Ande Andekas-Lammutaja Füüsika Kvantoptika Valguse dualistlik e. kahene iseloom tähendab, et valguse laine ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimene ei saa seda vahetult tajuda. Mida väiksem on osakeste energia, seda raskem on neid omavahel eristada. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele
KVANTOPTIKA Valgusel on tähtis osa meie elus. Ilma valguseta ei tajuks me esemeid nagu lauad, toolid ja isegi inimesed. Me elaksime igaveses öös. Valguse uurimine hakkas pihta juba 17. Sajandil. Kuid tekkisid vastuolud teadlaste vahel. Osad uskusid ,et valgus on laine, teised aga ,et osake. Need kes uskusid ,et tegemist on lainega, panid aluse nn. Laineteooriale. Laineteooria töötas välja hollandi füüsik C.Huygens 1678 aastal. Ja need kes uskusid ,et valgus koosneb osakestest panid aluse nn. Korpuskulaarteooriale mida tänapäeval nimetatakse Kvantteooriaks. Korpuskulaarteooria e. kvantteooria arendaja oli inglise füüsik I.Newton 1675 aastal. Aga siia maani ei ole suudetud kindlaks teha mis see valgus on, kuna valgus on dualistlik. Valguse dualistlik e. kahene iseloom tähendab, et valguse laine ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, mil...
1. Millised nähtused tõestavad, et valgus koosneb energiaga osakestest. Milline väide on kvantoptika aluseks? - Näiteks: Laine ei jõua elektrooni orbitaalilt välja lüüa. - Valgusel on rõhk, avaldab rõhku pinnale - Aluseks: Valgus koosneb osakestest ehk kvantidest. 2. Kuidas nimetatakse valguse osakesi? Millised omadused on valguse osakestel? - Valguse osakesed on footonid - Omadused: laine omadused, puudub seisumass, kiirus vaakumis 300 000 km/s. 3. Kuidas on valguskvandi energia seotud valguse sagedusega? Ef= h x f 4. Kus on footoni energia suurem- vaakumis või vees? Miks?
1.)Planck selgitas,et valgus kiirgab portsjonite e kvantide kaupa.Footoni energia määravad Plancki konstant ja sagedus. Plancki konstant h=6,6*10-34J*s. 2.)Väljumustöö on võrdne vähima energiahulgaga ,et elektroni ainest välja viia.Punapiir on valgus piir,millest A=h*fp,punapiir. 3.)Sisemise fotoefekti nähtuse leiame päikeseenergiast toituvates plaatides või päikesepatareides. 4.)Punast valgust kasutatakse foto laboratooriumis,sest see ei riku negatiivi.Punase valguse footoni mass on väiksem kui teistel valgustel. 5.)Footoni ja elektroni sarnasused:mõlemad liiguvad väga kiiresti,saab kirjeldada lainetena silmale nähtamatud. 6.)Footonil puudub seisumass. 7.)a-kvantteooria,b-lainet,c-kvant,d-laine-ja kvant,e-lainet 8.)Antud:E=5*10-19J,c=3*108m/s,m=?,Lahendus:E=mc2 m=E/c2,m=...0,6*10-35kg. 9.)A=h*fp=h*c/p,Antud:A=2,9*10-19J,h=6,6*10-34J*s,c=3,108m/s,Lahendus:p=...6,8*10- 7 =0,68m 10.)Antud:A=2,28eV=3,648*10-19J,Ek=3eV=4,8*10-19J,h=6,6*10...
1)Valgus on elektromagnet lainetus, mille lainepikkus on vahemikus 380..760 nm. Valgusel on kahesugune olemus: · Levimisel avalduvad tema lainelised omadused(inteferents, difraktsioon) ja seda paremini, mida suurem on lainepikkus. · Vastasmõjus ainega ilmnevad valguse korpuskulaarsed omadused(fotoefekt, valguse rõhk) seda paremini mida väiksem on valguse lainepikkus. 2) Inteferents- kahe laine liitumine, mille tulemusena erinevais ruumipunktides võnkumised tugevdavad või nõrgendavad üksteist. Lained peavad olema koherentsed. 3)Difraktsioon- lainete paindumine tõkete taha. Tõkete mõõtmed peavad olema väiksemad või võrrelavad lainepikkusega. 3) Dispersioon-aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest või sagedusest. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on valguse lainepikkus. Punane murdub vähem, sinine rohkem. 4)Fotoefekt- e...
Kavantoptika Optkia uurib valguseid ja muid kiirguseid. Kvatoptika uurib valguse kvantide omadusi. Peale kvantoptika on veel laineoptika, geomeetrilineoptika, fotomeetria jne. Fotoefekt Tähendab elektroni välja löömist ainest valguskvandi poolt. Avastas H.Hertz. fotoefekti seaduse avastas A.Stoletov: 1) fotoelektronide hulk on võrdeline valgusvooga. 2) fotoelektronide kiirus on pöördvõrdeline lainepikkusega. 3)punakiir on suurim kiir mis tekitab fotoefekti. A.Einstein tuletas fotoefekti võrrandi, mille lühim kuju on E=A+Ek E-(valgus)kvandi energia E=hf ,kus f-valguse sagedus, ühik on 1Hz(hertz)
1. Valgust kirjeldatakse kui footonite (valguskvantide) voogu.
2. Footoni energia määratakse valemist E=hf.
3. Fotoefektiks nim elektronide väljalöömist ainest valguse toimel.
Piirsagedust või lainepikkust, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni
väljumistööga nim fotoefekti punapiiriks.
