Aatomifüüsika küsimused ja vastused (12)

1)Kust võiks tõmmata piiri mikro - ja makromaailma vahele?
Aatomituuma läbimõõdust kuni molekulide mõõtmeteni võime lugeda mikroks e. kordaja 10astmel-8. Raku mõõtmetest kuni Maa diameetrini võime lugeda makroks. Ehk kuni 10 astmel 7,
2)Millise katse tegi Rutherford koos oma õpilaste Marsdeni ja Geigeriga? Mida nad selle katsega uurisid ? Nad kiiritasid kullalehekest raadiumikübemest kiirguvate alfa-osakestega. Nad uurisid aatomituuma.
3)Millised olid Rutherfordi katse olulised tulemused ja millised järeldused neist sai teha? Tulemuseks leidis rutheford, et positiivne laeng on koondunud tuuma. Järeldati, et Tuumad koosnevad + laenguga prootonitest ja laenguta, neutraalseist neutronitest .
4)Kirjelda planetaarset aatomimudelit koos suurusjärkudega mõõtmete kohta.
See sarnaneb päikesesüsteemiga. Aatomi mõõtmed on umbes 10 astmel -10 m, tuuma omad umbes 10 astmel-15m. Teadlased käsitlevad elektroni punktmassina.
5)Kirjelda planetaarsest aatomimudelist tulenevaid raskusi elektronide liikumise kirjeldamisel.
Ei saa kirjeldada energia eraldumist
6)Mis kinnitab aatomite püsivust?
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 džaulides kui ka elektronvoltides.
Kiiratava kvandi energia on võrdne elektronide orbiitide vastavate elektronide vahega deltaE=E2-E1=hf
12)Kirjelda Franck -Hertzi katset. Mis selles katses tõestab kindlate energiatasemete olemasolu aatomis?
Kui elektronide energia on piisav aatomi ergastamiseks, siis energia neeldub aatomis ja elektronid aeglustuvad. Aeglased elektronid ei jaksa negatiivselt laetud võret läbida ja voolutugevus langeb. Suurema pinge korral võib nähtus korduda mitu korda. Selline voolutugevuse vähenemine näitab, et aatom ei neela suvalisi energiaid, vaid ainult kindlaid energiaväärtusi.
13)Millist seaduspära märgati spektrijoonte asendis?
Spektrijoonte asendis märgati, et nad moodustavad koonduvaid jadasid.
14)Mida pandi tähele vesiniku spektreid uurides ja milline võrrand võimaldab seda nähtust kirjeldada?
Vesiniku spektrit uurides pandi tähele, et jooned moodustavad kindlaid rühmi, mis hakkavad korduma.
15)Kuidas arvutada vesiniku spektrijoontele vastavate kvantide sagedust ja lainepikkust?
16)Mida nimetatakse Balmeri seeriaks?
Balmeri seeria -vesiniku spektrijoonte rühm, mis jääb nähtava valguse ossa .
17)Millise järjekorra numbriga energiatasemele peaks vesiniku aatom minema, et tekiksid Lymani, Pacheni või Balmeri spektrijoonte seeriad ?
Lymoni seeria-ultraviolet-n1=1, Balmeri seeria- n1=2 ja Pascheni seeria- infrapuna - n1=3
18)Mida tähendab seisulaine pillikeeles?
Seisulaine-pillikeel saab võnkuda ainult sellise sagedusega, et tema kahekordne pikkus peab täpselt jaguma tekitavate lainepikkustega.
19)Millele kindlate spektrijoonte tekkimine elektronide liikumise kohta aatomis viitavad ?
Kindlate spektrite teke viitab sellele, et elektronid liiguvad vaid kindlatel orbiitidel, millele vastab kindel elektronenergia. Elektron ’’pendeldab’’ kindlatel orbiitidel ja liigub edasi tagasi.
20)Miks me võime väita, et elektronidel on laineomadused?
Kui elektroni läbi kitsa pilu suruda, siis nad asetuvad selle tahaekraanile, nii et nende jälgedest moodustub valguse interferentsipildisarnane pilt. St, nad käituvad sarnaselt valgusele - defrageeruvad, painudvad, interfereeruvad ja annavad interferentsile sarnase pildi.
21)Milles elektronide laineomadused avalduvad?
Kui elektrone suunata läbi mingi kitsa pilu, siis nad asetuvad selle taha ekraanile nii, et nende jälgedest moodustub valguse interferentspildile sarnane pilt, st. nad käituvad sarnaselt valgusele, difrageeruvad(painduvad) ja interfereeruvad.
22)Mida esitab lainefunktsioon ?
Lainefunktsioon esitab laineliste omadustega mikroosakeste leiu tõenäosust antud punktis ja antud hetkel.
23)Mida nimetatakse leiulaineks?
