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); S - stsintsilloskoop (mikroskoop, mille ette on pandud tsinksulfiidiga kaetud ekraan).
Tavahõive -olukord, kus aines on ülekaalus madala energiatasemega aatomid Pöördhõive olek, kus enamik aatomeid on ergastatud olekus Laser - seade valguse saamiseks, kus kasutatakse optilist võimendust footonite stimuleeritud kiirgumise läbi. 2. Aatomimudelid Thomsoni aatomimudelid nö ,,keeks" - aatom koosneb ühtlaselt jaotunud positiivsest laengust ja negatiivse laenguga elektronidest (,,rosinad") Planetaarne aatomimudel aatomi keskel on väike positiivselt laetud tuum, millesse on koondunud peaaegu kogu aatomi mass ja mille ümber tiirlevad elektronid (sarnane Päikesesüsteemiga) Kaasaegne aatomimudel tuuma ümber tiirlevad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev. Aatomi mõõtmeid pole võimalik täpselt määrata. Mitmeelektroniliste aatomite elektronkate on kihiline. 3. Isikud: I
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
AATOMIFÜÜSIKA 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.
AATOMIFÜÜSIKA 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.
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 . Aatomituum koosneb positiivsetest prootonitest ja neutraalsetest neutronitest . Elektronide arv ergastamata aatomis on võrdne prootonite arvuga , prootoni laeng võrdne elektroni laengu absoluutväärtusega. Prootonite arvu määrab Mendelejevi tabeli elemendi järjekorranumber , prootonite ja neutronite arvude summa - nukleonide arv võrdub M.tabeli massiarvuga MZ X või X M Z või ZXM. Väga suured jõud nukleonide vahel omavad " tugeva mõjujõu "olemuse .
panneks nende teele aga fooliumi, jagunesid nad hajumise tõttu ekraani suuremale ringikujulisele pinnale. Osa alfaosakesi hajus aga suuremate kui 90´ nurga all. Selgus, et mida väiksem on raadius, seda suurem on a-osakeste tõukav jõud ning a-osakest on võimalik tagasi paisata vaid sel juhul kui aatomi positiivne laeng ja tema mass on kontsentreerunud väga väiksesse ruumiossa. Järeldus- aatomituum on väikeste mõõtmetega keha, millesse on kontsentreerunud peaaegu kogu aatomi mass ja kogu aatomi positiivne laeng. Leiti ka sarnasus päikesesüsteemiga (joon lk 104) Planetaarne aatomimudel- aatomi keskel asub pos-lt laetud aatomituum, millesse on koondunud kogu aatomi mass. Aatom on tervikune neutraalne, mistõttu aatomisiseste elektronide arv, samuti nagu tuuma laeng, võrdub elemendi järjenumbriga perioodilisuse süsteemis. Elektronid ei saa aga olla paigal, sest kukusid muidu tuumale
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?
· Kaasaegses füüsikas mateerial kaks vormi aine ja väli Millest koosneb aine? · Demokritos V-IV sajand eKr atomus jagamatu · XVII sajandil aatomi idee taassünd inglise keemik John Dalton käsitles keemilist elementi ainena, mis koosneb ainult üht tüüpi aatomitest. Aatomifüüsika alused · XVIII ennustati uue aatomist väiksema osakese elektroni olemasolu · 1897 elektroni avastamine J.J. Thomsoni poolt · Thomsoni aatomimudel "rosinasai" · 1906 määras elektonide arvu aatomis · Thomson tõestas, et ühe ja sama keemilise elemendi aatomid on ühesugused Rutherfordi katse ja planetaarne aatomimudel · 1905 alustati raadiumi poolt kiiratud - osakeste hajumise uurimisega · 1906 tõestati, et - osakeste laeng peab olema 2e (kahekordne positiivne elementaarlaeng) , hiljem saadi teada, et tegelikult on - osake heeliumi aatomi tuum 2 He 4 · 1908 töötati koos H
fotoefekti kohta Ek väljalöödud elektroni kineetiline energia Fotoefekti punapiir A fp neelduva elektromagnetlaine minimaalne sagedus, 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.
fotoefekti kohta Ek väljalöödud elektroni kineetiline energia Fotoefekti punapiir A fp neelduva elektromagnetlaine minimaalne sagedus, 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.
väljumistööga. Kvandi energia J Elektroni väljumistöö A J Elektroni mass m kg Elektroni kiirus v m/s Plancki konstant h J*s Kvandi sagedus f s-1 Hz Valguskvandi levimise kiirus vaakumis c m/s V kursus. Aine struktuur Aatomifüüsika Bohri aatomimudel aatom võib olla nn. statsionaarsetes olekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom energiat ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma. Bohri aatomimudel kujutab endast mikrosüsteemi, kus aine on koondunud positiivse laenguga aatomituuma 10-15m läbimõõduga ja mille ümber tiirlevad neg laenguga elektronid. Tuuma ümber tiirlevate elektronide arv on võrdne prootonite arvuga tuumas ning võrdne jrk numbriga Mendelejevi tabelis.