Kui fp>f , siis ei esine fotoefekt, kui fp
Kvantoptika Kvantoptika käsitleb valgust, kui footonite voogu. See füüsika haru hakkas tekkima, kui saksa füüsik H.Herz 1887.a. uuris raadiolainete tekitamist elektisädeme abil. Ta pani tähele et elektisäde tekkis paremini kui elektroode valgustati. Asja edasisel uurimisel tehti kindlaks, et valgus vabastab metallist elektrone. Kui laeng puudub tõmmatakse elektron tagasi. kui on positiivne laeng, siis tõmmatakse elektron tagasi. Kui on negatiivne laeng siis tõukejõud aitab elektronil väljuda. Fotoefektiks nimetatakse elektronide "väljalöömist" ainest valguse toimel. Korraldame katse: Anname tsinkplaadile neg. laengu ja valgustame seda (valgustatavaks aineks tuleb valida metall, sest sellel on "vabu elektrone" Tsinkplaadi negatiivne laeng väheneb Asetame valgusvihu vahele klaasi MIS JUHTUB? Tsinkplaadi laeng enam ei muutu MIKS? Põhjus on selles, et klaas neelab suurema sagedusega (lühema lainepikkusega) valgust Siit järeldus:MITT...
Kvantoptika · Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljumist ainest valguse toimel. · Katsed näitavad: q Kui valgustada laadimata ainet, ei teki mingit laengut q Kui valgustada positiivselt laetud ainet, ei muutu midagi q Kui valgustada negatiivselt laetud ainet, siis laeng väheneb FOTOEFEKT · Kui panna valguse ette klaas, siis ei löö see elektrone välja ka negatiivselt laetud ainest. · Sellest annab järeldada, et fotoefekt toimub ainult lühikestel lainepikkustel. · Enamikel ainetel tekitab fotoefekti violetne, sinine ja ultravalgus, aga punane ei tekita. · Sellest tuleb nimetus fotoefekti punapiir. · Punapiir suurim lainepikkus, mille korral veel tekib fotoefekt. · I Valguse poolt väljalöödud elektronide kineetiline energia ei sõltu valguse intentsiivsusest vaid kiirguse sagedusest. · II Fotoefekti punapiir oleneb elektroodi materjalist. · ...
Elektromagnetiline laine,lainepikkusega 380nm(violetne,suurim sagedus) < < 760nm(punane,väikseim sagedus). Nähtused:difraktsioon,interferents,dispersioon,murdumine. c = 3 * 108 m/s. c = * f. lainepikkus,f sagedus. Valgus on osakeste voog. Valgusosakesi nim. kahe erineva nimega kvant,footon. Iseloomustab:energia,mass,1aineosake. Kõik valgusallikad kiirgavad valgust kvantide kaupa. Kvanti käsitletakse,kui ühte energia portsionit. Fotoefekt:kiirguse langedes metallipinnale võib sealt välja lüüa elektrone. Tekkimise tingimus: ühe footoni energia peab võrduma elektronide väljumistööga. E = A. E=ühe footoni energia, A=elektronide väljumistöö. Fotoefekti seaduspärasused:Valguse poolt metalli pinnast ühes sekundis eraldunud eletronide arv on võrdeline valguslaine intensiivsusega(mida suurem on kiirus,seda rohkem eraldub elektrone). Fotoelektronide maksimaalne kineetiline energia kasvab võrdeliselt valguse sagedusega ja ei sõltu valguse i...
wdIX Kvantoptika Valguse neeldumisel või kiirgumisel käitub valgus osakeste voona. Valguse lainelisi ja 34 osakese omadusi seob Plancki valem: E=h·f ,kus h=6,63·10 Js on Plancki konstant ja f c on valguse sagedus (1Hz). Siin võib kasutada ka valguse lainepikkust f , kus c=3·10 8 m s on valguse kiirus vaakumis. Valgusel on omadus ainest elektrone välja lüüa. Seda nähtust nimetatakse fotoefektiks. Fotoefektil on kaks seaduspärasust: 1) Ainest ajaühikus välja löödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega. See tähendab, et intensiivsem valgus sisaldab rohkem valguse osakesi ehk valguskvante ehk footoneid ja iga kvant lööb ühe elektroni välja. 2) Välja löödud elektronide ehk fotoelektronide energia ei sõltu valguse intensiivsuse...
