mm'st (valguse lainepikkus on väiksem kui 0,001 mm) palju suuremad. Hästi jälgitav difraktsioon ilmneb siis, kui ava laius on võrdne 2-5 lainepikkusega. 4. Kirjelda tüüpilist difraktsioonipilti. Pilt tekib triibulistest mustadest triipudest ja valgetest triipudest. Need on põhjustatud lainete erinevatest faasidest. Valgust on ka seal kuhu valgus sirgjooneliselt ei pääse nn. Varjupiirkonnas. (Pole kindel selles vastuses) 5. Kuidas muutub difraktsioonipilt, kui avade või tõkete mõõtmeid muuta? Ava mõõtmete suurenemisel muutuvad difraktsioonirivad kitsamaks ja tihedamaks 6. Sõnasta Huygensi printsiip. Iga ruumi punkt, kuhu laine jõuab, on uueks laineallikaks, kust saab alguse uus laine. 7. Sõnasta Huygensi- Fresneli printsiip. Iga ruumi punkt, kuhu laine jõuab, on uueks laineallikaks, kust saab alguse uus laine. Valguse intensiivsus mingis punktis on määratud lainete liitumise tulemusega. 8
tema pindadelt peegeldunud lained oleks vastandfaasides. Rohelisele valgusele on inimese silm kõige tundlikum. Olenevalt sellest millist värvi soovitakse valitakse lainepikkus ja sellest tulenevalt läätse pinnale kantud kile paksus ja materjal. 7. Milles seisneb valguse difraktsiooni nähtus? Millisena me näeksime väikest ava või pilu läbinud valgust langevana ava või pilu taha asetatud ekraanile, kui ei oleks difraktsiooni nähtust? Milline on difraktsioonipilt tegelikult? Difraktsiooni nähtus: Lainete kandumine tõkete taha. Valguse kandumine geomeetrilisse keskkonda. Valguse difraktsioon on lainete kandumine geomeetrilise varju piirkonda. Väike ava: Kui difraktsiooninähtust ei oleks, siis me ei näeks valgust ekraanil. Difraktsioonipilt: Difraktsiooni jooned asetuvad alati paralleelselt ava servadega. Kui vaadelda difraktsiooni valges valguses, on ribad
Kui elektron läheb üle kõrgema energiaga energianivoole, siis neelab energiat. elektronvolt- energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potensiaalide vahet 1 volt. planetaarmudeli vastuolud? 1. kui elektron kaotab energiat peaks elektron tuuma kukkuma. 2. elektron liigub kiirendusega, keha peaks ära lendama. kvandi energia e=hf e-kvandi energia, h= 6,6*10-34 j*s, f-sagedus. elektronis "lainetab"-tõenäosuslaine. elektroni lainelist iseloomu tõestas elektronide difraktsioonipilt. leiulaine-osakese leiutõenäosus antud punktis ja antud ajahetkel.
14. Millest sõltub inimese värvusaisting? 15. Milles seisneb värvipimedus? 16. Millise värvuse suhtes on inimsilm kõige tundlikum? 17. Mis iseloomustab infra- ja mis ultravalgust? 18. Mis toimub valgusega erinevat tooni pindadel või filtrites? 19. Mis on värvusfilter? 20. Mille poolest erineb must pind valgest pinnast? 21. Miks valget valgust nimetatakse liitvalguseks? 22. Milles seisneb valguse difraktsiooni nähtus? 23. Kuidas saaks valguse difraktsiooni jälgida? 24. Kuidas difraktsioonipilt ava suhtes asetub ja kuidas sõltub ava laiusest? 25. Miks tavalises valguses difraktsioonipilt on mitmevärviline? 26. Kuidas Huygensi-Fresneli printsiip seletab difraktsiooniribade tekkimist kitsa pilu taha? 27. Mida nimetatakse ,,varju" piirkonnaks? 28. Mida nimetatakse valguse interferentsiks? 29. Kuidas valguslainete liitumise tulemus sõltub nende käiguvahest? 30. Mida nimetatakse lainete käiguvaheks? 31. Millal lained teineteist võimendavad ja millal nõrgendavad? 32
lähtuvad homogeenses (isotroopses) levimiskeskkonnas sfäärilised (või ringjoonelised)sekundaarlained (moodustub ka tagasilaine). 5. Valem: 6. Kui tõkkele (või selles olevale avale) langeb sfääriline laine ja difraktsioonipilti jälgitakse suhteliselt tõkke lähedal, siis on tegu Fresneli difraktsiooniga. 7. Kui parameeter p >>1 , siis on tegemist nn kaugväljaga ja difraktsioonipilt, mida me näeme, on Fraunhoferi oma. Kui p ≤1, siis asume lähiväljas ja näeme Fresneli difraktsiooni. Kui p <<1, siis difraktsioon pole märgatav ja kehtivad ligikaudu geomeetrilise optika seaduspärasused. Nägime, et difraktsiooniliike võib rangemalt eristada ühe kindla kriteeriumi – parameetri p väärtuse järgi. Seda parameetrit nimetatakse Fresneli arvuks. 8. Must täpp tekib paarisarvu korral, min. 9. Valge peegeldab kõiki valguse lainepikkusi. 10
