prooton ja neutron on ligikaudu sama massiga. Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed aga vastasmärgilised. Tuumas olevate prootonite ja neutronite vahel mõjuvad tuumajõud, mis hoiavadki tuuma koos. Tuumajõud elektrilisest jõust oluliselt tugevam, mõjuulatus on väga väike ja ei sõltu tuumaosakese laengust. Seoseenergia näitab, kui suur energia tuleb tuumaosakesele anda, et ta eralduks tuumast. Isotoop on keemilise elemendi teisend, milles prootonite arv on sama kuid neutronite arv on erinev. Sültuvalt neutronite arvust on tuum, kas stabiilne või radioaktiivne. Stabiilne tuum püsib muutumatu. Radioaktiivne tuum muundub iseenesest
Stabiilne ja radioaktiivne tuum – stabiilne tuum püsib muutumatu, radioaktiivne tuum muundub iseenesest. Radioaktiivsus – radioaktiivsest tuumast vabanevat kiirgust nimetatakse radioaktiivseks kiirguseks. α-kiirgus – heeliumi tuumade voog, tekib siis kui radioaktiivse tuuma mass on liiga suur ja seetõttu tuum laguneb, kiirgus on väikese läbimisvõimega. Üldvalem: β-kiirgus – elektronide voog. Tekib siis kui tuumas on liiga palju neutroneid, neutron laguneb ning sellest tekib elektron, prooton ja neutriino, läbimisvõime suurem (neeldub plastikus, klaasis või metallkihis). Üldvalem: γ-kiirgus – suure energiaga elektromagnetkiirgus. Ergastatud tuum läheb põhiolekusse ning kiirgab γ- kvandi, kiirgus suure läbimisvõimega, neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii, betoon). Üldvalem: Poolestusaeg – ajavahemik, mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud.
8. Fotoefekti võrrand ja selle selgitus Hf= A+ mv2 / 2 A- töö (Väljumistöö) hf- footoni energia m- elektroni mass v-kiirus 9. Punapiiri selgitus sageduse ja lainepikkuse põhjal . Valem. Fotoefektipunapiir see on sellisest lainepikkusest, millest pikemaid laineid ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. 10. Bohri postulaadid. Aatomis on kõikemõeldavate elektroniteede hulgas teatud hulk orbiite, millel liikudes aatomi energeetiline olek ei muutu. Aatom võib olla vaid kindlates olekutes, millest igaühele vastab energia En . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga Aatomi üleminek ühest stasionaarsest olekust teise kiiratakse või neelatakse energiakvant hf, mis võrdub nende olekute energiate vahega. Väiksema võimaliku energiaga olekut nim. Aatomi põhiolekuks. Teised olekud on ergastatud olekud. 11. Tuuma ehitus 12. Mis on massiarv ,kuidas teda leida perioodilisus tabeli järgi? A massiarv . A= Z+N (prootonite arv + neutronite arv)
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);
tänapäevani lõplikult selge. Aatomi tuum mõjutab otseselt elektronkatte struktuuri, sest see kujuneb tuuma positiivse laengu mõju väljas.Tuum valitseb oma elektrilaenguga elektrone tänu elektrilise mõju kaugeleulatuvusega. Aatomi kvantmehaanilises mudelis määrab üheselt elektronkatte kihilise struktuuri elektronide koguarv Tuum tervikuna määrab ära elektronide arvu aatomi elektronkattes ja nende asetuse valemiga 2 n 2 . Muus osas on aatom ja selle tuum täiesti eraldi vaadeldavad, sest neid eraldavad ruumilises ulatuses viis suurusjärku. Kui välja arvata prootonite arv, siis tuuma siseehitus aatomi elektronkattele mõju ei avalda ja tuum ise on on elektronkatte uurimise vahenditele kättesaamatu. Seepärast käsitletakse tuumamudelit täiesti eraldi, kuigi see peaks olema osa aatomimudelist. Tuum koosneb nukleonidest. Jõud nende osakeste vahel on väga tugevad. Nende jõudude
c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber tiirlevad erinevatel orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koosnevad aatomituumad? Kuidas on nende osakeste ühine nimetus? Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest - nukleonidest 4. Mida näitab keemilise elemendi järjekorranumber Z? Mida massiarv A?
c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber tiirlevad erinevatel orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koosnevad aatomituumad? Kuidas on nende osakeste ühine nimetus? Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest - nukleonidest 4. Mida näitab keemilise elemendi järjekorranumber Z? Mida massiarv A?