1) plancki hüpotees valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaporstjonite, kvantide kaupa, plancki valem E=hf; 2) footon elektromagnetvälja kvant, mis eksisteerib ainult liikudes(pole seisumassi) ning tõestati fotoefekti abil ja selle kineetiline energia on E=mc2; 3) fotoefekt elektroni väljalöömine metallist valguse toimel, mille tulemusel tekib elektrivool (mida intensiivsem valgus, seda tugevam vool); 4) punapiir piirsagedus, mida fotoefekt tekitada suudab, sellest suurema lainepikkusega või sagedusega valgus enam elektrone vabastada ei suuda (kvantoptikas väikseima sagedusega valgus, mis võib tekitada fotoefekti); 5) stoletovi katse õhutühjas balloonis on 2 elektroodi, valguse toimel katoodist välja löödud elektronid liiguvad anoodile, mis põhjustab fotovoolu, aga muutumatu valguse intensiivsuse puhul oleneb tekkiva voolu tugevus rakendatud pingest. 6) külllastusvool tekib kui teatud pinge väärtuseni voolutugevus...
Dispersioon? Nim. valguse lahutumist spektriks Mis on spekter - Spekteriks nim. valge valguse lahutamisel saadud spektrivärvuseid. vikerkaarevärviline riba, mis tekib valge valguse lagunemisel. Spektri liigid- Kiirgusspektrid(Pidev-,joon- ja ribaspektrid) ja neeldumisspektrid Spektraalanalüüs on aine keemilise koostise kindlakstegemine kiirgus- või neeldumisspektrite abil. Kvantoptika Valguse dualism- Igale lainele vastab osake ja iga osakesega kaasneb laine Footon on elektromagnetkiirguse osake Footoni energia on võrdeline footoni sagedusega. (E=h*f) (E=energia, f=footoni sagedus) Fotoefekt- on elektronide eraldumine ainest valguse toimel Fotoefekti võrrand - (h=Plancki konstant, f- valguse sagedus, A- väljumistöö, m- elektroni mass ja v- vabanenud elektroni kiirus)
Kvantoptika KVANTOPTIKA NÄHTUSED Kvantoptika nähtused valguse levimisega ja valguse ning aine või elementaarosakeste vastastikmõjuga seotud nähtused, mida ei ole võimalik mõista valguse lainelise olemuse alusel, mis on aga võimalik valguse korpuskulaarse olemuse (osakeselisuse) alusel. Fotoefekt elektronide väljalöömine metallist valguse toimel. Fotokeemilised reaktsioonid keemilised reaktsioonid, millede kulgemise kutsub esile valguse toime reageerivatele ainetele.
fotoefekt. Valguse osakesed on kvandid ehk footonid. Tunnused: valgus vabastab Valgus kiirgab metallist elektrone; valgus kiirgab aatomitest KVANTOPTIKA aatomitest energiaportsionite energiaportsjoni kvantide kaupa; valguse poolt te kaupa. metalli pinnalt väljalöödud elektronid on võrdelised metallile langeva valguse vooga
KORDAMINE KT 3 1. Milliselt käsitleb valgust kvantoptika, M. Plancki hüpotees? Kvantoptika käsitleb valgust kui osakeste voogu. Max Plancki hüpotees: osakestena ehk footonitena käitub valgus kiirgamisel ja neeldumisel. 2. Kuidas leiad valguskvandi energiat sageduse ja lainepikkuse abil? hc E energia [J] h-Plancki konstant 6,67*10-34 J*s E = h f f = c/ => E = -------- f valguse sagedus -lainepikkus 3. Mis on fotoefekt ja sõnasta tema kaks seaduspärasust?
Kvant optika nähtused - valguse levimisega ja valguse ning aine (v elementaarosakeste) vastastikmõjuga seotud nähtused, mida on võimalik mõista vaid valguse korpuskulaarse olemuse alusel. Fotoefekt elektronide väljumine ainest valguse toimel. Seda seletatakse footoni neelamisega elektroni poolt, mille tulemusena elektroni energia suureneb sedavõrd, et suudab ainest väljuda. Töö mis kulub elektroni välja löömiseks ainest nimetatakse väljumistööks. Mis toimub? Süsteem: Vaakumis kapslis, kus ei hõlju ühtegi elektrit juhtivat osakest, asetsevad 2 metallist plaati (anood ja katood). Need on ühendatud galvaanomeetriga (voolu tugevuse fikseerimiseks) ja voolu elemendiga (pinge I ...
Füüsika KT I 1. Selgita valguse dualismi, millised nähtused. Valgusel on kahesugused omadused: 1) laineteooria valgus on elektromagnetiline laine *interferents *difraktsioon *dispersioon *murdumine *peegeldumine 2) kvantteooria valgus on osakeste voog *fotoefekt *Comptoni efekt *valguse rõhk 2. Mõisted Fotoefekt nähtus, kui kiirgus või valgus lööb ainest välja elektrone. Footon e kvant on valgusosake, mis kannab kaasas energiat. Punapiir on minimaalne sagedus, mille korral tekib fotoefekt. Väljumistöö on energia, mis tuleb anda elektronile, et see metallist välja lüüa. Comptoni efekt röntgeni ja gammakiirguse lainepikkus suureneb hajumisel vabadelt elektronidelt. 3. Fotoefekti tekkimise tingimus Footoni ene...