Lained mis määravad leiutõenäosuse
24)Kuidas arvutada leiulaine ehk Louise de Broglie lainepikkust?
25)Miks 0,1mg massiga ainetükikese korral, mis liigub kiirusega 8000m/s, eiilmne lainelisi omadusi?
pii sarnane asi = (6,63 *10 astmel(-34) )/ (0,1*10astmel -6 *8*10astmel 3) = 2,7 *10astmel -31 meetrit. Siit peab vist midagi järeldama
26)Millal ilmnevad osakestel lainelised, millal korpuskulaarsed omadused?
Kui osakesed liiguvad ehk levivad, siis on neil lainelised omadused. Kui osakesed vastastikmõjutavad teiste osakestega, siis ilmnevad neil osakeste omadused.
27)Sõnasta Newtoni seadus, kirjuta valem.(X kl.)
Keha poolt omandatud kiirenud on võrdeline temale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga. a=F/m
28)Kuidas leida kiirendusega liikuva keha koordinaati mistahes ajahetkel? (Võrrand X kl. koos tähtede seletusega)
x=x null + v null*t + F/2m *t2
29)Milles seisneb mehaanika põhiülesanne? Mida peab selle lahendamiseks eelnevalt teadma?(X kl.)
Seisneb mikrokeha asukoha määramises mistahes ajahetkel, kui on teada keha algkoordinaadid, algkiirus ja kiirendus.
30)Mille kohta loodi Schrödingeri-Heisenbergi teooria? Millest selles lähtuti? Mida väljendab Schrödingeri võrrand?
See teooria loodi ’’laineliste’’ mikroosakeste liikumise kirjeldamiseks analoogiliselt mehaanika põhiülesandele, teooria lähtub leiulaineid kirjeldavast võrrandist ja lisab sellele ka Debrole lainepikkuse valemi, mis kajastab mikroosakeste lainepikkusi.
31)Mida uurib kvant- ehk lainemehaanika?Kvant ehk lainemehaanika kirjeldab leiulainet ja selle ajalist muutumist.
32)Mis takistab mikroosakeste asukoha määramist samasuguste seaduste abil nagu makrokehadel? Kuna leineliste omadustega mikroosakese asukoht ruumis pole absoluutne vaid seda saab määrata teatud tõenäosusega, siis mehaanika põhivõrrandid selleks ei sobi.
33)Millisel kahel viisil võiks lainet iseloomustada? *mingil ajahetkel mõõtes nende ruumilist ulatust ehk lainepikkust. * mingis ruumipunktis mõõtes nende ajalist kestvust ehk laine perioodi.
34)Mida mõeldakse „lainejada ehk lainepaketi“ nime all? Lainejada ehk lainepakett tähendab erinevate lainepikkustega lainete liitumise tulemust, millel on ruumis piiratud ulatus.
35)Mida võib füüsikas tähendada mõiste „laineimpulss“? Laineimpulsi all mõeldakse erinevate perioodidega lainete liitumise tulemusel tekkivat piiravat ajavahemikku. (Impuls üldiselt tähendab füüsikas laine massi ja laine kiiruse korrutist).
36)Selgita määramatuse printsiipi ehk täpsuspiirangut. Kirjuta neid iseloomustavad seosed ja selgita seoste sisu. Määramatuse printsiip ehk täpsuspiirang tähendab seda, et laineliste omadustega mikroosakestel on kaks omaduste paari, milles mõlemad ei ole üheaegselt täpselt määratavad. Nendeks suurusepaarideks on : *energia ja ajahetk, millal osake seda omab ∆E*∆t ≥h *osakese impulss ja ruumi punkt , kus ta seda omab ∆p*∆x≥h
37)Mida nimetatakse potentsiaalibarjääriks ja mida potentsiaaliauguks? Potensiaalibarjääriks nim. Energiaväärtuse piiri, mida mikroosake ei suuda omandada. Kui osakesel energiast ei piisa üheski suunas liikudes tõkke ületamiseks, siis öeldakse ,et ta asub potensiaaliaugus. Potensiaaliaugu põhjustavad vaadeldavat osakest ümbritsevad asakesed oma vastastikmõjuga.
38)Miks suletud ruumis saab mikroosake omandada vaid kindlaid kiiruse väärtusi? Ruumis liikudes peab laineline osake tekitama seisulaine. Ruumi 2kordne mõõde peab täpselt jaguma mikroosakese lainepikkusega, muidu ta ei tekitaks seisulainet. Igale lainepikkusele vastab Debrolee lainepikkuse valemis kindel kiirus. v=h*n/m*2L
39)Kui suure lainepikkuse ja sagedusega helisid saab tekitada pillikeeles, mille pikkus on L meetrit?
pii sarnane asi = 2L/n ja n=1,2,3,... ja f=v/piisarnaneasi v=330m/s
40)Kui suur võib olla elektroni lainepikkus kuubikus, mille külje pikkus on 1,2μm?
piisarnane asi= 2a/n piisarnane asi= (ruutjuur2*a)n
41)Kuidas nimetatakse aatomis tiirlevaid elektronide leiulaineid? Aatomis tiirlevaid elektronide leiulaineid nim. Orbitaallaineteks, kuna neid saab seostada kindla orbiidiga.