Tuuma on koondunud enamus aatomi massist, tema tihedus on 10 18. Tuuma tähtsaim koostisosa on positiivse laenguga prooton, mille arv tuumas määrab keemilise elemendi. Aatomnumber e. laenguarv e. laeng z näitab tuuma laengut e. prootonite arvu. Neutron on elektriliselt neutraalne osake, mis vastavalt suurendab tuuma massi. Tuuma massiarvuks A nimetatakse prootonite ja neutronite koguarvu. Isotoopideks nimetatakse ühe elemendi erineva massiarvuga tuumi. Tuumajõud e. tugev jõud e. tugev vastastikmõju mõjub prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbavalt. Väikestel kaugustel on tuumajõud palju tugevam, kui elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb ta väga kiiresti olematuks. Tuumajõud hoiab tuumi koos. Iga osake, sõltumata tuuma suurusest, võtab enda alla ruumala, mis vastab umbes kerale raadiusega 1,3 * 10-15 m. Osake saab omandada vaid teatud energia väärtusi (lubatavad energiatasemed)
neutronitest. Thomsoni aatomimudel: aatomit kujutati positiivselt laetud kerana, millesse olid pikitud elektronid. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli järgi on aatomil tuum ja selle ümber liiguvad elektronid. Katses uuriti alfaosakeste hajumist, nende läbi minekut õhukesest metalllehest. Kõige olulisem tulemus: sündis uus nn planetaarne aatomimudel, mille järgi aatomil on olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate energiatega olekutes. 2)lubatud orbiitide postulaat – lektronid võivad aatomis asetseda ainult kindlatel orbiitidel. 3)kiirguse postulaat – üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron siirdub kõrgemalt madalamale orbiidile. Aatom neelab kvandi, kui elektron siirdub madalamalt kõrgemale orbiidile.
Tuumafüüsika Millega tegelevad tuumafüüsikud? Tuuma ehitus Tuumareaktsioonid Radioaktiivsus Kiirgus Termotuumareakt sioonid 2 Tuuma mõõtmed Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomi läbimõõt 1010m Tuum on umbes 100 000 Tuuma läbimõõt 1015m korda väiksem kui aatom Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tema suurust mõõtis esmakordselt E. Rutherford 1911. aastal. 3 Tuuma koostisosakesed 4 1913.a. Tuuma koostisosakesed nukleonid 1920.a. Prooton Neutron Prootonite arv tuumas Tuuma "täiteaine" määrab keemilise Elektriliselt elemendi. neutraalselt laetud Prooton on positiivselt
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
3.Kuidas paiknevad tuumaosakesed tuumas? Tuum on ehituselt liitosake ning koosneb kahesugustest osakestest. Ei tuuma ega ta koostisosakesi ei saa kujutleda kui kõvu kehi, sest neil mõlemal on sisemine struktuur, puudub aga kindel välispind. Tuumaosakesed paiknevad tuumas kihiti. Tuuma osakesed prootonid ja neutrinid paiknevad tuumas tihedalt üksteise kõrval ja nende vahel on vastastikmõju. 4.Kirjelda tuumajõude. (IX kl.) Tuumajõud on ülitugevad, ei levi kaugele ning tuumajõud mõjub kõikidele osakestele ühte moodi.. See jõud on väikestel kaugustel palju tugevam kui tõukuv elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5.Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarv väljendab tuumalaengu suurust elementaarlaengutes ja võrdub prootonite arvuga tuumas tuumas või elektronide arvuga aatomi elektronkattes. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvantarv määrab elektroni kauguse tuumast ehk energiataseme. n 2) Kõrvalkvantarv ehk orbitaalkvandist määrab elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni (liigub päri või vastupäeva); tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spin iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. s