5. Millises lainealas on aga elektromagnetvälja kvantidel nii lainelised kui korpuskulaarsed omadused? Valgusel, mille sagedus jääb gamma kiirguse ja raadiolainete vahele, on mõlemad omadused. 6. Millise maailma--mikro- või makromaailma seadused--ja miks kehtivad valguse jaoks? Et valgus tekib aatomite sees, siis on tegu mikromaailmaga, kus kehtivad teised seadused kui makromaailmas. Vasta küsimusele 1 lk. 104. R 19.05.2006 Arvestustöö Kvantoptika T 23.05.2006 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine. R 26.05.2006 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine T 30.05 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine R 02.06 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine. Hinnete panemine. 2
Kvantoptika nähtused Valguse levimisega ja valguse ning aine või elementaar osakeste vastasmõjuga seotud nähtused, mida on võimalik mõista ainult valguse korpuskulaarse olemuse alusel. Nähtused: # Fotoefekt # Einsteini fotoefekt teoori # Valguserõhk # Comptoni efekt # Fotogeemilised reaktsioonid 1. Fotoefekt Elektronide väljalöömine metallist valguse toimel. (Lisa materjali on Sille käes!) Voolu ei ole, sest G õhutühjas kapslis puuduvad elektrit juhtivad osakesed + G - 2. Einsteini võrrand metallipinnale langeva ja seal neelduva footoni energia (kvandi energia) E kulub elektroni väljalöömiseks metallist (väljumitöö A) ja väljalöödud elektr...
Kordamine - kvantoptika 1. ,,E" tähistab footoni energiat, ,,h" Plancki konstanti ja ,,f" valguskvandi sagedust. Planck'i konstant (tähis h) on füüsikaline konstant kvantmehaanikas, mis iseloomustab kvantide suurust. 2. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 3. Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektorni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. Pikemate lainete (spektri punases osas) juures ei jätku kvandi energiast elektroni ainest välja löömiseks ja fotoefekti ei teki, siis nimetus kas punane piir või pikalaineline piir. 4. hf = A + mv2/2, kus h on pealelangeva valguse sagedus, kokku hf on valguskvandi energia, mis muutub fotoelektroni antud ainest väljumise tööks A ja energia ülejäägi saab elektron kaasa kineetilise energia mv2/2 näol, kus ...
kusjuures valguse kiirtekimbud ei sega teineteist. Valguse värvuse määrab ära sagedus; muutub lainepikkus ja levimiskiirus. c=*f Valguskiir kitsa kiirtekimbuna leviv valguslaine. Valgustatuseks E nim valgusvoogu, mis jaotub ühtlaselt ühikulisele pinnale. Valgusvooks nim valguseenergia hulka ajaühikus läbi mingi pinna, mida hinnatakse nägemis- aistingu põhjal. 18 Kvantoptika Einsteini võrrand footoni energia võrdub elektroni väljumistöö ja kin energia summaga. Footon valguskvant Fotoefekt elektronide väljumine metallist valguse toimel. Punapiiriks nim piirsagedust või lainepikkust, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga ainest. 19 Aatomfüüsika Spekter värvuste riba punasest violetseni.
Langenud kiir, murdunud kiir ja pinnanormaal asuvad ühel tasandil. Suhteline murdumisnäitaja- on kahe keskkonna absoluutsete murdumisnäitajate suhe. Absoluutne murdumisnäitaja- näitab mitu korda on valguse kiirus väiksem selles keskkonnas võrreldes vaakumiga.(n=c/v) Dispersion- nähtus, kus keskkonna absoluutne murdumisnäitaja sõltub valguse lainepikkusest. Spekter- on energia jaotus sageduste või lainepikkuste järgi. Kvantoptika Footon- on valgusosake e energiaportsjon, millel on olemas oma mass ja energia, mis sõltub sagedusest. Footoni energia ja segaduse vaheline seos- mida suurem sagedus, seda suurem footoni energia. Fotoefekt- on nähtus, kui mingi kiirgus lööb metallist välja elektrone. Tingimus: tekib ainult siis, kui footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. E=A=h*fm Väljumistöö- on töö, mida tuleb teha elektroni eemaldamiseks metallist.
suhe esimese keskkonna absoluutsesse murdumisnäitajasse n1. n . 1 Dispersioon, spekter: aine absoluutne murdumisnäitaja sõltub valguse lainepikkusest (või sagedusest), st valge valgus, mis on liitvalgus ehk koosneb erineva lainepikkusega valgustest (värvidest), jaguneb murdumisel vikerkaarevärviliseks spektriks. Seda nähtust nimetatakse dispersiooniks. Tavaliselt murdumisnäitaja väheneb lainepikkuse suurenedes, st punane valgus murdub vähem kui violetne valgus. Kvantoptika Footon. Valgust vaadeldakse kiirtena (kiirteoptika ehk geomeetriline optika), lainetena (laineoptika) ja osakestena ehk kvantidena (portsjonitena). Igasugust kiirgust võib vaadelda kvantidena. Valguskvante nimetatakse footoniteks. Footoni energia ja sageduse vaheline seos: = h f , kus h = 6,625 10 J s on Plancki -34 konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia.
