Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk kvant. Kui aatom kiirgab kindla energiaga footoni, siis vastavalt energia jäävuse seadusele peab ta kaotama samasuure energiahulga. Mõningane sarnasus on trepist allaveereva keha potentsiaalse energia vähenemisel. Seega on aatomis ka elektronid kindlatel energeetiliste tasemetel. Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energiaga. hf = E2 - E1 Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: 1eV = 1,6 10 -19 J Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: · Kiiritada aatomeid valgusega
lühikeste ajavahemike jooksul niinimetatud lainejadadena. Pärast kiirgamist aatom kustub, st ei kiirga enam valgust Aatom kogub mingi aja jooksul energiat (nt hõõglampi toob energiat elektrivool), et siis jälle hetkeks valgust kiirata Piltlikult võib kiirgavaid aatomeid ette kujutada kui plinkivaid majakaid. Ainult ,,aatomimajakate" puhul pole teada, kui kaua ta kiirgab, kui pikk on paus või mis värvi on kiirguv valgus. Kõik oleneb sellest, milliselt energiatasemelt elektron vabaneb ja millisele energiatasemele ta siirdub. Footoni kiirgamine - animatsioon Luminestsents külm helendus ld k tähendab lumen valgus Mittesoojusliku tekkemehhanismiga kiirgusi nimetatakse üldnimega luminestsents. Luminestsentsi tekkimiseks on tarvis mingi spetsiifilisem, mittesoojuslik energia juhtimine ainesse. Selleks on mitmeid võimalusi: valgusega kiiritamine fotoluminestsents elektrivool elektroluminestsents elektronidega pommitamine (katoodkiirega
mikroosakesed saavad omandada teatud kindlaid energiatasemeid. Tavahõive Tavaolukorras moodustavad alati lõviosa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid. Spontaanne kiirgus Vabakiirgus ehk kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Simuleeritud kiirgus Sundkiirgus ehk välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus. Luminestsents Heledus, mille põhjuseks ei ole kega hõõgvele kuumutamine, vaid teised mõjutused. Koherentne laine Tekib juhul, kui liituvatel lainetel on ühesugune
esinevad kas üksikud värvilised jooned tumedal taustal või üksikud tumedad jooned pidevspektri taustal. Spektrianalüüs: aine keemilise koostise määramine selle joonspektrite alusel. Aatomifüüsika energiaühik: üks elektronvolt on võrde tööga, mis tehakse elektroni ümberpaigutamiseks elektrivälja ühest punktist teise, kui nende punktide potentsiaalide vahe on üks volt. Spontaanne kiirgus: kirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Stimuleeritud kiirgus: välise elekromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus. Laser: stimuleeritud kiirgusel põhinev valgusallikas. Light amplification of stimulated emission of radiation.
3. Laenguarv Z väljendab prootonite arvu tuumas 4. Aatomituum on 100000 korda väiksem aatomi läbimõõdust (anna suurusjärk) 5. Algse planetaarmudeli järgi ehitatud aatom ei oleks olnud püsiv 6. Aatomi energia võib muutuda ainult ergastamisel, kui kiiritada aatomeid valgusega; lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega ja ainet kuumutades. 7. Kui elektron langeb aatomis kõrgemalt energiatasemelt E k madamale, Em võib ta kiirata valguskvandi, mille valguse võnkesagedus on 1015 Hz. 8. Elektronvolt on seoseenergia mõõtühik 9. Aine elementaarosakeste laineloomust näitavad nende tekitatud interferentsi ja difraktsiooni nähtused 10.Aatomi massi omaval osakesel on footoni impulss de Broglie`lainepikkus 11.Kui neutronid ja elektronid liiguvad ühesuguse kiirusega, on elektronidel suurem lainepikkus 12