üksikaatomeid Järgmisel slaidil on kujutatud grafiidi kristallvõre tunnelmikroskoobi abil. Grafiidi kristallvõre tunnelmikroskoobis. Elektronilained aatomi orbiidil. Elektroni leiulained hoitakse aatomi juures elektriliste tõmbejõudude poolt. Kui elektron tiirleb orbiidil, siis peavad tema leiulained olema orbitaallained. Nii peavad orbitaallained sobituma orbitaalringile täisarvuliselt. Bohri aatom. Elektron saab tuuma ümber tiirelda vaid kindlatel orbiitidel. Vastava seose tuletas intuitiivselt Taani füüsik Niels Bohr, kes sellel ajal ei teadnud midagi elektroni lainelistest omadustest. h mvr = n 2 Soovides seletada aatomi püsivust ja spektraalseeriaid postuleeris (ld. k. postulare
175. Gradiendiks nim: mitme muutuja f-i korral nim f-i kiireima kasvamise suunda ja kiirust antud punktis isel-vat vektorit. Ernest Ratherford – orbitaalmudeli „isa“. Orbitaalmudel vastuolud: *aatomite seletamatu stabiilsus. *aatomite eristamatus. *karakteristlik joonsperkter. Sünkrotonkiirgus- kiirgavad kiirendusega liikuvad laengud, spekter pidev. Elementaarlaenugt e kandev osake kiirgal igal oma meetril energia: ΔE=9,6*10a-16 (E/mRc2)4. Bohri aatommudel: aatomid on stabiilsed, üksteisest eristamatud, isel.joonspekter. Järeldused: aatomid on eristamatud, aatomite tekkimisel eraldub energia portsjonite kaupa. Bohri postulaat: energiat ei kiirgu, kui elektron tiirelb orbiitidel, mille pot energia on täisarvkordne tiirlemissagedusele vastava kvandi energiaga. Ek=-nhv; Ep=mv2/2=nhv/2. h=Plancki konst: 6,63*10a-34 Js, n- täisarvuline kvantarv. Puudused: ei põhjenda, miks orbiitide energ kvantiseeritud, miks
28. Millised kolm kvantarvu määravad elektroni võimaliku seisulaine? Elektroni võimalikku seisulainet määratlevad peakvantarv n, kõrval- ehk orbitaalkvantarv ja magnetkvantarv m. n eristab seisulaineid, mis on moodustunud keralaineist. määratleb orbitaallaineid, mis on sündinud tuuma läbiva telje ümber ringlevatest lainetest. m määrab orbitaallainete tiirlemistelje orientatsiooni ruumis. 29. Mis on spinn? Spinn on neljas kvantarv, mis vastavalt joonte kahestumisele võib omada ainult kahte väärtust +1/2 ja -1/2. 30. Milline on tõrjutusprintsiip mikroosakestele? Tõrjutusprintsiip on printsiip, millega on kindlaks tehtud, et ühes aatomis ei saa olla kahte elektroni täpselt ühesuguste kvantarvude komplektiga. 31. Millest sõltuvad elementide keemilised ja füüsikalised omadused? Elementide keemilised omadused sõltuvad lihtainete laenguomadustest, kui ühel
FÜÜSIKA RIIGIEKSAMI KONSPEKT TTG 2005 SISSEJUHATUS. MÕÕTÜHIKUD SI System International, 7 põhisuurust ja põhiühikut: 1. pikkus 1 m (mehaanika) 2. mass 1 kg (mehaanika) 3. aeg 1s (mehaanika) 4. ainehulk 1 mol (molekulaarfüüsika) 5. temperatuur 1 K (kelvini kraad, soojusõpetus) 6. elektrivoolu tugevus 1 A (elekter) 7. valgusallika valgustugevus 1 cd (optika) Täiendavad ühikud on 1 rad (radiaan) nurgaühik ja 1 sr (steradiaan) ruuminurga ühik. m m Tuletatud ühikud on kõik ülejäänud, mis on avaldatavad põhiühikute kaudu, näiteks 1 ,1 2 , s s kg m 1 N 2 , 1 J ( N m) . s Mitte SI ühikud on ajaühikud 1 min, 1 h, nurgaühik nurgakraad, töö- või energiaühik 1 kWh, rõhuühik 1 mmHg. Ühikute eesliited: piko- (p) 10-12
FÜÜSIKA RIIGIEKSAMI KONSPEKT TTG 2005 SISSEJUHATUS. MÕÕTÜHIKUD SI System International, 7 põhisuurust ja põhiühikut: 1. pikkus 1 m (mehaanika) 2. mass 1 kg (mehaanika) 3. aeg 1s (mehaanika) 4. ainehulk 1 mol (molekulaarfüüsika) 5. temperatuur 1 K (kelvini kraad, soojusõpetus) 6. elektrivoolu tugevus 1 A (elekter) 7. valgusallika valgustugevus 1 cd (optika) Täiendavad ühikud on 1 rad (radiaan) nurgaühik ja 1 sr (steradiaan) ruuminurga ühik. m m Tuletatud ühikud on kõik ülejäänud, mis on avaldatavad põhiühikute kaudu, näiteks 1 ,1 2 , s s kg m 1 N 2 , 1 J ( N m) . s Mitte SI ühikud on ajaühikud 1 min, 1 h, nurgaühik nurgakraad, töö- või energiaühik 1 kWh, rõhuühik 1 mmHg. Ühikute eesliited: piko- (p) 10-12
Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajandi lõpuks Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tähtsustatakse selles ka vastastikmõju vahendajat (välja). Relativistlik maailmapilt kujunes välja aastail 1905-1916 Einsteini tööde tulemusena. Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja aastail 1924-1930 Bohri, de Broglie, Schrödingeri, Heisen- bergi, Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosuslikkuse printsiip. Terviklik kaasaegne maailmapilt kujunes välja 20. sajandi teisel poolel spinni jõudmisega statistilisse füü- 6 sikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega, atomistliku
Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajandi lõpuks Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tähtsustatakse selles ka vastastikmõju vahendajat (välja). Relativistlik maailmapilt kujunes välja aastail 1905-1916 Einsteini tööde tulemusena. Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja aastail 1924-1930 Bohri, de Broglie, Schrödingeri, Heisen- bergi, Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosuslikkuse printsiip (osakese leiulainete kirjeldamine). Terviklik kaasaegne maailmapilt kujunes välja 20. sajandi teisel poolel spinni jõudmisega statistilisse füü- sikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega, atomistliku
............................71 10.1. Harmooniline laine ja selle omadused..............................................................71 10.2. Harmooniliste lainete liigid...............................................................................74 11. Kvantmehaanika...................................................................................................... 89 11.1. Valguse kiirgumine ja neeldumine (Bohri mudel)............................................92 11.2. Aatomimudel.....................................................................................................95 11.3. Tuumamudel..................................................................................................... 96 11.4. Tuumareaktsioonid........................................................................................... 97 11.5. Elementaarosakesed..........................................................................................97 11.6. Kiirgused..........
(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 orbitaalne kvantarv l ruumi dimensioon magnetiline kvantarv m ruumi dimensioon spinn (tekib elektroni pöörlemisel ümber oma telje) aja dimensioon => kvant-arvud on neljamõõtmelise aegruumi R4 = (n,l,m,t) koordinaadid, mis märgivad elektroni võnkumise perioodilisust orbiidil. Määramatuse relatsioon. Elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisevlaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav lainepikkuse täpsuseni
(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 orbitaalne kvantarv l ruumi dimensioon magnetiline kvantarv m ruumi dimensioon spinn (tekib elektroni pöörlemisel ümber oma telje) aja dimensioon => kvant-arvud on neljamõõtmelise aegruumi R4 = (n,l,m,t) koordinaadid, mis märgivad elektroni võnkumise perioodilisust orbiidil. Määramatuse relatsioon. Elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisevlaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav lainepikkuse täpsuseni
Põhivara aines Füüsika Maailm on kõik see, mis on olemas ning ümbritseb konkreetset inimest (indiviidi). Indiviidi põhiproblee- miks on tunnetada oma suhet maailmaga omada adekvaatset infot maailma kohta ehk maailma- pilti. Selle info mastaabihorisondi rõhutamisel kasutatakse maailmaga samatähenduslikku mõistet Universum. Maailma käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Religioosses käsitluses kasutatakse samatähenduslikku mõistet (Jumala poolt) loodu. Inimene koosneb ümbritseva reaalsuse (mateeria) objektidest (aine ja välja osakestest) ning infost nende objektide paigutuse ning vastastikmõju viiside kohta. Selle info põhiliike nimetatakse religioossetes tekstides hingeks ja vaimuks. Vaatleja on inimene, kes kogub ja töötleb infot maailma kohta. Vaatleja tunnusteks on tahe (valikuvaba- duse olemasolu), aistingute saamine (rea
UNIVISIOON Maailmataju A Auuttoorr:: M Maarreekk--L Laarrss K Krruuuusseenn Tallinn Märts 2015 Leonardo da Vinci joonistus Esimese väljaande kolmas eelväljaanne. Autor: Marek-Lars Kruusen Kõik õigused kaitstud. Antud ( kirjanduslik ) teos on kaitstud autoriõiguse- ja rahvusvaheliste seadustega. Ühtki selle teose osa ei tohi reprodutseerida mehaaniliste või elektrooniliste vahenditega ega mingil muul viisil kasutada, kaasa arvatud fotopaljundus, info salvestamine, (õppe)asutustes õpetamine ja teoses esinevate leiutiste ( tehnoloogiate ) loomine, ilma autoriõiguse omaniku ( ehk antud teose autori ) loata. Lubamatu paljundamine ja levitamine, või nende osad, võivad kaasa tuua range tsiviil- ja kriminaalkaristuse, mida rakendatakse maksimaalse seaduses ettenähtud karistusega. Autoriga on võimalik konta
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