Pooljuhtkamber tuhanded pooljuhtdioodid, mille pingestatud siirdes tekib ioniseeriva osakese läbilennul lühike vooluimpulss. 12.Vaadeldud fundamentaalosakeste ja vastastikmõju süsteem kannab standardmudeli nime. Kujunes välja seoses c-kvargi ja leptoni avastamisega, t kvark samuti. Leidmata on veel Higgsi osake. Praegu otsib teadus edasi, et seletada standardmudeli põhiparameetreid: võimalikke uusi osakesi. 1931 ehitati esimene kiirendi. Elementaarosake - elektron, neutron, prooton, footon mikroosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikaprotsessides kui jagamatu tervik. I murrang(1932-1934): 1. J. Chadwick avastas neutroni. Sellele järgnes tugeva vastastikmõju avastamine. 2. K. Fayans ja F. Soddy sõnastasid nihkereeglid. 3. C. Anderson avastas positroni. 4. F. ja I. Curie avastasid tehisradioaktiivsuse ja lõid beeta-lagunemise teooria. 5. F. ja I
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvandist sõltub elektroni kaugus tuumast. n 2) Kõrval- ehk orbitaalkvandist sõltub elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni ja tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spinn iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. Nende 4 kvantarvu abil iseloomustatakse elektroni paiknemist ja liikumist. Elektroni kaugust ja mis pidi ta orbiidil liigub. 13
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
kohalt 54 kohale). X (all z, üleval m) -> m-4, z-2 Y +He (4,2) heeliumi tuum. Tuumalaeng märgitakse vasakpoolse alumise ja aatommass vaskakpoolse ülemise indeksiga elemendi sümboli juurde. Nt U (üleval 239, all 92), Al (ül 27, all 13), H(1,1), H-deuteerium (2,1), H- triitium (3,1) 2) beeta lagunemisel (eraldub beeta osake, st tuumast lendab välja elektron) (neutron laguneb prootoniks ja elektroniks, elektron eraldub, aga prooton jääb tuuma) suureneb elemendi laeng ühe laenguühiku võrra (prootoni laeng), kuid tuuma mass jääb peaaegu muutumatuks, sest elektroni mass on väga väike võrreldes aatommassiühikuga - prootoni massiga. Selle tulemusel nihkub element Mendeleejevi tabelis ühe korra võrra tahapoole (nt 56 kohalt 57 kohale) X (ül M, all z) -> Y(ül M, all z+1) + e(üleval 0, all -1) elektron 3) gamma lagunemisel tuuma laeng ei muutu (kiirguvad elektromagnetlained)
Eristatakse stabiilseid ja mittestabiilseid (radioaktiivseid) ning looduslikke ja tehislikke isotoope. Ebastabiilsed isotoobid püüdlevad stabiilsuse poole ja lagunevad aja jooksul mõneks stabiilsemaks elemendiks. Looduses esinevad elemendid enamasti isotoopide segudena. Tehislikult on tuumareaktsioonide abil saadud peaaegu kõikide elementide isotoope 8.Radioaktiivsus Radioaktiivne element, Radioaktiivsus, ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. Samuti nimetatakse radioaktiivsuseks ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemist. Kõik vismutist suurema prootonite arvuga elemendid on radioaktiivsed. Radioaktiivse lagunemise käigus muutub sageli üks radioaktiivne element teiseks, mistõttu esinevad "radioaktiivse lagunemise read". Tuntakse kolme radioaktivse lagunemise rida: 9. poolestusaeg
termotuumareaktsioonid. Deuteeriumi ja triitiumi pommitamisel kiirete osakestega võib toimuda tuumade liitumine, mille tulemusena eralduvad neutronid ja energia 17.6 MeV. Lihtsaim fusiooni reaktsioon on järgmine: 2 3 4 1H + 1H 1H + n + E, ehk D + T 41H + n + E Termotuumasünteesi käivitamine nõuab aga ülikõrgeid temperatuure (üle 40 000000 K), et ületada nn
fp = h A elektroni väljumistöö ainest, h Plancki konstant V. AINE STRUKTUUR I. Aatomifüüsika Bohri aatomimudel on aatomifüüsika idealiseeritud objekt, milles on aatomi planetaarmudelit täiendatud Bohri postulaatidega. Peakvantarv on täisarv, mis määrab elektroni energiataseme aatomis. Kui n = 1 , on aatom põhiolekus, kui n > 1 , on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n 2 elektroni. Bohri I postulaat Aatom võib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma.