Spektraalanalüüs aine keemilise koostise kindlaksmääramine selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi Spektroskoopia teadusharu, mis tegeleb spektraalanalüüsiga Spektrid jaotatakse tekke ja isel järgi : Kiirgus spektrid : neeldumisspektrid: ( gaasid ) Pidev(tahked ja vedelikud) joon(gaasid) Joonspekter (mustal taustal värv jooned) tekib elektronide üleminekul ühelt energiatasemelt teisele Neeldumisspekter (värv taustal mustad jooned) tekib madalamalt kürgemale tasemele üleminekul Kiirgusspekter tekib krgemalt madalamale üleminekul Planetaarmudel tuum on nagu päike ja elektronid nagu tähed selle ümber
1 eV=1,6 1019 J 6. Pauli keeluprintsiip aatomis ei saa olla mitut elektroni,mille olekon määratud nelja kvantarvu ühesuguse kombinatsiooniga 7.Energia miinimumi printsiip elektronidega täitumine algab sealt, kus energia kõige madalam. 8.erinevate elektronkihtide ja alakihtide täitumine toimub vastavuses Pauli keeluprintsiibiga ja energia miinimumi printsiibiga 9. Spontaanne kiirgus on kiirgus mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale.Kiirgub mitte koherentne valgus. E4 E3 E2 f E1 10.Stimuleeritud kiirgus on välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus.Tekib koherentne valgus. f 2f 11
määramiseks, keevitamiseks, kõvade ja raskesti sulavate materjalide lõikamiseks, plasma kuumutamiseks (kuni temperatuurini 20106 K), spektroskoopias, holograafias ja kirurgias.[1] Laseri tööks on vaja aines (seda nimetatakse töötavaks aineks) luua olukord, kus suuremale energiale vastavatel tasemetel on rohkem elektrone kui väiksemale energiale vastavatel tasemetel. Elektronide niisugust jaotust nimetatakse pööratud jaotuseks. Ergastatud aatomite indutseeritud üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale tekib kiirgus, mis on indutseeriva kiirgusega identne nii lainepikkuse, levimissuuna, polarisatsiooni kui ka faasi poolest. Sellepärast on tekkiv kiirgus ergastamisviisist sõltumatult koherentne.[1] Põhilised osad: 1. Optiliselt aktiivne keskkond 2. Energia pöördhõive loomiseks 3. Peegel 4. Poolpeegel 5. Laserikiir Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal
Laenguarv Z näitab prootonite arvu tuumas ja elektronide arvu tuuma ümber. Aatomi mõõtmed. Aatomi mõõtmed on suurusjärgus 10-8 cm, tuuma omad 10-13cm Planetaarmudeli puudused. Planetaarmudel ei selgita aatomite püsivust. Kuidas (ainult nii) võib muutuda aatomi energia? Ergastamise teel. 1) kiiritada aatomeid valgusega 2) lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega 3) ainet kuumutades Millise valemiga leida valguse võnkesagedus, kui elektron langeb kõrgemalt energiatasemelt madalamale? hf= E2 E1 , kus E1 ja E2 on vastavate tasemete energiad. Millised arvud määravad Balmer-Rydbergi valemis spektrijoonte lainepikkuse? Täisarvud n1 ja n2 (n1 on igas seerias konstantne täisarv). Millistes lainetes on makrolainetes paisude/sõlmede hulk täisarvuline? Seisulainetes. Millise füüsikalise suuruse ühik on elektronvolt? 1 elektronvolt on energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt.
12. Mis on metastabiilne energia tase ? Seisund, kus aatomite üleminek ergastatud seisundist põhiseisundisse on blokeeritud mingi valikureegli tõttu. 13. Millest ja kuidas sõltub spektrijoone intensiivsus ? Intensiivsuse jaotus spektrijoonte vahel sõltub aga tugevasti füüsikalistest tingimustest keskkonnas, kus toimub aine ergastamine. 14. Mis on spontaanne kiirgus? on kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. 15. Mis on laser ? Mille poolest erineb tavavalgusest ? On seade valguse saamiseks, kus kasutatakse optilist võimendust footonite stimuleeritud kiirgumise läbi. Laseri kiirgust eristab muudest valgusallikatest tugev ajaline ja ruumiline koherentsus. 16. Mis on luminesenss ja luminofoor ? Luminestsentsiks nimetatakse sellist aine poolt emiteeritud valgust, mis ületab samale temperatuurile vastavat soojuskiirguse taset.