difraktsiooniks. Difraktsiooni tõttu satub valgus geomeetrilise varju piirkonda. Difrageerunud valguse edasisel levimisel täheldatakse interferentsi, mille tulemusena valguse intensiivsus on erinevates ruumipunktides erinev. Intensiivsuse jaotuse ava või tõkke taga määrab valguse lainepikkus ja ava või tõkke kuju ning suurus, samuti vaatluskoha kaugus avast või tõkkest. Antud töös tekitatakse difraktsioonipilt korrapärase (perioodilise) pilude süsteemi, nn difraktsioonvõre abil, milles maksimumid on märgatavalt intensiivsemad ja kitsamad kui ühe pilu korral. Lihtsamaks optiliseks difraktsioonivõreks on klaasplaat, millele on teemantnoaga lõigatud üksteisest võrdsel kaugusel asuvad vaokesed – kriimustused laiusega b (joon. 19.1), mis on praktiliselt läbipaistmatud. Joonis 19.1
Selliseid laineid nimetatakse koherentseteks. Laine amplituudid vastavas ruumipunkits sõltub interfereeruvate lainete amplituudist ja faasinihkest. Vastasfaasis lained "nõrgendavad" üksteist, aga samas faasis lained "tugevdavad" teineteist. Interfereeruvaid laineid võib olla minimaalselt kaks, enamasti on tegu paljude lainetega. 7. Kuidas mõista lauset ,,Difraktsioonivõre töö põhineb interferentsinätusel"? difraktsioonipilt tekib lainefrondilt lähtuvate sekundaarlainete interferentsi tulemusena. 8. Mis on lainete käiguvahe? Kiirte teepikkused kuni kohtumiseni on erinevad. Kahe naaberkiire teepikkuste erinevust nimetatakse käiguvaheks 9. Millise käiguvae korral valguslained võimendavad üksteist? Kui nüüd ühendada geomeetriliselt need lainefrondi punktid, mille kaugus vaatluspunktist on , saame pinna, mille kõik punktid üksteise kiirgust võimendavad
väikesed, et lisaks piiskadelt ja piiskades peegeldumisele ning murdumisele hakkab rolli mängima ka valguse difraktsioon piiskadel. Mida väiksemad piisad, seda olulisemaks muutub difraktsiooni osa vikerkaare väljanägemise kujundamisel. Üksiku piisa difraktsioonipildiks on kontsentrilised ringid, kus iga järgmine vööt on eelmisest nõrgem. Kuivõrd valguse difraktsioonis kõrvalekaldumine oleneb lainepikkusest, on ka difraktsioonipilt värviline - eri värvi valguse hajumise maksimumid on eri kaugusel valguse esialgsest levikusuunast. Vikerkaares tekitab difraktsioon korduvad kaared, mis on vahetult põhivikerkaare kõrval. Iga järgmine kaar on eelmisest samavärvi kaarest kahvatum. Väga väikeste piiskadega udus hakkab valguse difraktsioon piiskadel domineerima ja difraktsioonipildi heledus kahaneb nurkkauguse kasvades aeglasemalt. Tulemuseks on
kui punktis A on max. siis =k ja tähtsaim valem lainete pikkuseid kiirgustel väljendab =db/ka Kaksikpilu ja polükromaatne valgus (difraktsioonispektrid joonisel, nagu katseski) Valguslaine on ristlaine. Valguslaine elektri- ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt. Valguse difraktsioon: valguse sattumine varju piirkonda. Sõrmede vahelt valgust vaadates saab näha kitsast pilust difraktsiooni. Varju piirkond on see koht, kuhu valgus, mis sirgjooneliselt levib, ei satu. Difraktsioonipilt ja Huygensi-Fresneli printsiibist: Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist. Vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel. Difraktsioon on tühine siis, kui avade mõõtmed on väga palju suuremad valguse lainepikkusest ja valguse levimist võib pidada sirgjooneliseks. Valguse polarisatsioon: selle abil reguleeritakse täpi heledust LCD telerite ekraanil (3 täppi). Ühtepidi asetsevatest kristallidest paistab
difraktsioonipildid kattuvad. Enam ei ole võimalik eristada, kas on tegemist ühe või kahe kujutisega. 3 Mida teha tähtede paremaks vaatlemiseks? Tähtede paremaks vaatlemiseks tuleb kasutada suurema läbimõõduga objektiive. Siis paiknevad difraktsioonirõngad tähe kujutisele (heledale täpile) lähemal ja meil on parem tähti eristada. Selles, et ava suurendamisel difraktsioonipilt "kitseneb", veendusime ise filmitükis oleva pilu laiust muutes. Lahutusvõime suurendamine on keeruline probleem ja selle lahendamine kallis. Maailma suuremate teleskoopide objektiivide läbimõõdud ulatuvad 10 m. Projekteeritakse 100 m läbimõõduga peegelobjektiivi. Sellised objektiivid on väga kallid. Eestis on suurima objektiiviga teleskoop Tõravere observatooriumis (objektiivi diameeter 1,5m). Maailma võimsaim optiline mikroskoop suudab piiluda viirusi?