fp = h A elektroni väljumistöö ainest, h Plancki konstant V. AINE STRUKTUUR I. Aatomifüüsika Bohri aatomimudel on aatomifüüsika idealiseeritud objekt, milles on aatomi planetaarmudelit täiendatud Bohri postulaatidega. Peakvantarv on täisarv, mis määrab elektroni energiataseme aatomis. Kui n = 1 , on aatom põhiolekus, kui n > 1 , on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n 2 elektroni. Bohri I postulaat Aatom võib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma.
Aatomimudel on planetaarne mudel, mis tähendab, et elektronid võnguvad ümber tuumade oma ringorbiitidel nii nagu planeedid liiguvad maailmaruumis ümber päikese, välja arvatud see, et aatomid kaotavad energiat aga planeedid liiguvad takistuseta. Aatomi koguenergia E on summa kineetilisest energiast K ja potentsiaalsest energiast U : Bohr'i aatomit kirjeldavat 2 postulaati: 1.Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel. Sellisel orbiidil liikudes elektron ei kiirga. (Niisiis, statsionaarsel orbiidil elektron energiat ei kaota ja võib seal püsida igavesti. Edasi on lihtne: selleks, et aatom kiirgaks, peab elektron orbiiti vahetama.) 2.Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi, üleminekul väiksema energiaga orbiidilt suurema energiaga orbiidile aga neelab selle. Kvant-arvud on täisarvulised kordajad, mis tähistavad lainepikkuste arvu orbiidil: peakvantarv n ruumi dimensioon
Aatomimudel on planetaarne mudel, mis tähendab, et elektronid võnguvad ümber tuumade oma ringorbiitidel nii nagu planeedid liiguvad maailmaruumis ümber päikese, välja arvatud see, et aatomid kaotavad energiat aga planeedid liiguvad takistuseta. Aatomi koguenergia E on summa kineetilisest energiast K ja potentsiaalsest energiast U : Bohr'i aatomit kirjeldavat 2 postulaati: 1.Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel. Sellisel orbiidil liikudes elektron ei kiirga. (Niisiis, statsionaarsel orbiidil elektron energiat ei kaota ja võib seal püsida igavesti. Edasi on lihtne: selleks, et aatom kiirgaks, peab elektron orbiiti vahetama.) 2.Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi, üleminekul väiksema energiaga orbiidilt suurema energiaga orbiidile aga neelab selle. Kvant-arvud on täisarvulised kordajad, mis tähistavad lainepikkuste arvu orbiidil: peakvantarv n ruumi dimensioon
footonite arvu suurenemine. Valem: hf=A+ mv²/2 (hfvalguskvandi energia, Aväljumistöö, mv²/2väljunud elektroni kin. energia) Fotoefekti punapiiriks nimetatakse piirsagedust f , mille korral hf =A. Aine ehitus Aatomifüüsika Mikromaailma all mõistetakse füüsikas molekulide, aatomite ja elementaarosakeste maailma. Makromaailma moodustavad kehad, mida me suudame vahetult tajuda. Bohri aatomimudel: Aatom on stabiilne ning kiirgab kindlate sagedustega (lainepikkustega) valgust. Neist faktidest järeldub, et kiirgav aatom loovutab energiat portsjonite ehk kvantide kaupa. Bohri postulaadid: 1) aatom omab kindla energiaga statsionaarseid ehk ajas muutumatuid olekuid. 2) aatom kiirgab või neelab valguskvandi vaid siirdel (üleminekul) ühest statsionaarsest olekust teise. Peakvantarvuks nimetatakse kvantarvu n, mis Bohri mudeli korral määrab aatomi energia,
A elektroni valjumistoo ainest, h Plancki konstant 10.Elektromagnetlainete skaala -Lainepikkuse jargi kahanevas (sageduse jargi kasvavas) jarjekorras: pikklaine, kesklaine, luhilaine, ultraluhilaine, infravalgus, valgus, ultravalgus, rontgenkiirgus, . kiirgus. Aatomfuusika. Bohri aatomimudel on aatomifuusika idealiseeritud objekt, milles on aatomi planetaarmudelit taiendatud Bohri postulaatidega. Peakvantarv on taisarv, mis maarab elektroni energiataseme aatomis. Kui n=1, on aatom pohiolekus, kui n > 1, on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n² elektroni. Bohri I postulaat Aatom voib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igauhele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele umber tuuma. Bohri II postulaat Aatomi uleminekul uhest statsionaarsest olekust teise kiirgub voi neeldub