mitme eV laiusteks energiatsoonideks, mille hõivamine elektronide poolt järgib tõrjutusprintsiipi ja mis on ühised kogu kristallile.Kristallvõre on igal juhul füüsikaline mudel idealiseering. 3. Energiatasemed ja nende muundumine: Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energiaga. Muundumine: - 4. Metallid: on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu
c. Elektron ei saa olla tuumast eemal, sest positiivselt laetud tuum tõmbab ta kohe enda poole 8. Mida kirjeldab kvantmehaanika põhivõrrandis, Schrödingeri võrrandis esinev lainefunktsioon? a. osakese leidmise tõenäosust erinevates ruumipiirkondades b. osakeste lainepikkust c. kvantide võnkumise edasikandumisel tekkivat lainet 9. Kas on õige väide "Aatom kiirgab footoni, kui aatomituum läheb kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele"? Väär see kehtib elektroni puhul 10. Mis on , ja kiired? a. kiired heeliumi aatomi tuumad b. kiired kiirete elektronide voog c. kiired suure energiaga elektromagnetkiirgus 11. Järjesta , ja kiired ioniseerimisvõine järgi. a. suur ioniseerimisvõime alpha b. keskmine ioniseerimisvõime beta c. väike ioniseerimisvõime gamma 12. Järjesta , ja kiired läbitungimisvõime järgi.
Metastabiilne seisund pikaajaline seisund, kus elektron ja aatom on ergastatud olekus (10-3 sekundit) Luminestsents valguse toimel tekkinud kiirgus Luminofoor aine, mis kiirgab valgust Fluoroestsents aatomi ergastamise lõppemisel, lõppeb kohe ka kiirgus Fosforestsents ergastamise lõpetamisel ei lõppe luminestsents kohe, vaid tekib järelhelendus Vabakiirgus - kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Stimuleeritud kiirgus välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus (kui footon taba ergastatud aatomit või elektroni, siis ta sunnib seda üle minema madalamale energiatasemele ja sealjuures peab ta kiirgama täpselt samasugust footonit) Tavahõive -olukord, kus aines on ülekaalus madala energiatasemega aatomid Pöördhõive olek, kus enamik aatomeid on ergastatud olekus
Laser ehk valguskvantgeneraator ehk optilinekvantgeneraator on valgusallikas, milles rakendatakse stimuleeritud kiirgust ja mis kiirgab koherentvalguse kitsaid kimpe . Ehitus-Laseri tööks on vaja aines (seda nimetatakse töötavaks aineks) luua olukord, kus suuremale energiale vastavatel tasemetel on rohkem elektrone kui väiksemale energiale vastavatel tasemetel. Elektronide niisugust jaotust nimetatakse pööratud jaotuseks. Ergastatud aatomite indutseeritud üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale tekib kiirgus, mis on indutseeriva kiirgusega identne nii lainepikkuse, levimissuuna, polarisatsiooni kui ka faasi poolest. Sellepärast on tekkiv kiirgus ergastamisviisist sõltumatult koherentne. [1]Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal juhul liigub valgus optiliselt aktiivses keskkonnas edasi-tagasi, kusjuures üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, mille kaudu laserkiir laserist väljubki
tuumafüüsika aatomi tuumas toimuvate protsesside uurimisele samal ajal kui aatomifüüsika põhiliseks uurimisvaldkonnaks on aatomi elektronkate, selle moodustumine ja käitumine erinevates ergastatud olekutes. AATOMILASER on aatomitest koosneva koherentse osakeste kiire allikas. AATOMISPEKTER on isoleeritud aatomi kiirgusspekter või neeldumisspekter, mis on tingitud aatomite üleminekust ühelt elektronkatte olekust tulenevalt energiatasemelt teisele. AATOMIPEKTROSKOOPIA ehk aatomispektromeetria on spektroskoopiliste meetodite kogum keemiliste elementide kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks määramiseks. See on analüütilise keemia allvaldkond. AATOMITUUM on aatomi väga väike ja tihe keskosa, mis moodustab põhilise osa aatomi massist. Aatomituum koosneb nukleonidest positiivse laenguga prootonitest ja neutraalse laenguga neutronitest. AATOMORBITAAL on ühe elektroni lainefunktsioon.