22.11.12 20 Elektron lainetab 1 1. Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed-lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. 2. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. 3. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. 4. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. Vt. Järgmine slaid. 22.11.12 21 Röntgenikiirte ja elektronide difraktsioonipildid A röntgenkiirte difraktsioon, B elektronide difraktsioonipilt. Elektronidel on lainelised omadused! 22.11.12 22 Elektroni laine olemus. 1. Laine on millegi perioodilise muutumise levimine ajas ja ruumis.mis siiski lainetab elektronide juures? 2
lainepikkusest (d = 2..5) Difraktsioon esineb ka siis, kui veelained läbivad tõketes olevaid avasid. Valguse sattumine varju piirkonda Varju piirkonnaks nimetame seda ruumiosa,kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu. Joonis : Tasalaine frondi tekkimine Huygensi printsiibi kohaselt. Tasalaine frondiks on elementaarlainete puutepind. Huygensi printsiibi abil saab seletada valguse sattumist varju piirkonda. Difraktsioonipilt ja Hygensi-Fresneli printsiip Huygensi printsiipi täpsustas Prantsuse füüsik A. Fresnel . Selle printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana,kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. See, kas lainel on parajasti maksimaalne, minimaalne või mõni muu väärtus, oleneb laine faasist. Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist.
Uduvihma piisad on nii väikesed, et lisaks piiskadelt ja piiskades peegeldumisele ning murdumisele hakkab rolli mängima ka valguse difraktsioon piiskadel. Mida väiksemad piisad, seda olulisemaks muutub difraktsiooni osa vikerkaare väljanägemise kujundamisel. Üksiku piisa difraktsioonipildiks on kontsentrilised ringid, kus iga järgmine vööt on eelmisest nõrgem. Kuivõrd valguse difraktsioonis kõrvalekaldumine oleneb lainepikkusest, on ka difraktsioonipilt värviline - eri värvi valguse hajumise maksimumid on eri kaugusel valguse esialgsest levikusuunast. Vikerkaares tekitab difraktsioon korduvad kaared, mis on vahetult põhivikerkaare kõrval. Iga järgmine kaar on eelmisest samavärvi kaarest kahvatum. Väga väikeste piiskadega udus hakkab valguse difraktsioon piiskadel domineerima ja difraktsioonipildi heledus kahaneb nurkkauguse kasvades aeglasemalt. Tulemuseks on suhteliselt lai ja peaaegu valge vikerkaar, mille
= sinm Nurk m on m-ndat järku peamaksimumi nurkkaugus nullmaksimumist (m = 0). Selle nurga täpsemaks määramiseks mõõdetakse nullmaksimumist paremal ja vasakul asuvate m- ndat järku peamaksimumide suund mp ja mv . Nende nurkade vahe mp mv võrdub m-ndat järku peamaksimumide omavahelise nurkkaugusega 2m. Siit Kui monokromaatilise valgusallika asemel kasutada polükromaatilist, siis tekkinud difraktsioonipilt sisaldab erinva värvusega maskimume, mille nurkkaugused nullmaksimumist on väikeste nurkade m korral ligikaudu võrdelised lainepikkusega. Järelikult difraktsioonivõre toimib spektraalriistana, mis lahutab liitvalguse spektriks. Sellist difraktsioonivõrega saadud spektrit nimetatakse difraktsioonispektriks e. normaalspektriks. Difraktsioonivõre kui spektraalriista lahutusvõime on määratud tema nurkdispersiooniga. Nurkdispersioon D näitab kiirte
Samas on valgusosakestel lisaks lainelistele omadustele ka osakestele iseloomulikud omadused. · Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed-lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. elektronide difraktsioonpilt B elektronide difraktsioonipilt. Elektronidel on lainelised omadused! Elektroni laine olemus. Laine on millegi perioodilise muutumise levimine ajas ja ruumis.mis siiski lainetab elektronide juures? Lainefüüsika seadustele allub elektroni asumistõenäosus antud punktis. Seda teoreetilist konstruktsiooni nimetatakse ka tõenäosuslaineks. Need lained ei levi mingis konkreetses materiaalses keskkonnas.