Molekulaarfüüsika Molekulaar- Termo- kineetiline Aine ehitus dünaamika teooria Elektromagnetism Elektromagnetism Elektro magnet Elekter Magnetism võnkumised ja lained Optika Optika Geomeetriline Laineoptika Kvantoptika optika Aine struktuur Aine struktuur Elementaar- Aatomifüüsika Tuumafüüsika osakeste füüsika Universumiõpetus Astronoomia Astromeetria ja Astrofüüsika Kosmoloogia taevamehaanika
Osa optilisi nähtusi tuleneb ka valguse kvantiseloomust ja seetõttu on teatud optika valdkonnad seotud kvantmehhaanikaga. Optika valdkonda, milles valguse laine iseloomu ei arvestata ning valgust vaadeldakse kiiri moodustavate osakeste voona, nimetatakse geomeetriliseks optikaks. Valguse laineiseloomust tulenevate nähtustega tegeleb laineoptika, mida mõnikord nimetatakse ka füüsikaliseks optikaks. Valgusefekte, mille mõistmiseks on tarvis kvantmehhaanikat, käsitleb kvantoptika, milles valgust käsitatakse üheaegselt nii osakestena kui ka lainetusena. Optikaga tegelevad füüsikud moodustavad ülejäänud füüsikakogukonnast suuresti eraldunud osa, millel on oma identiteet, ühendused ja konverentsid. Peale optika kui füüsika haru on olemas ka rakendusoptikat, mis on üks tehnikateadustest.
Valgus levib eetris. Seletas valgusvihkude teineteise läbimist kuid ei suutnud seletada varjude tekkimist. Eestvedaja Hygens. Kumb teooriatest on õige? Optika liigitus Valgus koosneb valguskvantidest ehk footonitest. Neid saab käsitleda kui lained ja kui osakeste voogu. Geomeetriline optika Ei arvesta valguse laineiseloomu. Valgust vaadatakse kui kiiri. (valguse murdumine, levimine) Laineoptika Tegeleb laineiseloomust tulenevate nähtustega. (inerferents) Kvantoptika Valgust käsitletakse nii osakestena kui lainetena. Osa kvantmehaanikast. (fotoefekt) Neli optika põhiseadust Valgus levib sirgjooneliselt. Valguskiired on sõltumatud. Valguse peegeldumisel tasaselt pinnalt on langemisnukr võrdne peegeldumisnurgaga. Valguse üleminekul ühest keskkonnast teise kiir murdub. Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on antud keskkondade paari jaoks konstantne suurus. Inimese silm Eristame pool miljonit värvi ja tooni.
laguneb spektrivärvusteks. Kasutatakse dispersiooni tekitamiseks. 43. Mis on spektraalanalüüs? Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf ©anmet.ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________
a) Infrapunane kiirgus b) Nähtav valgus 0,38µm 0,76 µm (eml.-te skaala) c) Ultravioletne kiirgus 4) : 10-7 10-11 m röntgenikiirgus 5) : 10-10 10-15 m - -kiirgus Mis on optika ja kuidas see jaguneb? Optika on füüsika osa, mis uurib kõiki valgusega seotud nähtusi. Optika jaguneb: Fotomeetria- tegeleb valguse mõõtmisega Geomeetriline optika- uurib valguse levimise seadusi. Füüsikaline optika- uurib valguse olemust. Kvantoptika- käsitlev valgust kui osakeste voogu. Mis on fotomeetria? Fotomeetria- tegeleb valguse mõõtmisega Mida iseloomustab valgustugevus? (tähis ja ühik ka) Valgustugevus- I ( cd ) ( kandela ) Valgustugevus on antud ruuminurka kiirgava valgusvoo jagatis selle ruuminurga eeldusel, et valgusallikas on küllalt punktikujuline ja väike võrreldes kaugusega vaatlejast või valgustatavast pinnast Mida iseloomustab pinna valgustatus? (tähis ja ühik ka) E (lx) (luks)
Valguse dispersioon (Newton) on valguse murdumise näitaja sõltuvus kiirusega c(300 000km/s) b)lainetega kokkupuutel kujut lainepikkusest, jagunemine sperktriks murdumisel. Liigid a) Tekitaja ühte lainepaari kvandina, iga kvant kujutab väikest põhjal dispersioonspektid (puuduvad järgud) ja energiakogust. Optika tähtsamad osad: laine-, difraktsioonspektrid(palju järke). b) Pidevspektrid (värv läheb sujuvalt geomeetriline-, kvantoptika, fotomeetria. Laineoptika: teiseks) ja joonspektrid (kitsad värvilised jooned). c) Kiirgusspektrid lainefront: pind, mis eraldab ruumi osa, kus laine levib, (tekib kiirgunud valgusstm helendavad jooned ja ribad) ja sellest ruumist, kuhu laine pole jõudnud. Ristlaine: neeldumisspektrid (tekib neeldunud valgusest. Tumedad jooned, ribad. levimissuunaga risti. Keralaine: lainefront on kerakujuline, Kasutat (spektrit). Aine koostise määramine, astron