Orbitaal seisulaine kindlaviisiline paigutus (s,p,d,f alakihid), lähis l, täisarvulised väärtused, iseloomustav elektroni liikumishulga momendi absoluutväärtust 18. Mille poolest erineb laelambi valgus laseri valgusest? - laseri valgu son kokku koondatud ja on joonvalgus. Laelambi valgus ons eevastu aga hajuv. 19. Mille poolest erineb spontaanne ja stimuleeritud kiirgus? - spontaannes kiirgus kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. - Stimuleeritud kiirgus välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus. 20. Kuidas töötab laser? - Laseri toimimise aluseks on stimuleeritud kiirgus - Kiirgaine sunnitakse kiirgama nii, et elektron liigub ainult kindlate orbiitide vahel ja kui elektron liigub ainult kindlate orbiitide vahel, siis kiirgaine kiirgab ainult ühte kiirgust ehk värvi. Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel. Sellisel orbiidil liikudes
neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada. · Joonspektrid koosneb eraldiseisvatest spektrijoontest, millele igale vastab kindel lainepikkus. Omane ainetele gaasilises olekus. Joonspekter tekib elektronide üleminekul aatomis ühelt energiatasemelt teisele. 37. Mille poolest erinevad pidevspektrid joonspektritest? · Pidevspekter on ühtlaselt kaetud mitmevärviline valguslaiguga. · Joonspektril on mustal taustal üksikud valgusribad. 38. Selgita valguse kiirgamist ja neeldumist aines aatomitest lähtuvalt. Valguse kiirgumine või neeldumine aatomis toimub elektroni ergastamise tulemusena, mille käigus elektron liigub tuumast kaugemal asuvale orbiidile. Selle protsessi käigus neeldub valgus
Orbitaal – seisulaine kindlaviisiline paigutus (s,p,d,f – alakihid), lähis l, täisarvulised väärtused, iseloomustav elektroni liikumishulga momendi absoluutväärtust 18. Mille poolest erineb laelambi valgus laseri valgusest? - laseri valgu son kokku koondatud ja on joonvalgus. Laelambi valgus ons eevastu aga hajuv. 19. Mille poolest erineb spontaanne ja stimuleeritud kiirgus? - spontaannes kiirgus kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. - Stimuleeritud kiirgus välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus. 20. Kuidas töötab laser? - Laseri toimimise aluseks on stimuleeritud kiirgus - Kiirgaine sunnitakse kiirgama nii, et elektron liigub ainult kindlate orbiitide vahel ja kui elektron liigub ainult kindlate orbiitide vahel, siis kiirgaine kiirgab ainult ühte kiirgust ehk värvi. Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel. Sellisel orbiidil liikudes
Aktseptor-aatom, mis annab sideme moodustamiseks tühja orbitaali. Puuduolev elektron võetakse ühelt pooljuhi aatomilt.katkend side tähendab augu tekkimist.Nüüd tekib keelutsooni tühi enegitase- aktseptornivoo .19.Ruumlaengu tekitatud elektriväli pidurdab enamuslaengukandjate edasist difundeerumist.Teatud väljatugevuse saavutamisel see praktiliselt lakkab. Vabakiirgus ehk spontaanne kiirgus on kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Stimuleeritud kiirgus - on välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus .Tekib koherentne valgus. Metastabiilne seisund-aine olek ühes faasis selliste p ja T väärtuste juures, kus ta peaks olema teises faasis. Näiteks vesi üle 100*C normaalrõhul (ülekuumenenud vesi) või vesi alla 0*C normaalrõhul (allajahtunud vesi). Metastabiilne seisund ei säili lõpmata kaua. Tavahõive-Tavaolukorras moodustavad alati