Koherentseteks nimetatakse (valgus)allikaid, mille poolt kiiratud (valgus)lainete faasinihe on kogu aeg ühesugune. 29.Valguse interferents Valguse interferentsiks nimetatakse nähtust, mille korral kahest või enamast valgusallikast kiiratud valguslainete liitumisel toimub valgusenergia ümberjaotumine, mille tulemusena ühtedes ruumipunktides valguse intensiivsus kasvab, teistes kahaneb. 30.Valguse difraktsioon difraktsioonipilt tekib lainefrondilt lähtuvate sekundaarlainete interferentsi tulemusena. 31.Absoluutselt must keha Kui kõigi lainepikkuste jaoks on a= 1, siis r= d= 0 , mis tähendab, et keha neelab kogu talle langeva energia. Selliseid kehi nimetatakse absoluutselt mustadeks kehadeks. 32.Kiirgusseadused Kiirgusvõime ja neeldumisvõime suhe termodünaamilise tasakaalu tingimustes ei sõltu kehast, ta on kõigi
Samas on valgusosakestel lisaks lainelistele omadustele ka osakestele iseloomulikud omadused. Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed- lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. Vt. Järgmine slaid. Röntgenikiirte ja elektronide difraktsioonipildid A röntgenkiirte difraktsioon, B elektronide difraktsioonipilt. Elektronidel on lainelised omadused! Elektroni laine olemus. Laine on millegi perioodilise muutumise levimine ajas ja ruumis.mis siiski lainetab elektronide juures? Katsest, mille kirjeldus paikneb õpikus leheküljel 19, järeldub, et lainefüüsika seadustele allub elektroni asumistõenäosus antud punktis. Seda
35. Mis vahe on mono ja polükristalli difraktsioonipildil? Monokristalli difraktsioonipildis on kõik difraktsioonipunktid selgelt eristatavad. Kui monokristalli asemel võtta sama aine juhuslikult orienteeritud kristalliitide kogum ehk polükristall, siis tekib kõikidest monokristallidest summaarselt difrageerunud kiirtest hele rõngas kauguse R keskpunktist. Ekraanile ilmub kontsentrilistest heledatest ja tumedatest rõngastest koosneb difraktsioonipilt. 36. Kuidas toimub elektronide difraktsioon kristalli tasanditelt? Kristalse aine aatomitasandid toimivad elektroni või röntgenkvandi sissetungimisel ainesse selektiivsete peegeldajatena ja kallutavad elektronide voogu või röntgenikiirgust esialgsest sihist kõrvale. Kiirguse peegeldumisel paralleelsetelt kõrvutiasuvatelt aatomtasanditelt toimub interferentsi tagajärjel kiirguse võimendumine kindlatel juhtudel, mida Bragg kirjeldas valemiga. Selle küsimuse vastuses ma kindel ei ole
(4,2x106 D) 5S - 120 Ribosomaalne RNA (rRNA) moodustab bakteriaalsetes ribosoomides 66% massist ja eukarüootsetes ribosoomides 60% massist. Ribosoomid ise moodustavad bakterites 20-40% kuivmassist, eukarüootides tunduvalt väiksema osa. Ribosoomi struktuuri uurimise alal on viimaste aastate jooksul toimunud läbimurre, on suudetud kristalliseerida ribosoomide subühikud ja lahendada röngenkiirte hajumisel tekkiv difraktsioonipilt, mille tulemusel koos elektronmikroskoopia andmetega on esitatud ribosoomide ruumilise struktuuri mudel. Mudelid on seni veel keskmise lahutusvõimega (5-5,5 Å, Thermus thermophilus'e 50S ja Haloarcula marismortui 30S), aga annavad siiski pildi ribosoomi struktuurse organisatsiooni kohta. rRNA ja valgud on organiseeritud ribosoomi struktuurseteks domäänideks, mis moodustavad mRNA, tRNA'de ja valguliste translatsioonifaktorite sidumiskohad. rRNA moodustab
