*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 energiast peab jätkuma elektroni väljalöömiseks. E A H*fmin A fm =A/h 4. Energia jäävuse seadus fotoefekti kohta Et elektron metallist välja lüüa tuleb talle anda energiat (Aväljumistöö) ,seega väljalöödud elektron omandab kineetilise energia. Toimub energia
foto Fotoefektile andis seletuse einstein 1905,täiendades planck kvanthüpoteesi. Valgus ei kiirgu aatomitest lainena,vaid energia portsjonite kaupa. E=hf Einstein:valguskvant saab neelduda aint tervikuna. Ainele langev footon peab fotoefekti tekitamiseks tegema tööd positiivsete ioonide tombejou ületamiseks. Seda nim. väljumistööks. Väljumistöö on alati võrdne vähima energiahulgaga,mis on vajalik elektroni ainest välja viimiseks. Et elektroni aine pinnalt eemalduks on vaja anda elektronile ka kineetiline energia. Footoni energia A+mvruut/2 Järeldus :iga footon suudab vabastada yhe elektroni Valguse intensiivsus määrab fotovoolu tugevuse. Vabanenud elektroni kiiruse määravad valguse sagedus ja väljumistöö. Fotoefekti tingimused Hf on suurem kui A Hf=A Plancki konstant 6.6x10astmel-31 kg.
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 elektronile kineetilise energia andmiseks. E=h h=A+mv2/2, kus h on Plancki konstant Punapiir Igale metallile on omane max. p, mille puhul tekib fotovool. 3. Valguserõhk Valguse mehaaniline mõju pinnale, millele ta langeb. Footonid langedes mingile pinnale annavad sellele üle oma impulsi. See põhjustab valguse rõhu tekkimis. 4. Comptoni efekt Valguse levimis suuna ja laine pikkuse muutumine põrkumisel elektroniga või teiste elementaar osakestega. 5
Aatomist ei lase elektrone lahkuda positiivne külgetõmbejõud. Laetud tuuma tõmbejõud, mis tekitavad elektronile sügava potensiaalaugu. Sulustatud mikroosake tohib liikuda ainult teatud kindlate kiirustega, tema kiirus on kvanditud. Kui elektron on sulustatud ruumi, muutuvad tema leiulained seisulaineteks. Kvantarvud nt elektroni asukohta, kus see tuuma suhtes paikneb. Laineomadustega elektron ei saa karbis kunagi paigale jääda, madalaima energiaga on elektron põhiseisundis.3mõõtmelises ruumis määravad leiulained 3 kvantarvu
energia ei sõltu valguse intentsiivsusest vaid kiirguse sagedusest. · II Fotoefekti punapiir oleneb elektroodi materjalist. · III Küllastusvool on võrdeline elektroodidele langeva valgusvooga Seaduspärasused · Fotoefekti teooria seletas A. Einstein · Ta ütles, et valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. Elektroni energia suureneb täpselt h*f võrra. · Langeva valguse footoni energia kulub tõmbejõudude ületamiseks ja elektronile kineetilise energia andmiseks. · Vähimat väljumiseks vajavat energiahulka nimetatakse väljumistööks. Teooria
Iga footon suudab vabastada ühe elektroni. Mida rohkem on valgusvihus footoneid seda rohkem langeb neid ühes sekundis pinnaühikule. Teisiti öelduna, seda suurem on valguse intensiivsus. Seepärast määrabki intensiivsus ära ainest eraldunud elektronide arvu ja sellega ka fotovoolu tugevuse. Vabanenud elektronide kiirus on aga määratud valguse sageduse ja väljumistööga. Nagu Einsteini valemist näha, saab fotoefekt esineda ainult juhul kui hf>A. Ainult siis jätkub energiat elektronile kineetilise energia andmiseks ja ainest Fotoefekti rakendusi Mikrolained läbivad Maa atmosfääri peaaegu neeldumata ja Maa peal muudetakse nende energia uuesti elektrienergiaks. Ei löö valgus ainest elektrone välja, vaid ainult vabastab neid oma aatomite küljest. Need vabanenud elektronid saavad aines vabalt liikuda,
Osooni leidub vähesel määral männi metsas ja osooni tekib välgu korral! Osooni kasutatakse veepuhastamisel ja õhu värskendamisel! Sama liiki aatomid – Lihtained Eri liiki aatomid – Liitained H2O JA CO2 Vesiniku aatom – H Süsiniku aatom – C Vee molekul – H2O Süsihappegaasi molekul – CO2 Vee molekul koosneb, ühest hapniku aatomist ja 2-est vesiniku aatomist! Süsihappegaasi molekul koosneb, ühest süsiniku aatomist ja 2- est hapniku aatomist! Aatomid annavad elektronile kerakuju! Molekulid ei ole kerakujulised! Osakest mis tekib elektronide loovutamisel või haaramise tulemusena nimetatakse iooniks! Ained koosnevad osakestest! Aineosakesteks on aatomid, molekulid ja ioonid! Molekulid tekivad aatomite ühinemisel! Vesinik – H2, värvitu gaasiline aine. Aatomituuma moodustab 1 prooton! (liigub ümber üks elektron) Esineb tavaliselt molekulidena! Hapnik – O2, värvitu gaasiline aine. Aatomituumas mooudustab 8 prootonit ja 7-9 neutronit