pikaealisemad seisundid. 21. Mida nimetatakse luminestsentsiks? Too näiteid, kuidas see tekkida võib? Luminestsentsiks nimetatakse sellist aine poolt emiteeritud valgust, mis ületab samale temperatuurile vastavat soojuskiirguse taset. See tekib luminofooride kiirgamisel. 22. Kuidas tekib spontaanne ehk vabakiirgus? Spontaanne ehk vabakiirgus tekib aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. 23. Kuidas tekib stimuleeritud ehk sundkiirgus? Stimuleeritud ehk sundkiirgus tekib siis, kui aatom on juba kõrgemal energiatasemel. Sel juhul sunnitakse elektron võnkuma madalama ja kõrgema seisundi vahel, seejuures kiiratakse teine footon sama energiaga. Nii kulgeb aatomist edasi 2 ühesugust footonit. 24. Millal tekib tava-, millal pöördhõive? Tavaolukorras moodustavad alati suurema osa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid. See
neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada. · Joonspektrid koosneb eraldiseisvatest spektrijoontest, millele igale vastab kindel lainepikkus. Omane ainetele gaasilises olekus. Joonspekter tekib elektronide üleminekul aatomis ühelt energiatasemelt teisele. 37. Mille poolest erinevad pidevspektrid joonspektritest? · Pidevspekter on ühtlaselt kaetud mitmevärviline valguslaiguga. · Joonspektril on mustal taustal üksikud valgusribad. 38. Selgita valguse kiirgamist ja neeldumist aines aatomitest lähtuvalt. Valguse kiirgumine või neeldumine aatomis toimub elektroni ergastamise tulemusena, mille käigus elektron liigub tuumast kaugemal asuvale orbiidile. Selle protsessi käigus neeldub valgus
reageerivad omavahel. Seejärel tekib passiivne molekul nimega oksülutsiferiin. Lutsi-feraas seejärel reageerib ATP-ga, mis leidub kõikides rakkudes, ning moodustub lutsiferiil adenülaat ja pürofosfaat. Lutsiferiin + ATP -> lutsiferiil adenülaat + pürofosfaat Selle reaktsiooni põhiselt helendavad jaanimardikad. 8. Kuidas tekib vabakiirgus ehk spontaanne kiirgus? - Vabakiirgus ehk spontaanne kiirgus on kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. 9. Kuidas tekib simuleeritud ehk sundkiirgus? Kuna metastabiilses olekus viibivad elektronid kaua, ja ergastamine toimub pidevalt, siis peagi on ergastatud olekus elektrone rohkem kui neid on põhiolekus. Sellist olukorda nimetatakse pöördhõiveks, sest tavaliselt on elektrone põhiolekus rohkem kui ergastatud olekuis. Kui nüüd tuleb kusagilt valguskvant, mille energia vastab metastabiilse oleku ja põhioleku energiate vahele, siis
neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada. · Joonspektrid koosneb eraldiseisvatest spektrijoontest, millele igale vastab kindel lainepikkus. Omane ainetele gaasilises olekus. Joonspekter tekib elektronide üleminekul aatomis ühelt energiatasemelt teisele. 37. Mille poolest erinevad pidevspektrid joonspektritest? · Pidevspekter on ühtlaselt kaetud mitmevärviline valguslaiguga. · Joonspektril on mustal taustal üksikud valgusribad. 38. Selgita valguse kiirgamist ja neeldumist aines aatomitest lähtuvalt. Valguse kiirgumine või neeldumine aatomis toimub elektroni ergastamise tulemusena, mille käigus elektron liigub tuumast kaugemal asuvale orbiidile. Selle protsessi käigus neeldub valgus
See vähenemine peab toimuma kin. en. arvel ja el. v peab järjest vähenema. Selle tulemusena peaks ta spiraalselt langema aatomituumale, mida aga reaalselt ei juhtu. 3. Probleemid antud mudeliga Borhi postulaadid - selle el. seotud probleemid lahendas Taani füüsik Niels Bohr. Tema postulaadid: 1. Aatom võib viibida ainult kindlatel energiatasemetel, millele vastab kindel energia En- sel juhul aatom ei kiirga. 2. Aatom kiirgab valgukvandi üleminekul suuremalt energiatasemelt En väiksema energia tasemega olekule Ek. Kiiratud footoni energia on leitav valemiga: hf=Ek-En kui aatom neelab välist energiat, siis neelatakse samuti kvantide kaupa. Aatomi energiatase sõltub põhiliselt elektroni energiast. Sisuliselt elektronid pendeldavad energiatasemete ehk erinevatele kaugustele aatomituumast. Mida lähemal on elektroni trajektoor tuumale, seda suurem on ta energia. 4. Joonspektrite tekkimine vesiniku järgi: Bohri teooriat arendas edasi Balmer, kes näitas