c. Kk murdumisnäitaja sõltuvus valguse sagedusest dispersioon d. Valguslainete paindumine tõkete taha difraktsioon 4. Levides punktist A punkti B, valib valgus tee, mille läbimiseks kulunud aeg/teepikkus on minimaalne 5. Footoni energia on võrdeline/pöördvõrdeline valguse sagedusega 6. Millise optika haru korral pole oluline valguse levimisviis, vaid ainult levimissuund? a. Geomeetriline optika b. Laineoptika c. Kvantoptika 7. Tasapeeglis tekkiv kujutis on a. Näiv kujutis b. Tegelik kujutis tegelik kujutis tekib seal, kuhu jõuab valgusenergia, st valguskiirte lõikepunktis. Näiv kujutis tekib valguskiirte PIKENDUSTE lõikepunktis 8. Joonisel on toodud langev kiir, peegeldunud kiir ja pinnanormaal. Milline nurk on langemisnurk? a. Alfa b. Beeta 9. Kas on õige väide: ''valguse murdumine kkde lahutuspiiril on tingitud valguse
ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul
ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul
Valguse rõhk on tohutult väike (1m 2 päikesele risti olevale pinnale mõjub valgusrõhk 4*10 -8N. Need 2 näidet tõestasid, et valgust tuleb teatud juhtudel vaadelda kui valgusosakeste voogu. Selle osakestel e kvandil e footonil on olemas mass, kuid puudub seisumass. Nii kui ta tekib, on tal kohe valguse kiirus. Ainult selle tõttu, et valgusel on olemas mass on ta võimeline avaldama rõhku ja lööma ainest välja elektrone. Max Planck- saksa füüsik, lõi kvantoptika. Ta tõestas, et valgusosakeste energia sõltub valguse sagedusest. Valem E=h*f kus E valgusosakeste energia, f- valguse sagedus h Plancki konstant (h=6,62*10 -34J*s). üldiselt jääb valgusosakeste mass suurusjärku 10-36 kg. fotoefekti uuris põhjalikult Albert Einstein. Tema m0∗v 2 fotoefekti valem: h*f=A+ 2 . h*f=A+Ek kus h Plancki konstant, f valguse sagedus, A
nähtusi tuleneb ka valguse kvantiseloomust ja seetõttu on teatud optika valdkonnad seotud kvantmehaanikaga. Optika valdkonda, milles valguse laineiseloomu ei arvestata ning valgust vaadeldakse kiiri moodustavate osakeste voona, nimetatakse geomeetriliseks optikaks. Valguse laineiseloomust tulenevate nähtustega tegeleb laineoptika, mida mõnikord nimetatakse ka füüsikaliseks optikaks. Valgusefekte, mille mõistmiseks on tarvis kvantmehhaanikat, käsitleb kvantoptika, milles valgust käsitatakse üheaegselt nii osakestena kui ka Optikaga tegelevad füüsikud moodustavad ülejäänud füüsikakogukonnast suuresti eraldunud osa, millel on oma identiteet, ühendused ja konverentsid. Peale optika kui füüsika haru on olemas ka rakendusoptika, mis on üks tehnikateadustest. Välja otsitud andmebaasist "http://et.wikipedia.org/wiki/Optika" Valgusallikad Kuumad kehad (Päikese pind, küünlaleek, lambi hõõgniit) on isehelendavad
levimist, kiirust, tekkimist, mõju ainetele ja kasutamist . Newton arendas korpuskulaarteooriat. Huygens arendas aga laineteooriat. Tänapäeval nim. valguse osakesi valguskvantideks e. footoniteks. (korpuskulaarteooria=kvantteooria) Young tõestas, et valgusel on lainelised omadused. Maxwell tõestas teoreetiliselt, et olemas on elektromagnetlained, mis levivad ka tühjuses. Valguse levimiskiirus õhus on3*108 m/s. Optika: Laineoptika ja Kvantoptika. Lainepikkus (1 nm), laineperiood T (1 s), laine sagedus f (1 Hz), laine kiirus v (1m/s) v=f=/T Erineva lainepikkusega valguslained põhjustavad erinevaid värvusaistinguid. Põhi: pun, roh, sin. Värvusi saab liita ekraanile üheaegselt erineva lainepikkusega valgusvihte juhtides, valgusfilter allika ees(nt hõõglamp). Valguse difraktsioon: on sirgjoonelise levimise teelt, esineb väikeste avade ja tõkete juures. Difraktsioon esineb kõigi lainete
Euroopa. Eksperimentaalmuusika. Väga palju elektroonikat. John Cage. Minimalism- 1960 ameerika, kordused, lühikesed John Cage. Minimalism- 1960 ameerika, kordused, lühikesed teosed. Steve Raich, Philip Gloss. teosed. Steve Raich, Philip Gloss. Optika tuleb kreeka keelest Opsis. Optika on füüsikaline kogus, mis uurib ning seletab valgusnähtused. Optika jaguneb kaheks kvantoptika ja laine optika. Valgusel on duaalne iseloom ta on nii laine, kui ka osakeste voog. Valguseosakest nim. Valgus fandiks e. Kvotondiks. Optika vanemat osa, mis tugineb valgus kiire mõiste nimetatakse kiirte optikaks.