42)Mida tähendab elektroni seisulaine? Millisel juhul see saab tekkida? Elektroni seisulaien tähendab seda, et tema orbiidi pikkus peab jagunema täpselt tema lainepikkusega
43)Miks kindla energiaga elektron võib liikuda vaid kindlal lubatud kaugusel aatomi tuumast? Kuna elektron ei saa liikuda ükskõik millisel orbiidil, siis liikudes on elektronil kindel kineetiline energia. Järelikult ka kindel kiirus ja Debrolee valemi alusel vastab sellele kiirusele ka kindel lainepikkus. Ek=me*v2/2=>v2 -> λ=h/me*v Orbiidipikkus( 2πrn / λ =n) peab täpselt jaguma lainepikkusega .
44)Mis järeldub elektronide laineomadustest nende liikumise kohta aatomis? Elektroni laine omadustest järeldub,et nad saavad liikuda ainult sellistel orbiitidel, millede pikkus jaguned täpselt elektroni lainepikkustega.
45)Sõnasta Bohri I postulaat . Millest see järeldub? Elektron liigub vaid kindla energiaga lubatud orbiidil, kus liikudes elektron ei kiirga ega ei neela energiat. Järeldub sellest,et nad saavad liikuda ainult sellistel orbiitidel, millede pikkus jaguned täpselt elektroni lainepikkustega.
46)Sõnasta ja selgita Coulombi seadust. Kirjuta valem. Coulombi seadus:kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute abs. Väärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga.F=k*/q1/*/q2/jagada r2.
47)Kuidas arvutada kahe laenguvahelist potentsiaalset energiat? Selgita tähiseid. Laengute vahelist potensiaalset energiat arvutatakse W=k*q1*q2/rn
48)Milline on normaalkiirenduse valem ringliikumisel? Seleta tähised. A=v2/r
49)Sõnasta Bohri II postulaat:Aatom neelab või kiirgab energiat, liikudes ühelt lubatud orbiidilt teisele.
50)Millega võrdub vesiniku aatomi energia ja orbiidi raadius Bohri teooria järgi? Selgita. En=- E1/n2 ,
E1=2,17 *10 astmel -18 J , rn = r1*n ruudus . r1=5,29 *10 astmel -11
51)Milline nägi välja Bohri kvanttingimus? Mis selle õigsust kinnitab?
52)Iseloomusta peakvantarvu, orbitaalkvantarvu, magnetkvantarvu ja spinnkvantarvu.
Peakvantarv määrab ära aatomi energia ja elektroni orbiidi raadiuse n=1;2;3;….
Orbitaalkvantarv iseloomustab orbiidi kuju l=0;1;…;n-1
Magnetkvantarv on seletatud selles mõttes, et elektron võib liikuda seal nii üht kui teist pidi. Me= 0;+/-1;…+/-l
Spinnkvantarv , kui elektroni pöörlemismomendi iseloomustaja S=+/- ½
53.55)Mis määravad iga elektroni seisundi aatomis?
Elektroni koha aatomis määrab ära aatomis, lõplikult 4 kvantarvu(arvud küs. Nr.52)
54)Mis tuleneb kindlasse ruumi sulustatud mikroosakese lainepikkusest tema kiiruse, energia ja impulsi kohta?
56)Selgita tõrjutus- ehk Pauli keeluprintsiipi.
Antud süsteemis ei saa olla 2 täpselt ühesugust elementaarosakest.
57)Milline peaks elektronide asend aatomis olema lähtudes energia miinimumi- ja keeluprintsiibist?
Energia miinimumi ja keeluprintsiibist lähtudes asetuvad elektronid aatomi tuuma ümber kihtidena.
58)Mitu elektroni mahub igasse kihti?
2n2
59)Millest lähtudes saab seletada aatomis elektronide paigutumist kihtidesse?
Saab seletada 1) omadusega võtta kõige väiksem energia olek 2) pauli-keeluprintsiibist lähtudes.
60)Mis määrab elementide keemilised ja füüsikalised omadused?
Keemilised omadused määravad ära prootonite arvu tema tuumas ja neutronite arvu. Füüsikalised omadused määrab tihedus, tuuma raskus, radioaktiivsed omadused. Keemilised ja füüsikalised omadused on sõltuvad sellest, milline on elektronide arv viimases kihis.
61)Millega võrdub perioodilisuse-süsteemi rühma number?
On määratud elektronide arvuga viimases kihis.