päripinge, st vooluallika +pool ühendada dioodi p-poolega. See vähendab voolutugevust kui rakendada vastupinge, st et vooluallika pool ühendada p-poolega. · Mis on transistoor/kiip? Transistor on kahe dioodi ühend, kus samad küljed on vastamisi (np-pn ja pn-np) Kiip on väike terviklülitus kuhu on koondatud väga palju väikseid transistore ( + kondensaatoreid jne) · Mis on kvantsiire? Kvantsiire on eletroni üleminek ühelt energiatasemelt teisele, kvantsiiret tuleks tänapäeval vaadata kui võnkumist ühest seisulainest teise. · Millised kvantsiirded annavad eredaid ja millised tuhme spektrijooni? Eredaid spektrijooni annavad kvantsiirded mis lähtuvad lühiajalistest energiatasemetest (taseme üleminek toimub 10-8 10-9 s jooksul) Tuhme spektrijooni annavad kvantsiirded mis lähtuvad pikaajalistest energiatasemetest (10 -3 ) · Mis on luminestsents ja luminofoor?
Spektrijooned ja energiatasemed1 Kui aatom kiirgab kindla energiaga footoni, siis vastavalt energia jäävuse seadusele peab ta kaotama samasuure energiahulga. Mõningane sarnasus on trepist allaveereva keha potentsiaalse energia vähenemisel. Seega on aatomis ka elektronid kindlatel energeetiliste tasemetel. Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energiaga hf = E2 - E1 Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: 1eV =1,6 10 -19 J Energiatasemete skeem Kuulikese potentsiaalne Energiatasemed aatomis energia trepil Ergastamine Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia
Spektrijooned ja energiatasemed1 1. Kui aatom kiirgab kindla energiaga footoni, siis vastavalt energia jäävuse seadusele peab ta kaotama samasuure energiahulga. 2. Mõningane sarnasus on trepist allaveereva keha potentsiaalse energia vähenemisel. Seega on aatomis ka elektronid kindlatel energeetiliste tasemetel. Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandihf =E -E energiaga 2 1 Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: -19 1eV =1,6 10 J 22.11.12 14 Energiatasemete skeem
Aatomi ergastatud olek energia on suurem kui põhiolekus Statsionaarne olek aatom ei kiirga elektromagnetlaineid Aatomorbitaal ruumiosa, mida täidab elektronpilv Energiaühik elektronvolt (eV). Töö, mida tehakse elektroni ümberpaigutamiseks elektrivälja ühest punktist teise, kui nende punktide potentsiaalide vahe on 1 volt. 1 eV = 1,6×10-19 J Spontaanne kiirgus kaasneb aatomi iseenesesliku üleminekuga kõrgemalt energiatasemelt madalamale. Stimuleeritud kiirgus välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus Laser stimuleeritud kiirgusel põhinev valgusallikas. 4. teema kaasaegne aatomimudel 1. Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev. 2. Elektronpilve piire ei ole võimalik täpselt määrata. 3. Mitme elektronkihiliste aatomite elektronkate on kihiline. 4
Spektrijooned ja energiatasemed Kui aatom kiirgab kindla energiaga footoni, siis vastavalt energia jäävuse seadusele peab ta kaotama samasuure energiahulga. Mõningane sarnasus on trepist allaveereva keha potentsiaalse energia vähenemisel. Seega on aatomis ka elektronid kindlatel energeetiliste tasemetel. Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energiaga hf = E2 - E1 Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: 1eV =1,6 10 -19 J Vesiniku aatomi üleminekud. Ergastamine Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda
Ülesanded: Karu 1.3.4. Kui suur on vesinikuaatomi pöhiolekule vastava lubatud orbiidi raadius, kui elektron liigub sellel kiirusega 2,3 10 6 m / s. v = 2,3 10 6 m s - 1 2 r = n 1.3.6. Kui suur on kiirusega 10 m / s liikuva tolmukübemekese de Broglie´ lainepikkus, kui selle mass on 10 - 10 g ? 10 1.5.1. Arvutada spektrijoonta energiatasemete vahe Balmeri spektriaalseerias, mis vastab üleminekule energiatasemelt kvantarvuga 40 kvanttasemele n = 41. 1.5.4.Arvutada Bohri postullaadi järgi vesiniku spektrijoone lainepikkus, mis vastab üleminekule olekust E 3 olekusse E 2. Milline lainepikkus ja sagedus vastab sellele üleminekule ? 15.1. Arvutada elektroni ja prootoni vahel möjuv elektrostaatiline külgetõmbejõud, kui ekektron tiirleb prootonist kaugusel 5 10 - 11 m. + 15.2
Üksikute aatomite poolt kiiratud lained on samas faasis 7. Milles seisneb aatomi planetaarmudelis peituv vastuolu? Tiirlev elektron kiirgab elektromagnetlaineid, seega kaotab energiat ja mõne aja pärast kukub tuumale 8. Mida kirjeldab kvantmehaanika põhivõrrandis, Schrödingeri võrrandis esinev lainefunktsioon? osakese leidmise tõenäosust erinevates ruumipiirkondades 9. Kas on õige väide "Aatom kiirgab footoni, kui aatomituum läheb kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele"? Väär see kehtib elektroni puhul 10. Mis on -, - ja -kiired? a. -kiired heeliumi aatomi tuumad b. -kiired kiirete elektronide voog c. -kiired suure energiaga elektromagnetkiirgus 11. Järjesta -, - ja -kiired ioniseerimisvõine järgi. a. suur ioniseerimisvõime alpha b. keskmine ioniseerimisvõime beta c. väike ioniseerimisvõime gamma 12
võib olla negatiivne ja kompleksarvuline, ||2 on alati positiivne. Schrödingeri võrrand. Lainefunktsioon leitakse enamasti Schrödingeri võrrandi lahendamise käigus. Schrödingeri võrrand on kvantmehaaniline vaste Newtoni teisele seadusele (F = m*a). Üldine kuju: �Ψ = �Ψ. H on hamiltoniaan (energiaoperaator); E on süsteemi energia. Energiatasemed. Kvantsüsteemidele on iseloomulik kindlate energiatasemete olemasolu. Üleminekuga ühelt energiatasemelt teisele kaasneb energia kiirgumine või neeldumine, sagely elektromagnetkiirgusa (nt valguse) kujul. Lubatud energiatasemed avalduvad võrrandiga En = - h*r/n2 kus R on Rydbergi constant, R = me * e4/8*h3 * €02 Kvantarvud. Lainefunktsioonides esinevad sageli täisarvud, millest võib sõltuda ka lainefunktsiooni matemaatiline kuju, need arvud ongi kvantarvud. Vesiniku aatomi lainefunktsioonides sisaldub 4 kvantarvu: - peakvantarv n määrab orbitaali mõõtmed ja energia
Reference source not found.): 1. Anoodi ja katoodi vahele rakendatud pinge tõttu tekib elektrivool katoodilt anoodile läbi orgaaniliste kihtide. Elektrone kantakse emiteerivale kihile ja juhitakse ära juhtivalt kihilt. 2. Ärajuhitud elektronidest jäävad järele augud, mis tuleb täita elektronidega emiteerivas kihis 3. Augud hüppavad emiteeritavasse kihti, kus nad täidetakse elektronidega. Kui elektron täidab augu, läheb ta kõrgemalt energiatasemelt madalamale. Vabaneb footon energiat, mille hulk määrab värvuse. 32 Joonis 13Valguse emiteerimine OLED-is 20.4. Plasma kuvarid (PDP – plasma display panel) Plasmaekraanide tehnoloogia sobib suuremate kvaliteetekraanide valmistamiseks, nii et ei kannataks kujundi kvaliteet ja ekraan ei muutuks väga raskeks.