arvel ainest tekiks fotoefekt, nimetatakse väljumistööks (A). Väljumistööle vastava valguse lainepikkust nimetatakse punapiiri lainepikkuseks - see on suurim valguse f lainepikkus, mis antud ainest fotoefekti põhjustab. (punpiiri sagedus - p , on vähim valguse sagedus, mis antud ainest veel elektroni välja lööks). Ainele langeva valguskvandi energia (E) kulub ainest elektroni välja löömiseks (A) ja elektronile kineetilise energia (K) andmiseks: E=A+K Seda valemit nimetatakse me v 2 h f h fp Einsteini fotoefekti võrrandiks ja lahti kirjutades saab see kuju: 2 . Siin me on elektroni mass (9,1·10³¹kg) ning v elektroni kiirus. Seda, et valgust võib käsitleda osakesena, tõestavad peale fotoefekti nähtuse ka
Valgusstaadium. Et rakus üldse fotosüntees hakkaks toimuma on vaja energiat nende protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele elektronile. See elektron saadakse vee molekuli lõhustumisel. Vesi siseneb taime juurte kaudu mullast ja on fotosünteesi toimumiseks üks olulisi komponente. Vee lõhustumiseks on samuti vaja päikeseenergiat. Vee molekul lõhustub hapnikuks ja vesinikioonideks. Moodustunud hapnik väljub lehest läbi õhulõhede ja seda kasutavad hingamiseks teised taimed ja loomad ning ka seesama taim ise. 2H20 = 4H+ + O2 Valgusstaadiumis moodustub reduktiivjõud NADPH+H+, mis on vajalik pimedusstaadiumi
Uf näitab et valguse intensiivsuse (I) olemas olu puhul kanduvad osakesed ise anoodile ja I1 tekitavad seega nõrka fotovoolu. Uf U Einsteni võrrand: Metallipinnale langeva ja seal neelduva footoni energia (kvandi energia) E kulub elektroni välja löömiseks metallist ja välja löödud elektronile kineetilise energia andmiseks. - footoni energia - elektroni väljumis töö + temale antav kineetiline (liikumis) energia Punapiir: - kogu kvandi energia E kulub e- väljalöömiseks A (kineetilise en.- ks footoni energiat enam ei jätku) Punapiiri lainesagedus (suurenedes väheneb footoni E) Fotokeemileised reaktsioonid keemilised reaktsioonid, millede kulgu kutsub esile valguse toime
Merevaiku on kasutatud ka rahana. Merevaiku kasutati enne meie aega. Tihti kasutati seda ravimina. Merevaigutolm pandi põlema ja sellega suitsutati last, et ta kasvaks tugevaks ja suureks Page 8 Põletamisel eraldab merevaik meeldivat lõhna. Merevaik pehmeneb 150 °C ja sulab 350375 °C juures. Iseloomulik on elektriseerumine näiteks villase riidega hõõrumisel. Merevaik on andnud nime elektronile ja elektrile. Page 9 Legend Kalur Kastitis ja Juurate. Juurate oli jumal. Kastitis jäi Juuratele silma ning nad armusid. Perkunas ehk piksejumal hoiatas Juuratet, et Kastitis on surelik ja selline asi pole lubatud. Juurates kutsus Kastitise enda juurde ning Perkunas vihastas ja purustas Juurate merevaigust lossi ning aheldas ta varemetesse, kus ta merevaigust pisaraid nutab.
Merevaik on tundlik hapete ja kõrge temperatuuri suhtes. Teda tuleb kaitsta higi ja päikesevalguse eest. Füüsikalised omadused Merevaigu kõvadus on Mohsi skaalal 22,5, tihedus 10501100 kg/m³. Merevaik pehmeneb 150 °C ja sulab 350375 °C juures. Murdepind on karpjas või tasane. Lõhenevus puudub. Kriipsu värvus on valge. Murdumisnäitaja on 1,5371,545. Kaksikmurdumine puudub. Iseloomulik on elektriseerumine näiteks villase riidega hõõrumisel. Merevaik on andnud nime elektronile ja elektrile. Leiukohad Maailma kõige rikkalikumad merevaiguleiukohad asuvad Kaliningradi oblastis. Suhteliselt palju on merevaiku ka Leedu rannikul. Sinna toovad merevaiku tormilained, mis merevaigu tükke meresetetest välja toovad. Enamik maailma merevaigust on Läänemere ja Dnepri jõe vahelises ligikaudu 2000 km pikkuses ja 500 km laiuses vööndis. Kasutusalad Merevaiku kasutati ehtekivina ja isegi rahana. Merevaik oli väga hinnatud Vana-