12. klassi kordamisküsimused. 1.osa ,,Aatom, molekul, kristall" 1. Millega tegeleb mikrofüüsika? Millega tegeleb makrofüüsika Mikrofüüsika tegeleb mikromaailmas olevate seaduste ja seaduspärasustega (prootonid, elektronid). Makrofüüsika tegeleb makromaailma füüsikaga (aistingud ja tajud). 2. Kirjelda aatomi ehitust. Mis on elementaarlaeng? Aatom koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevatest negatiivse elektrilaenguga elektronidest. Elementaarlaeng on prootoni ja elektroni täpselt võrdne laeng, 1,6 * 10^-19 3. Mis on joonspekter? Joonspekter ehk aatomi spekter on kindla lainepikkusga valguskiir. 4. Kirjelda lühidalt kuidas aatom energiat omandab/loovutab. Aatom omandab ja loovutab energiat kindlate kvantumite kaupa, sest kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid. 5
Fotoefekt on elektronide väljalöömine ainest valguse poolt. Väljumistöö on töö, ida valgus peab tegema elektroni väljalöömiseks ainest ja elektronile kineetilise energia andmiseks. Einsteini valem fotoefekti kohta Ühe valgusportsioni energia läheb väljumistöö tegemiseks ja elektronile kineetilise energia andmiseks. Fotoefekti punapiir Piirsagedus, mille puhul veel toimub fotoefekt. AINE STRUKTUUR: Aatomifüüsika: Bohri aatommudel Aatom koosneb positiivse elektrilaenguga massiivsest tuumast ning elektronidest, mis tiirlevad ümber tuuma diskreetsetel ringjoonelistel orbiitidel. Peakvant - aatomi kvantarv n, mis määrab ära elektronikihi. Energianivoo peakvantarvule vastav energia. Bohri postulaadid: 1) Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga.
elektonkattest ehk eletronkestast, mis jaguneb eletronkihtidest. Tema summaarne elektrilaeng on null. Niiviisi mõistetud aatomit nimetatakse neutraalseks aatomiks ehk ioniseerimata aatomiks. Aatomituum koosneb lähestikku asetsevatest nukleonidest positiivse elektrilaenguga prootonitest ja elektrilaenguta (neutraalsetest) neutronitest. Prootoni ja neutroni mass on ligikaudu võrdsed. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest elektrostaatilisest tõukejõust umbes 100 korda suurem. Nii prootonid kui ka neutronid on fermionid. Prootonite arv tuumas (laenguarv ehk aatomnumber Z) määrab, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Et prootonite arv tuumas võrdub ka elektronide arvuga elektronkattes (ioniseerimata aatomi korral), on erineva prootonite arvuga aatomitel erinevad keemilised omadused ja optilised omadused
konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia. Raadiolainete sagedus on kõige väiksem, st energia kõige väiksem, -kiirguse sagedus kõige suurem, st energia kõige suurem, elusorganismidele kõige kahjulikum (purustavam). Fotoefekt on elektronide vabanemine ainest valguse footonite toimel. Väljumistöö Elektronil endal ei ole metallis energiat piisavalt, et väljuda metallist, sest väljumiskohal tekib ju kohe laengu ülejääk, millega tõmmatakse elektron tagasi. Kui aga elektron saab metalli pinnal energiat sinna langevalt footonilt, siis ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Einsteini valem fotoefekti kohta footoni energia võrdub elektroni väljumistöö ja kin energia summaga. m v2 h f = A+ 2 Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. Kvandi energia J
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