Katood, mis võib olla läbipaistev. Anoodi ja katoodi vahele rakendatud pinge tõttu tekiv elektrovool katoodilt anoodile läbi orgaaniliste kihtide. Elektrone juhitakse emiteerivale kihile ja juhitakse ära juhtivalt kihilt. Ärajuhitud elektronidest jäävad alles augud, mis tuleb täita elektronidega emiteerivas kihis. Augud hüppavad emiteerivasse kihti, kus nad täidetakse elektronidega. Kui elektron täidab augu läheb ta kõrgemalt energiatasemelt madalamale. Vabaneb footon energiat. Vabaneva energia hulk määrab siis eralduva valguse värvuse. Anood ja katood on tehtud risti ribadena, mis võimaldab pingestada eraldi ristumiskohtades olevaid OLEDe. Plasmaekraan sobib suuremate kvaliteetekraanide valmistamiseks. Plasmaekraan koosneb suurest hulgast klaaskihtide vahel asuvatest kambrikestest, mis on täidetud neooni ja kseooni seguga. Esiklaasi taga on läbipaistvad elektroodid mis on kaetud kaitsva MgO kihiga. Kambrikeste taga on
OLED koosneb alus (painduv plastmass), anood (läbi liiguvad elektronid), orgaanilised kihid (juhtiv kiht ja emiteeriv kiht), katood. Valguse emiteerimine OLED-is: anoodi ja katoodi vahele rakendatud pinge tõttu tekib elektrivool katoodilt anoodile läbi orgaaniliste kihtide. Ärajuhtitud elektronidest jäävad järele augud, mis tuleb täita elektronidega emiteerivas kihis. Augus hüppavad emiteerivasse kihti, kus täidetakse elektronidega. Elektron täidab augu minnes kõrgemalt energiatasemelt madalamale. Vabaneb footon energiat, mille hulk määrab värvuse. OLED võrreldes LCD tehnoloogiaga on parem: sobib õhukeste ekraanide valmistamiseks, sest eraldab ise valgust ja puudub taustavalguse vajadus, OLED-tehnoloogia on väga kiire seega saab skaneerida suure sagedusega ekraani, lai vaatenurk, võimalik valmistada painduvale alusele ehk nt kokkurullitav ekraan, valmistamise tehnoloogia on suhteliselt lihtne, must on
mida näiteks hõõglampi toob elektrivool, et siis jälle hetkeks valgust kiirata. Olukorra täpsema kirjeldamise teeb võimatuks asjaolu, et pole ette teada, millal kiirgusakt algab, kui kaua ta kestab ja millise lainepikkusega lainejada kiiratakse. Piltlikult võib kiirgavaid aatomeid ette kujutada kui plinkivaid majakaid. Ainult "aatomimajakate" puhul pole teada, kui kaua ta kiirgab, kui pikk on paus või mis värvi on kiirguv valgus. Kõik oleneb sellest, milliselt energiatasemelt elektron vabaneb ja millisele energiatasemele ta siirdub. Need protsessid on soojuslikes valgusallikais täiesti juhuslikud. Soojuslike valgusallikate kiirgus on mittekoherentne. Valguse kiirgumise mehhanismist järeldub, et difraktsiooni ja interferentsi korral ei liitu mitte kaks pidevat lainet, vaid kaks erinevat lainejada. Kui muutuvad lainejadad, muutub ka liitumise tulemus. Soojuslike valgusallikate korral tähendab see, et muutused toimuvad iga 10-9 - 10-8 s järel
annaabi.ee 