kui elektron neelab footoni, siis tema energia suureneb täpselt h*f võrra. Fotoefekti teooria loomise eest sai Einstein 1921.a. Nobeli füüsika preemia E=F*f Ainele langev footon peab fotoefekti tekitamiseks tegema tööd (positiivsete ioonide tõmbejõudude ületamiseks. Seda tööd nim. väljumistööks. Väljumistöö on alati võrdne vähima energiahulgaga, mis on vajalik elektroni ainest välja viimiseks. Et elektron aine pinnalt eemalduks on vaja (lisaks väljumistööle) anda elektronile ka kineetiline energia mv2/2 Energia jäävuse seaduse kohaselt kulub footoni energia: kus A-väljumistöö; m elektronmass; v- elektroni liikumiskiirus h*f = A + mv2/2 - Einsteini valem fotoefekti kohta. Saame järelduse : Iga footon suudab vabastada ühe elektroni (väljalöödud elektronide arv sõltub valguse intensiivsusest). Valguse intensiivsus määrab fotovoolu tugevuse Vabanenud elektroni kiiruse määravad valguse sagedus (lainepikkus) ja väljumistöö
valguse ja ultraviolettkiirguse) toimel. 11. Kvant ehk footon ja selle energia Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk kvant (valguskvant). Footoni energia on määratud valemiga: E= hf= hc/oom 12. Fotoefekti võrrand Matemaatiliselt väljendub fotoefekt järgmises võrrandis: , kus A on väljumistöö ehk energia, mis on vaja anda elektronile, et teda metalli pinnalt vabastada; on väljunud elektroni kineetiline energia (m on elektroni mass ja v on elektroni kiirus) ning h on footoni ehk valguskvandi energia (f on footonile vastava laine sagedus ning h on Plancki konstant). 13. Fotoefekti seadused 14. Valguse dualistlik käsitlus
tüübist elemendi tähisele "+" või "" märgi ning märkides vajadusel ära kaotatud või juurde saadud elektronide arvu. Näiteks H+ ja SO42-. Ionisatsioonienergia Energia, mis on vajalik põhiolekus (madalaimal energiatasemel) oleva elektroni väljalöömiseks aatomi elektronkattest nimetatakse ionisatsioonienergiaks ehkio nisatsioonipotentsiaaliks. Tegemist on selle elektroni seoseenergiaga aatomis. N taseme ionisatsioonienergia on energia, mis on vaja anda n elektronile peale seda kui n 1 elektroni on juba aatomist eemaldatud. Iga järgmise taseme ionisatsioonienergia on oluliselt suurem kui eelmine. Eriti suur hüpe ionisatsioonienergias toimub peale alamelektronkihi tühjendamist elektronidest. Sel põhjusel on enamus ioone sellised, millel on pealmine alamelektronkiht täidetud. Näiteks naatriumil on väliskihis ainult üks valentselektron ning seega on kõige levinum naatriumi ioon Na+.
– Välisfotoefekti korral lööb valgus(laine) ehk footon negatiivselt laetud metalli pinnalt välja elektrone. Fotoefekt on võimalik vaid siis, kui footoni energiast piisab elektroni kättesaamiseks metalli pinnast. Matemaatiliselt kirjeldab fotoefekti Einsteini valem, mis ütleb, et footoni energia fotoefekti korral kulub: 1) väljumistööks A, st energiaks, mis kulub elektroni kättesaamiseks metalli pinnast, 2) elektronile kineetilise energia andmiseks ehk tema minemakihutamiseks metalli pinna lähedusest. 7 Mis on fotoefekti punapiir, mitte sinipiir, rohepiir või mingit muud „värvi“ piir? – Fotoefekti punapiir tähendab minimaalset footoni võnkesagedust, mille puhul fotoefekt antud metalli korral veel võimalik on. 8 Kirjelda, kuidas vesiniku aatomid kiirgavad nähtavat valgust? – Kui rakendada vesinikule kõrgepingeline elekriväli, hakkab vesinik kiirgama nähtavat valgust,
Planck'i hüpotees ütleb, et valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektroni vabastama. Einsteini fotoefekti teoori järgi valgus kant saab neelduda ainult tervikuna. Neeldunud fotoenergia kulub tõmbe jõudude ületamiseks ja elektronile kineetilise jõu andmiseks. Väljumistööks nimetatakse vähimat energiahulka, mis on vajalik elektroni ainest väljaviimiseks. Fotoelemendis tekib valguse toimel elektrivool või muudetakse valguse energia elektrienergiaks. Kasutatakse automaatikas ja telemehaanikas, toodete kvaliteedi kontrollimisel, valguse mõõtmisel, kinos, televisioonis jne. Fotokeemilisteks reaktsioonideks nimetatakse keemilise reaktsioone, mis toimuvad ainult valguskvantide osavõtul.
keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet. Tuumareaktsioonide võrrandeid võib kirjutada täpselt nagu keemiliste reaktsioonide võrrandeid. Erinevalt tuumareaktsioonidest, ei toimu keemilises reaktsioonis aatomituumade muutusi. 2. Mis on seoseenergia. Too näiteid Seoseenergia on mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. Näiteks elektroni seoseenergia on energiahulk, mis on tarvis elektronile anda, et teda oma orbiidilt välja lüüa 3. Kuidas oleneb tuumade seoseenergia massiarvust? Seoseenergia kasvab massiarvu kasvades 4. Missugustes tingimustes on võimalik kergete tuumade ühinemine? Temperatuur peab tõusma vähemalt 10 miljoni kraadini. Tuumad peavad üksteisele hästi lähedal olema. 5. Too näide lihtsamast sünteesireaktsioonist! Kui palju eraldub selles energiat? Kaks deuteeriumi tuuma ühinevad , tekib uus tuum, kõige lihtsamaks sünteesi saaduseks on heelium 6
2.Mikromaailma täpsuspiirangud- osakese kirjeldamiseks kasutatavad suurused on paarikaupa täpsuslikus seoses. Kui ühe suuruse täpsust suurendada, kaotatakse teise suuruse täpsus. 3.Millal elektron satub potentsiaalbarjääriga kokku- 4.Elektroni isel kvantarvud- n-peakvantarv, l-orbitaalkvantarv, m1-magnetkvantarv ja s- spinnkvantarv 5.Kvantarvude sisu, mida näitavad- määravad elektroni olekud 6.Spinn- Elektronile(ja teistele elemntaarosakestele) omast sisemist magnetismi iseloomustab osakese spinn. 7.Selgita tõrjutusprintsiibi sisu(Pauli printsiip)- samas aatomis ei saa olla kahte ühesugust elektroni. 8.Ioonside,keemiline side. Elektriline tõmbejõud erinimeliselt laetud ioonide vahel moodustab ioonsideme. Keemiline side on vastastiktoime aatomite vahel molekulides ja ioonide vahel kristallides 9.Energiatsoon- Elektronide lubatud energiate vahemik. 10
ümbritsetud koaksiaalse anoodiga, ja mis asetseb välises aksiaalses (teljesuunalises) magnetväljas. Magnetväli tekitatakse lampi ümbritseva solenoidi abil. Magnetvälja puudumisel liiguvad kõik katoodist K väljuvad elektronid elektrivälja mõjul radiaalselt anoodile A ja anoodi vooluringi läbib vool, mille tugevus Ia oleneb anood- ja küttepingest. Kui solenoidi abil tekitada magnetväli, siis lisaks elektrilisele jõule mõjub elektronile magnetiline Lorentzi jõud, mis on risti nii kiiruse kui ka magnetväljaga. Mida suurem on magneetiline induktsioon B seda suurem on trajektooride kõrvalekaldumine. Kui nõrga magnetvälja korral jõuavad kõik elektronid anoodile ja anoodvool püsib konstantsena, siis induktsiooni suurendamisel tekib moment, kus elektronide trajektoorid ei ulatu anoodini ja elektronid jõuavad katoodini tagasi. Anoodivool väheneb järsult nullini. Vastavalt induktsiooni väärtust nimetatakse
energia suurem. 7. Kirjelda välis- ja sisefotoefekti? – välisfotoefekti korral lööb valgus(laine) ehk footon negatiivselt laetud metalli pinnalt välja elektrone. Fotoefekt on võimalik vaid siis, kui footoni energiast piisab elektroni kättesaamiseks metalli pinnast. Matemaatiliselt kirjeldab fotoefekti Einsteini valem, mis ütleb, et footoni energia fotoefekti korral kulub 1) väljumistööks A, st energiaks mis kulub elektroni kättesaamiseks metalli pinnast, 2) elektronile kineetilise eneriga andmiseks ehk tema minemakihutamiseks metalli pinna lähedusest. E = hf = A + mv2/2. Kui hf=A, siis saab arvutada minimaalset footoni võnkesagedust, mille puhul fotoefekt antud metalli korral veel võimalik on fmin=A/h. Seda minimaalset sagedust nimetatakse fotoefekti punapiiriks. Kuna väljumistööd on erinevate ainete puhul erinevad, siis on ka erinevate ainete korral fotoefekti punapiirid erinevad. Sisefotoefekti
4. lagunemisel tekib uus element, kus ematuum erineb tütartuumast 2 aatominumbri võrra. Üldjuhul võib lagunemise esitada järgmisel kujul: Kus X on ematuum, Y on tütartuum ning A ja Z vastavalt ematuuma massiarv ja aatominumber. · lagunemisel jääb tütartuuma nukleonide koguarv samaks, mis ematuumalgi, kuid ühe võrra on suurenenud prootonite arv tuumas. Järelikult on üks lähtetuuma neutronitest muundunud prootoniks. Selle protsessi käigust tekib lisaks elektronile veel üks osake, millele on antud nimeks neutriino väike neutron. 5. Energeetiliselt kasulikud on kergete tuumade sünteesireaktsioon (termotuumareaktsioonid) ja kontrollitavad ahelreaktsioonid (mida kasutatakse tuumareaktoris energia tootmiseks). 6. Energia eraldub tuumareaktsioonides, kui tuum põrkub kokku elementaarosakestega. 7. Kui raske tuum lõhustub, siis tekkinud tuumakildude eriseoseenergia on suurem kui ematuumal
mis on vajalik vabanemiseks seosest aatomituumadega. Fotoefekti käigus minema löödavaid elektrone nimetatakse fotoelektronideks. Footoni energia on sõltuv talle vastava laine sagedusest. Seega, mida suurem on pealelangeva valguse sagedus, seda tõenäolisemalt vabaneb metalli pinnalt elektrone. Matemaatiliselt väljendub fotoefekt järgmises võrrandis: , kus A on väljumistöö ehk energia, mis on vaja anda elektronile, et teda metalli pinnalt vabastada; on väljunud elektroni kineetiline energia (m on elektroni mass ja v on elektroni kiirus) ningh on footoni ehk valguskvandi energia ( on footonile vastava laine sagedus ning h on Plancki konstant). Kui footoni energia on suurem kui väljumistöö, siis väljub elektron, mille kineetiline energia võrdub footoni energia ja elektroni väljumistöö vahega. Teades elektroni massi, on võimalik arvutada