Kiirgusspekter võib olla nii joon- kui ka pidevspekter. Neeldumisspekter näitab, milliste lainepikkustega valguslaineeid aine neelab. Neeldumisspekter võib olla nii joon- kui ka pidevspekter. Spektraalanalüüs- nimetatakse aine keemilise koostise kindlaks tegemist selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi. Ainete koostise teadmine on oluline nii farmaatsias, astroloogias, mineraloogias, loodushoius, metallurgias, masinaehituses, kriminalistikas, keemias kui ka bioloogias. KVANTOPTIKA 13. Valgus kui footonite voog. Valgust võib kirjeldada kui valguskvantide, footonite voogu. 14. Fototefekt. Päikesepatarei. Fotoefekt-elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Päikesepatarei- koosneb päikeseelementidest ehk fotogalvaanilistest elementidest. Päikesepaneele kasutatakse komponentidena suuremates päikesepatarei maatriksites, mille abil toodetake päikeseenergiat nii kodus kasutamiseks kui ka võrku müümiseks. 15. Footon, Fotokeemiline reaktsioon
sin · Murdumisseadust väljendab valem: n10 = sin · Absoluutseks murdumisnäitajaks nim keskkonna murdumisnäitajat vaakumi suhtes. · Suhtelist murdumisnäitajat saab leida: n = v1/v2 · Valguse dispersiooniks nim aine absoluutse murdumisnäitaj sõltuvust valguse lainepikkusest. · Valguse spekter näitab, millistest koostisosadest liitvalgus koosneb. KVANTOPTIKA · Fotoefektiks nim elektronide välja löömist ainest valguse toimel. · Footoni energia on määralad, talle vastava laine sagedusega. 2 E= mc , milles E energia m mass c hetke kiirus · Fotoefekti punapiiriks nim piirsagedust või lainepikkust mille puhul footoni energia on võrdne elektronide väljumistööga. fp = A/h · Einsteini valem fotoefekti kohta: hf = A+ mv2/2 , milles h konstant Plancki
lahutuspinnale tõmmatud normaal asuvad ühes tasapinnas; langemis- ja murdumisnurga siinuste suhe on kahe antud keskkonna jaoks konstantne suurus. Suhteline murdumisnäitaja Teise keskkonna murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes. Absoluutne murdumisnäitaja keskkonna murdumisnäitaja vaakumi suhtes. Dispersioon on valguse murdumisnäitaja sõltuvus valguse värvusest. Spekter Värvuste skaala, mis tekib, kui valge valgus läbib korrapärast kolmnurkset prismat. Kvantoptika: Footon Energia portsion ehk kvant. Footoni energia ja sageduse vaheline seos Iga portsioni energia on võrdeline kiirguse sagedusega. Võrdetegurit k nimetatakse plancki konstandiks. 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
murdumisnurk - pinnaristsirge ja murdunud kiire vaheline nurk. murdumisseadus langemisnurga ja murdumis nurga siinuste suhe on antud keskkonna jaoks jääv suurus. suhteline murdumisnäitaja võrdne langemis ja murdumisnurga siinuste suhtega. absoluutne murdumisnäitaja antud keskkonna murdumisnäitaja vaakumis suhtes. dispersioon aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus lainepikkusest spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Kvantoptika footon elektromagnetlaine elementaarosake. fotoefekt elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. väljumistöö vähim energiahulk, mis on vajalik elektroni ainest väljaviimiseks. fotoefekti punapiir piirsagedus, mille energiast piisab elektroni ainest väljaviimiseks. Aine struktuur aatomfüüsika Bohri aatommudel Aatomi mass on kogunenud positiivsesse väikesesse tuuma aatomi keskel. Ümber tuuma tiirlevad elektronid
(värvidest), jaguneb murdumisel vikerkaarevärviliseks spektriks. Seda nähtust nimetatakse dispersiooniks. Tavaliselt murdumisnäitaja väheneb lainepikkuse suurenedes, st punane valgus murdub vähem kui violetne valgus. Näiv kujutis tekib siis, kui kujutise saamiseks lõikavad kiirte pikendused (tagasisuunas punktiirjoontena, näiteks luubi või tasapeegli puhul). Tõeline kujutis tekib siis, kui kujutise saamiseks lõikuvad kiired ise, pidevate joontena. Kvantoptika Footon. Valgust vaadeldakse kiirtena (kiirteoptika ehk geomeetriline optika), lainetena (laineoptika) ja osakestena ehk kvantidena (portsjonitena). Igasugust kiirgust võib vaadelda kvantidena. Valguskvante nimetatakse footoniteks. Footoni energia ja sageduse vaheline seos: = h f , kus h = 6,625 10 -34 J s on Plancki konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia. Raadiolainete sagedus on