ja koonuse kujuline struktuur. Selline ongi siis eespool välja toodud füüsikaline sisu. Analoogia neis kahes on olemas. Osakene nagu kloonib ennast seda läbi aja ja ruumi. Nii täidabki üks osake kogu ruumi.Osake nagu kloonib ennast ruumis või ajas. Nüüd aga vaatame katset osakesega, mil see läbib mõnda ühte pilu. See on tuntud kui katset osa- kese difraktsioonipiluga. Osake ,,liigub" läbi ühest pilust. Katsed on seda näidanud, et tekib ekraa- nile difraktsioonipilt. Makromaailmas tekitab sellist nähtust lained näiteks vee pinna lained. Kuid mis siis osakesega juhtub? Kas see on ka laine? Tegelikult ei ole see nii. Kuna osake ,,täidab kogu ruumi", ei ole siis enam meil tegemist ühe osakesega, vaid pilu läbib nagu väga palju osakesi. Ei ole enam ühte osakest. Pilu läbib nagu mingisugune ühtne ,,mass-ollus". Laine ei ole ruumis lokalisee- ritud. Nii on ka meil siin osake. Pilu läbides mõjutab ,,igat osakest". Pilu mõjutabki seda ,,osakeste
Näiteks C. J. Davisson ja L. H. Germer avastasid, et kristallplaadilt hajuv elektronide juga tekitab dif- raktsioonipildi. G. P. Thomson ja temast sõltumatult P. S. Tartakovski avastasid difraktsioonipildi elektronide joa läbiminekul metall-lehest. Ka niimoodi leidis De Broglie´ hüpotees hiilgavat eksperimentaalset kinnitust. O. Stern ja tema kaastöötajad näitasid seda, et difraktsiooninähtused ilmnevad ka aatomite ja molekulide jugades. Difraktsioonipilt vastab lainepikkusele, mis on määratud avaldisega: kus h on jagatud 2 . Mikroosakeste juga tekitab difraktsioonipildi, mis sarnaneb tasalaine poolt tekitatud difraktsiooni- pildiga: Joonis 33 Elektronide difraktsioon. ( Saveljev 1979, 239 ). Järgmistelt joonistelt on näha kaksikpilu-inteferentsipilti, mille annab kaksikpilu läbinud elekt- ronkimp luminestseerival ekraanil või fotoplaadil. Võrdluseks on see kõrvutatud valguse kaksikpi-
Näiteks C. J. Davisson ja L. H. Germer avastasid, et kristallplaadilt hajuv elektronide juga tekitab dif- raktsioonipildi. G. P. Thomson ja temast sõltumatult P. S. Tartakovski avastasid difraktsioonipildi elektronide joa läbiminekul metall-lehest. Ka niimoodi leidis De Broglie´ hüpotees hiilgavat eksperimentaalset kinnitust. O. Stern ja tema kaastöötajad näitasid seda, et difraktsiooninähtused ilmnevad ka aatomite ja molekulide jugades. Difraktsioonipilt vastab lainepikkusele, mis on määratud avaldisega: kus h on jagatud 2 π . Mikroosakeste juga tekitab difraktsioonipildi, mis sarnaneb tasalaine poolt tekitatud difraktsiooni- pildiga: Joonis 35 Elektronide difraktsioon. ( Saveljev 1979, 239 ). Järgmistelt joonistelt on näha kaksikpilu-inteferentsipilti, mille annab kaksikpilu läbinud elekt- ronkimp luminestseerival ekraanil või fotoplaadil. Võrdluseks on see kõrvutatud valguse kaksikpi-
annaabi.ee 