h= Plancki konstant = h = 6,625 10 J s A = väljumistöö J m = mass kg v = kiirus m/s = kvandi sagedus Einstein ütles, et valgus neeldub ka portsjonitena. Kusjuures 1 valgusportsjoni energia läheb elektrooni väljumistöö tegemiseks ning elektronile kineetilise energia andmiseks. 10. Ülesanded fotoefekti kohta. -34 h= Plancki konstant = h = 6,625 10 J s A = väljumistöö J h* min = A m = mass kg v = kiirus m/s min = = kvandi sagedus min = fotoefekti punapiir
Kuhu peab olema suunatud magnetväli, et elektronide kiir kalduks ekraani vasakusse ossa? Vastus: alla 2.Arvuta Lorenzi jõu suurus elektroni jaoks, mis liigub Maa magnetväljas risti magnetvälja jõujoontega kiirusega 1000 km/s. Magnetinduktsioon on 50 mT ja elektroni laeng on 1,6×10-19 C. Vastus: 8*10-15 N 3.Elektron kiirusega 100 m/s siseneb homogeensesse magnetvälja risti sellega. Kui suur jõud mõjub siis elektronile, kui magnetiline induktsioon on 1 T? Vastus: 1,6*10-17 N 4.Kuidas liigub laetud osake magnetväljas, kui magnetvälja jõujooned on paralleelsed osakese kiirusvektoriga? Vastus: muutumatu kiirusega 5.Kuidas liigub laetud osake magnetväljas, kui magnetvälja jõujooned on risti osakese kiirusvektoriga? Vastus: ringjoonelise trajektoriga Endainduktsioon Endainduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni nähtuse alaliik, mida põhjustab voolutugevuse
Mida nim. endainduktsiooniks? Millistes vooluringides tekib? *13. Mida iseloomustab induktsiivsus? Tähis, ühik. Defineeri 1 H. *14. Pooli magnetvälja arvutamisvalem, tähised valemis. *15. Too näiteid induktiivsuse kasutamisest. *16. Pöörisvoolud ja nende rakendusalad. Lorentzi jõud, elektromagnetiline induktsioon, mahtuvus ja endainduktsioon G2 klass KT. nr. 2. 1. Ühtlasse magnetvälja induktsiooniga 0,085 T lendab risti jõujoontega elektron kiirusega 46 Mm/s. Leida magnetväljas elektronile mõjuv jõud ja trajektoori raadius? 6,2 * 10 -3 N 2. Elektron liigub ühtlases magnetväljas jõujoontega ristuvas tasandis mööda ringjoont raadiusega 10 cm. Leida elektroni kiirus, kui magnetvälja tugevus on 0,2 mT 3,5 * 10 6 m/s 3. Prooton liigub vaakumis ühtlases magnetväljas, mille induktsioon on 0,2 mT, jõujoontega ristuvas tasandis. Leida prootoni trajektoori trajektoori raadius, kui ta kiirus on 1,2 km/s. Kui suur on prootoni tiirlemisperiood
kimbu mõjul objekti eri punktidest väljuvate sekundaarelektronide voo intensiivsust 23. Tunnelmikroskoobi tööpõhimõte. Tunnelimikroskoobis skaneeritakse objekti selle pinna ligidal hoitava ülipeene teravikuga, kujutis tekib kuvari ekraanil teraviku ja objekti vahelise tunnelvoolu kaudu. 24. Mis ei lase elektrone aatomist lahkuda? Aatomist ei lase elektrone lahkuda positiivselt laetud tuuma tõmbejõud,mis tekitavad elektronile sügava potensiaaliaugu. 25. Mida tähendan ,,mikroosakese kiirus on kvanditud"? 26. Kas laineomadustega elektron saab karbis paigal olla?. Elektroni põhiseisund . laineomadustega elektron ei saa karbis paigal olla, kuna tema madalam energia pole 0,vaid on E1= ( h2/8mL2) . See ongi elektronid põhiseisund. 27. Mis on orbitaallained? Aatomis tiirlevad elektronide leiulained 28. Millal kiirgab või neelab aatom valgust?
m v2 fotoefekti olemust ja esitada fotoefekti teooria põhivalemina ehk sõnades h f = A+ 2 metalli pinnale langeva footoni energia h·f kulub elektroni väljalöömise tööks A ja m v2 sellele elektronile kineetilise energia 2 andmiseks. Meenutame, et 1889 valitses täielikult laineoptika, aga laineoptikaga pole põhimõtteliselt võimalik fotoefekti kui kvantoptika nähtust selgitada. Ka elektron ei olnud siis veel teada (avastati 1897). 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
nim.pingeks antud punkkti ja Maa vahel. Elektrimahtuvus: näitab, kui suur laeng tekitab juhil 1Vpotentsiaali või 1V pinge juhtide vahel. Elektrimahtuvu tähis on C, ühik 1F. 1F=1C/1V s.t.juhi mahtuvus on 1F, kui 1C surve laeng tekitab 1V potentsiaali. Selline metallkera peaks maast olema 1000 korda suurem. 1F on väga suur ühik tehnikas. C=q/ . Kondensaatorid: Lihtsam kondensaator koosneb 2-st teineteisest isoleeritud metall-lehest elektronides. Andes ühele elektronile laengu +q, omandab teine q. Seega kondensaatori laeng võrdub ühe katte laeng. Kond.mahtuvus C=q/U, kus U on elektronide (katete)vaheline pinge. Kond.mahtuvus on seda suurem, mida: 1)suurem on pidanala 2)väiksem on elektroodide vahekaugus 3)suurem on elektronide vahelise aine dielektriline läbitavus epsilon. C=epsilon epsilon 0S/d Epsilon0=8,85*10-12F/m. Võrdetegurit epsilon nulli nim. Võrdeliseks konstandiks
omandanud elektronid võivad oma kohalt kristallstruktuuris lahkuda. Lahkunud elektron ei ole seotud enam kristallstruktuuriga ning ta hakkab liikuma aines elektrivälja mõjul, muutudes laengukandjaks ehk voolupõhjustajaks. Lahkunud elektroni kohale jääb struktuuris vaba koht ja aatom omandab positiivse laengu. Seda vaba kohta võib vaadelda positiivse laengu kandjana, sest ta võib täituda mõne kõrval aatomi elektroniga. St ta käitub vastupidiselt elektronile. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib pooljuhis elektrone ja auke ühepalju. Kirjeldatud juhtivust nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks. Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus. Sest mida kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on elektronide kiirus ja seda rohkem tekib elektrone ja auke. Omajuhtivuse temperatuurisõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda.