(värvidest), jaguneb murdumisel vikerkaarevärviliseks spektriks. Seda nähtust nimetatakse dispersiooniks. Tavaliselt murdumisnäitaja väheneb lainepikkuse suurenedes, st punane valgus murdub vähem kui violetne valgus. Näiv kujutis tekib siis, kui kujutise saamiseks lõikavad kiirte pikendused (tagasisuunas punktiirjoontena, näiteks luubi või tasapeegli puhul). Tõeline kujutis tekib siis, kui kujutise saamiseks lõikuvad kiired ise, pidevate joontena. Kvantoptika Footon. Valgust vaadeldakse kiirtena (kiirteoptika ehk geomeetriline optika), lainetena (laineoptika) ja osakestena ehk kvantidena (portsjonitena). Igasugust kiirgust võib vaadelda kvantidena. Valguskvante nimetatakse footoniteks. Footoni energia ja sageduse vaheline seos: = h f , kus h = 6,625 10 -34 J s on Plancki konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia. Raadiolainete sagedus on
Laser. Laserite kasutamine. Kiirgusspekter. Neeldumisspekter. Pidevspekter, joonspekter. Spektraalanalüüs ja selle kasutamine. Infravalgus. Ultravalgus. Röntgenkiirgus ja selle saamine. Relatiivsusteooria alused. Erirelatiivsusteooria ja üldrelatiivsusteooria. Erirelatiivsusteooria postulaadid. Samaaegsuse suhtelisus. Ajavahemike suhtelisus. Pikkuste suhtelisus. Kiiruste liitmine suurte kiiruste korral. Massi sõltuvus kiirusest. Energia ja massi ekvivalentsus. Kvantoptika. Plancki hüpotees. Fotoefekt. Punapiir. Einsteini võrrand fotoefekti kohta. Footon ja selle omadused. Välimine ja sisemine fotoefekt. Fotoefekti rakendused: päikesepatarei, fotoelement, CCD element. Valguse rõhk. Fotokeemilised reaktsioonid. Kiirgusfüüsika. Aatomituum, nukleonid. Tuumajõud. Isotoobid. Massidefekt. Seoseenergia. Eriseoseenergia. Tuumareaktsioonid: sünteesireaktsioon ja lagunemisreaktsioon. Sünteesireaktsioon looduses ja perspektiivid energiatootmisel
tõeliseks. Tõeline kujutis Tõeline kujutis tekib siis, kui lõikuvad kiired. Seda on võimalik tekitada ekraanile. n(10) keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, langemisnurk, murdumisnurk, n(21) teise keskkonna suhteline murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes, n(2) teise keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, n(1) esimese keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, c valguse kiirus vaakumis, v valguse kiirus aines, peegeldumisnurk Kvantoptika Footon Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake. Footonit nimetatakse teinekord valguskvandiks. Fotoefekt Nähtust, kus elektromagnetkiirguse toimel väljub ainest elektrone, nimetatakse fotoefektiks. Einsteini valem fotoefekti kohta hf=A(välj)+W(k), kus A(välj) on elektroni väljumistöö metalli pinnale. kvandi energia, A elektroni väljumistöö, m elektroni mass, v elektroni kiirus, h
D= = + f a k a eseme kaugus, k kujutise kaugus Koondava läätse puhul on optiline tugevus ja fookuskaugus positiivsed, hajutava läätse korral negatiivsed. Positiivne kujutise kaugus tähendab tegelikku kujutist, negatiivne näivat kujutist. III. Kvantoptika Footon on valguskvant. Keha kiirgab ja neelab energiat kvantide kaupa. Footoni energia E = hf f kiirguva või neelduva elektromagnetlaine sagedus, h - Plancki konstant Footoni energia ühik on 1eV. Fotoefekt on elektronide vabanemine ainest valguse footonite toimel. Einsteini valem hf = A + E k hf footoni energia, A elektroni väljumistöö ainest,
D= = + f a k a eseme kaugus, k kujutise kaugus Koondava läätse puhul on optiline tugevus ja fookuskaugus positiivsed, hajutava läätse korral negatiivsed. Positiivne kujutise kaugus tähendab tegelikku kujutist, negatiivne näivat kujutist. III. Kvantoptika Footon on valguskvant. Keha kiirgab ja neelab energiat kvantide kaupa. Footoni energia E = hf f kiirguva või neelduva elektromagnetlaine sagedus, h - Plancki konstant Footoni energia ühik on 1eV. Fotoefekt on elektronide vabanemine ainest valguse footonite toimel. Einsteini valem hf = A + E k hf footoni energia, A elektroni väljumistöö ainest,
esimese keskkonna suhtes n21 Teise keskkonna absoluutne murdumis näitaja n2 Esimese keskkonna absoluutne murdumisnäitaja n1 Valguse kiirus vaakumis c m/s Valguse kiirus aines v m/s o Peegeldumisnurk Kvantoptika Footon valguskvant. Footoni energia ja sageduse vaheline seos = h f , kus h = 6,625 10-34 J s on Plancki 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.
annaabi.ee 