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 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.
pinge) Fotoefektile andis seletuse A.Einstein 1905 a.Einstein täiendades Plancki senist hüpoteesi väitega ,et valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. See tähendab kui elektron neelab footoni ,siis elektronienergia suureneb hf võrra. Ainele langev footon peab fotoefekti tekitamiseks elektroni ainest vabastama.Footon peab tegema tööd aine positiivsete ioonide tõmbejõudude ületamiseks. Seda tööd nimetatakse (A) väljumistööks. Ja veel tuleb elektronile anda kineetilist energiat (mv2/2) ,et ta pinnalt eemalduks. mv 2 hf = A + 2 Fotoefekti punapiir e. piirsagedus on selline lainepikkus, millest pikemaid lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Ehk peab olema teatud sagedus mis suudaks ainest elektronid välja lüüa. Punapiir: - kogu kvandi energia E kulub e- väljalöömiseks A (kineetilise en
Kiirendid Kiirendites kiirendatakse elektriliselt laetud osakesi: elektrone, prootoneid, aga ka raskeid ioone tuuma arvuga 2st 238ni. Kiirendite ajalugu ulatub aastasse 1928 ning nende kasutamisvaldkond ei ole mitte ainult fundamentaalsed uuringud, vaid ka mitmed teised kõrgtehnoloogia valdkonnad (bioloogia ja meditsiin, materjaliteadus, keskkond, ...). Teame, et elektriline potentsiaalide vahe kahe punkti vahel tähendab elektrivälja eksisteerimist selles piirkonnas. Elektronile selles regioonis mõjub jõud: kui potentsiaalide vahe on 1 volt, siis elektroni kineetiline energia kasvab ühe elektronvoldi võrra. Tänapäeval, uurides mateeriat, mille möötmed on femtomeetrites (10-15m), peab uurimiseks kasutatavate osakeste vihk omama vahemalt kineetilist energiat suurusjärgus TeV (teraelektronvolt = 1012 eV). Tavaolukorras on äärmiselt raske sellise energiaga osakesi saada. Esimestes kiirendites
tähega A) 50. Mis on fotoefekti punapiir? Fotoefekti punapiir on piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. 51. Mida näitab antud valem? mv 2 hf = A + 2 Footoni energia kulub aine elektronile kineetilise energia ja väljumistöö andmiseks. See on Einsteini valem fotoefekti kohta ja selgitab fotoefekti teket. ©anmet.ptg 2007 7
/Albert, lk 64/ On palju võimalusi selle eelduse praktiliseks teostamiseks, näiteks asetada kahe elektroni vahele läbitungimatu sein, või ümbritseda mõlemad elektronid läbitungimatute kilpidega. Kuna kvantmehaanika arvutused ei sisalda endas mingit tegurit mille kaudu need takistused saaksid katse tulemust mõjutada. Samuti asetada elektronide vahele detektorid või panna üks elektron teisest eemalduma valguse kiirusel (mõlemad välistavad info märkamatu jõudmise teisele elektronile, esimesel juhul signaali detekteerimise kaudu, teisel juhul ei saa esimese elektroniga toimuv kuidagi mõjutada teist elektroni, kuna signaal saab relatiivsusteooria väitel liikuda maksimaalselt valguse kiirusel) . Oma teostatavuse läbi on see eeldus ilmselt loogiliselt korrektne. Samas määrab kvantmehaanikas elektroni 1 värvuse mõõtmine olekufunktsiooni kollapsi tõttu koheselt 100% kindlusega elektroni 2 värvuse. /Albert, lk 69/ Juhul, kui esimese mõõtmise
©anmet.ptg 2007 7 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ 51. Mida näitab antud valem? mv 2 hf = A + 2 Footoni energia kulub aine elektronile kineetilise energia ja väljumistöö andmiseks. See on Einsteini valem fotoefekti kohta ja selgitab fotoefekti teket. ©anmet.ptg 2007 8
©anmet.ptg 2007 7 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ 51. Mida näitab antud valem? mv 2 hf = A + 2 Footoni energia kulub aine elektronile kineetilise energia ja väljumistöö andmiseks. See on Einsteini valem fotoefekti kohta ja selgitab fotoefekti teket. ©anmet.ptg 2007 8
ümbritsetud koaksiaalse anoodiga, ja mis asetseb välises aksiaalses (teljesuunalises) magnetväljas. Magnetväli tekitatakse lampi ümbritseva solenoidi abil. Magnetvälja puudumisel liiguvad kõik katoodist K väljuvad elektronid elektrivälja mõjul radiaalselt anoodile A ja anoodi vooluringi läbib vool, mille tugevus Ia oleneb anood- ja küttepingest. Kui solenoidi abil tekitada magnetväli, siis lisaks elektrilisele jõule mõjub elektronile magnetiline Lorentzi jõud, mis on risti nii kiiruse kui ka magnetväljaga. Mida suurem on magneetiline induktsioon B seda suurem on trajektooride kõrvalekaldumine. Kui nõrga magnetvälja korral jõuavad kõik elektronid anoodile ja anoodvool püsib konstantsena, siis induktsiooni suurendamisel tekib moment, kus elektronide trajektoorid ei ulatu anoodini ja elektronid jõuavad katoodini tagasi. Anoodivool väheneb järsult nullini. Vastavalt induktsiooni
protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele elektronile. See elektron saadakse vee molekuli lõhustumisel. Vesi siseneb taime juurte kaudu mullast ja on fotosünteesi toimumiseks üks olulisi komponente. Vee lõhustumiseks on samuti vaja päikeseenergiat. Vee molekul lõhustub hapnikuks ja vesinikioonideks. Moodustunud hapnik väljub lehest läbi õhulõhede ja seda kasutavad hingamiseks teised taimed ja loomad ning ka seesama taim ise. Valgusstaadiumis moodustub reduktiivjõud NADPH+H+, mis on vajalik
20. Mis on fotoefekti punane piir? 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. 21. Mis on väljumistöö? Et elektrone hoiavad aines kinni kristallvõre tippudes olevad + ioonid, siis on vaja teha tööd elektriliste tõmbejõudude ületamiseks ja seega kulub fotoelektroni väljumistöö nende jõudude ületamiseks ja elektronile kineetilise energia andmiseks. 22. Einsteini valem fotoefekti jaoks ja selle seletus. hf = A + mv 2/2, 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 m on elektroni mass ja v tema kiirus ainest välja tulemisel. 23. Kirjuta fotoefekti punase piiri sageduse valem. f = A/h 24. Kirjuta fotoefekti punase piiri lainepikkuse valem
2006 aasta keemia eksami küsimused 1. rida 1) Planetaarne aatommudel Peaaegu kogu aat. mass koondunud väga väiksesse posit laetud tuuma. Elektronide arv = tuuma posit laeng Elektronid liiguvad ringorbiidil ümber tuuma Aatomi läbimõõt ligikaudu 10^10 m Tuuma ja elektroni vaheline tõmbejõud peab olema tasakaalustatud elektronile ringorbiidil mõjuva kesktõmbejõuga. Ruthefordi planetarne aatomi mudel: selgitas alfaosakeste hajumisnähtusi, kuid ei selgitanud aatomi stabiilsust ega aatomispektrite katkendlikust (joonspektrid). Need probleemid ületas N. Bohr (aatomi püsivuse tingimused, aatomi esimese kvantmudeli looja). Kolm postulaati. Oma postulaatidega lahendas Bohr joonspektrite tekkemehanismi selgitamise probleemid
Viimased peavad tekkima prootoneist, kuid see protsess on raskendatud.Asi on selles, et neutron on raskem kui prooton.Seega on muutumiseks vaja nii energilist põrget prootoni ja elektroni vahel,et nende kineetiline energia korvaks vajaliku lisamassi vastavalt valemile E=mc². Sellised põrked on Päikese sees valitseva 10 milj kraadi juures üsna harvad.Prootoni ja elektroni ühinemine toimub vajaliku energia olemasolu korral väga väikese tõenäosusega.Põhjuseks on see, et elektronile tuumajõud ei toimi ja siin on tegev teistsugune nn nõrk vastastikmõju. Suuremates tähtedes ja tähtede arengu lõppstaadiumides toimub ka teistsuguseid tuumareaktsioone, selliseid, kus heeliumist tekib raskemaid tuumi kuni raua tuumadeni välja.Veel raskemad tuumad tekivad vaid supernoovade plahvatustel. (vana)Tuumafüüsika rakendus-Kõige tuntum on kasuliku energia tootmine.Tuumkütuse kõrge energia tootmine.
pole kunagi teatud piirväärtusest suurem. Suurema kiiruse annab lühem lainepikkus ❏ hf = A + mv2/2. A - elektroni metallist väljalöömiseks vajalikku tööd; väljumistöö - kui footonitel on energiat vähem, kui kulub väljumistööks, siis fotoefekti ei teki. Kui energiat rohkem, siis tekib lisaks ka teatud kineetiline energia ❏ Ekin = mv2/2. v - elektroni suurim võimalik kiirus; m - elektroni mass ❏ Kvandi energia ei saa jaguneda mitmele elektronile, sest kvante ei saa vähemateks osadeks jagada ❏ Kus vaja? Neeldunud valguskvantide energia annab võimaluse viia elektronid samas ainetükis teise kohta, tihti teise kihti. Nii töötavad näiteks päikesepaneelid ja fotoaparaatide sensorid. ❏ Footon tabab metalli pinda ja tõrjub sellest elektroni ja annab sellele kineetilist energiat. ❏ Elektronide difraktsioon. Aatomimudeli üheks aluseks on dualismiprintsiip. Kõigil
10.Milline on avaldis elektrijuhtivuse leidmiseks ioonlises keraamikas. &kogu=&elektroonne+&iooniline 11.Defineerige Gibbsi faaside reegel 8 1.Mis on materjali omadus? Materjali omadus on selle materjali vastumõju mingi välisparameetri muutusele. Tähtsamad omadused on: mehhaanilised, termilised, elektrilised, magnetilised, optilised ja materjali vastupidavus keskkonna mõjule 2.Millised on lubatud energianivood elektronile aatomis? Liikudes ümber tuuma on elektronile lubatud ainult kindlad energiavood, mis lubavad omandada elektronil just kindlad energiaväärutsed. 3.Iseloomustage püsivat dipoolsidet? Suhteliselt nõrgad, tekivad molekulide elektronpilve tiheduse assümeetriast tingitud molekulaardipoolidest. 4.Kuidas toimub kovalentse sideme teke hapniku molekulis? Toimub p elektronide jagunemisel molekuli moodustavate aatomite vahel. O2 aatom, mis omab välismises elektronkihis 6 elektroni, saavutab pärast kahe 2p elektroni jagunemist
Et rakus üldse fotosüntees hakkaks toimuma on vaja energiat nende protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele elektronile. See elektron saadakse vee molekuli lõhustumisel. Vesi siseneb taime juurte kaudu mullast ja on fotosünteesi toimumiseks üks olulisi komponente. Vee lõhustumiseks on samuti vaja päikeseenergiat. Vee molekul lõhustub hapnikuks ja vesinikioonideks. Moodustunud hapnik väljub lehest läbi õhulõhede ja seda kasutavad hingamiseks teised taimed ja loomad ning ka seesama taim ise. 2H20 = 4H+ + O2
Et rakus üldse fotosüntees hakkaks toimuma on vaja energiat nende protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele elektronile. See elektron saadakse vee molekuli lõhustumisel. Vesi siseneb taime juurte kaudu mullast ja on fotosünteesi toimumiseks üks olulisi komponente. Vee lõhustumiseks on samuti vaja päikeseenergiat. Vee molekul lõhustub hapnikuks ja vesinikioonideks. Moodustunud hapnik väljub lehest läbi õhulõhede ja seda kasutavad hingamiseks teised taimed ja loomad ning ka seesama taim ise. 2H20 = 4H+ + O2
matemaatilisest formalismist. Kvantmehaanikas vaadeldavate mikroobjektide märkimisväärsemad iseärasuseks on veel Lainelis-korpuskulaarse dualism, mis ütleb, et kvantobjektid käituvad korraga nagu lained ja osakesed, ja sellega kaudselt seotud määramatuse relatsioonid, mis keelavad teatud füüsikaliste suuruste paaridel samaaegselt kindlat väärtust omada. Selliseks paariks on näiteks impulss ja asukoht: näiteks elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisulaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav parimal juhul lainepikkuse täpsusega; Sarnaselt on seotud ka aeg ja energia. Kvantmehhaanikas kirjeldatakse füüsikalisi objekte ja nende omadusi statistiliselt. Mikroosakese oleku määrab tema lainefunktsioon Ψ (Ψ2 – tõenäosuse tihedus), mille argumendid on osakeste koordinaadid ja aeg. Lainefunktsioon leitakse
Samuti peab kõikides faasides olema püstitunud keemiline tasakaal ja iga komponendi keemiline potentsiaal peab kõikides kooseksisteerivates faasides olema ühesugune.) 8 pilet 1.Mis on materjali omadus?Materjali omadus on selle materjali vastumõju mingi välisparameetri muutusele.Tähtsaimad omadused on: mehhaanilised, termilised, elektrilised, magnetilised, optilised, ja materjali vastupidavus keskkonna mõjule. 2.Millised on lubatud energianivood elektronile aatomis? Liikudes umber tuuma on elektronile lubatud ainult kindlad energiavood, mis lubavad omandada elektronil just kindlad energiaväärtused. 3.Iseloomustage püsivat dipoolsidet? Suhteliselt nõrgad, tekivad molekulide elektronpilve tiheduse assümeeriast tingitud molekulaardipoolidest. 4.Kuidas toimub kovalentse sideme teke hapniku molekulis? Toimub p elektronide jagunemisel molekuli moodustavate aatomite vahel.(hapniku)
Z XA Z -2 Y A -4 + 88 Ra 226 86 Rn 222 + 2 He 4 + - lagunemisel tekib uus nukliid, kiirguse osakesed en elektronid , mis kalduvad magnetväljas kui negatiivsed laengud. Antud juhul jääb tütartuuma nukleonide koguarv samaks, mis ematuumalgi, kuid ühe võrra on suurenenud prootonite arv .Järelikult on üks lähtetuuma neutronitest muutunud prootoniks. Selle protsessi käigus tekib lisaks elektronile veel üks osake - antineutriino - väike neutron. Kui aga prooton muundub neutroniks, paiskub välja muundumisel neutriino e + . Neutriino kujutab endast neutraalset, peaaegu ilma massita, valguse kiirusega liikuvat osakest, mida on äärmiselt raske avastada. Tema roll - lagunemisel on seotud energia jäävusega, mis ilma neutriinota oleks rikutud. Z X A Z + 1 X A + -1 e 0 + 6 C 14 7 N 14
ELEKTROONIKA 1. osa 1. Mida nimetatakse elektroni väljumistööks? Väikseimat tööd, mida tehakse ühele elektronile täiendava energia andmisel ainest väljumiseks, nimetatakse väljumistööks. 2. Miks kasutatakse elektronivoo tüürimiseks negatiivset pinget? lk 9, lk 16 Elektronseadises on elektron mida nim kadoodiks ja mis emiteerib elektrone ehk saadab elektrone elektroodidevahelisse ruumi. Seejuures peab katood saama elektronide väljumistöö tegemiseks ühel või teisel kujul energiat. (lk 9) Kui anoodi ja katoodi vahele rakendada potentsiaalide vahe, mille ,,pluss" on anoodil ja
annaabi.ee 
