Kui keemilistes reaktsioonides toimuvad aatomite ja molekulide ümberkorraldumisedjne siis tuumareaktsioonides toimuvad protsessid, kus tuumad võivad ühineda ümber korralduda ja laguneda . Tuumade ühinemisi , ümberkorraldumisi ja lagunemisi nim tuumareaktsioonideks, mis tavaliselt toimuvad aatomituumade põrkumisel teiste tuumade või elementaarosakestega, radioaktiivse lagunemise jaoks pole aga väliseid põhjuseid vaja. Liitosakese seoseenergia on võrne minimaalse tööga mis kulub selle liitosa lõhkumiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia oleneb üsna omapärasel viisil massiarvus, mugavaim on seda sõltuvust
Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, läbimõõt 10-10m. Aatomi tuuma suurus 10-15 m. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest. Thomsoni aatomimudel: aatomit kujutati positiivselt laetud kerana, millesse olid pikitud elektronid. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli järgi on aatomil tuum ja selle ümber liiguvad elektronid. Katses uuriti alfaosakeste hajumist, nende läbi minekut õhukesest metalllehest. Kõige olulisem tulemus: sündis uus nn planetaarne aatomimudel, mille järgi aatomil on olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate
Füüsika kordamisküsimused lk. 3888 1. Selgita mõisted: 1) Sulamissoojus Näitab kui suur soojushulk tuleb anda 1kg ainele tema täielikuks sulamiseks sulamistemperatuuril. 2) Aurustumissoojus Näitab kui suur soojushulk kulub 1kg vedela aine täielikuks aurustumiseks keemistemperatuuril. 3) Keemine Vedeliku aurustumine kogus ulatuses. 4) Isotoop Keemiline element, kus prootonite arv on sama, kuid neutronite arv erinev. 5) Looduslik radioaktiivsus Ebapüsivate tuumade iseeneselik sisemine ümberkorraldumine, mille käigus tuum paiskab välja alfaosakesi, beetaosakesi või gammakiirgust. 6) AhelreaktsioonProtsess, kus protsessi lõpptulemus käivitab uue samatüübilise protsessi. 2
1. Mis on tuumareaktsioon? Võrdle seda keemilise reaktsiooniga. Protsesse, kus tuumad võivad ühineda, ümber korralduda ja laguneda, nim tuumareaktsioonideks. Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib 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
AATOMIFÜÜSIKA Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, mis on ergastamata olekus neutraalne. Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest vastavalt läbimõõtudele 10 -15 ja 10 -10 m, massiga suurusjärgus 10 - 27 ...... 10 - 25 kg. Aatomi mass on koondunud 99,9 % ulatuses aatomi tuuma, tuuma tihedus on 10 17 kg / m 3 . Elektronid paiknevad aatomi tuuma ümber kihiliselt , seejuures välimises kihis olevate elektronide arv määrab ära aatomi keemilised omadused. Aatomi elektronkatte laeng moodustub elementaarlaengute kordustest . 1 e = -1,6 10 - 19 C
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvantarv määrab elektroni kauguse tuumast ehk energiataseme. n 2) Kõrvalkvantarv ehk orbitaalkvandist määrab elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni (liigub päri või vastupäeva); tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spin iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. s
Absoluutne õhuniiskus on suurus p, mis väljendub veeauru massi ühes kuupmeetris õhus. Relatiivne õhuniiskus näitab protsendiliselt suhet, kus veeauru osarõhk on antud temperatuuril jagatud küllastusele vastava veeauru osarõhuga samal temperatuuril. Valemi kujul näeb välja: Srel= Pt/ptk*100% Relatiivne õhuniiskus= absoluutne õhuniiskus jagada küllastusele vastava õhuniiskusega ning korrutada 100%-ga. Küllastus tähendab, et aurumine ja temp on tasakaalus. Millest koosneb aatom Aatom koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast ning negatiivse elektrilanguga elektronkattest. Iseloomusta tuuma Tuum koosneb positiivse laenguga prootonitest ning neutraalsetest neutronitest. Tuum on äärmiselt tuheda koostisega, sinna on koondunud 99,95% kogu aatomimassist. Tuuma avastas Rutherford. Järjekorranumber näitab laenguarvu, elektronide arvu ning prootonite arvu tuumas. Mis on ja millal avastati elektron Elektron on elementaarosake, mis on avastatud 1897. Aastal Thomsoni poolt
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht); S - stsintsilloskoop (mikroskoop, mille ette on pandud tsinksulfiidiga kaetud ekraan).
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvandist sõltub elektroni kaugus tuumast. n 2) Kõrval- ehk orbitaalkvandist sõltub elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni ja tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spinn iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. Nende 4 kvantarvu abil iseloomustatakse elektroni paiknemist ja liikumist. Elektroni kaugust ja mis pidi ta orbiidil liigub. 13
1.Aatomi ehituse kvantitatiivse teooria loomisel, mis võimaldaks selgitada aatomite spektrite seaduspärasusi, avastati uued mikroosakeste liikumise seadused kvantmehaanika seadused. Thomsoni mudel oli esimene välja pakutud aatomimudel. Thomson oletas, et positiivne laeng täidab ühesuguse tihedusega kogu aatomi ruumala. Lihtsaim aatom, vesiniku aatom, kujutab endast positiivselt laetud kera raadiusega umb 10 astmel -8cm, mille sees asub elektron. Keerukamates aatomites asub positiivselt laetud kera sees mitu elektroni. Aatom sarnaneb keeskiga, milles rosinate rollis on elektronid. Rutherfordi katsed. Elektronide mass on aatomite massist tuhandeid kordi väiksem. Kuna aatom on tervikuna nautraalne, siis langeb järelikult aatomi massi põhiosa aatomi positiivsele laengule. Ta soovitas aatomi positiivse laengu uurimiseks aatomi sondeerimist alfaosekestega, need tekivad raadiumi ja mõnede teiste keemiliste
konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia. Raadiolainete sagedus on kõige väiksem, st energia kõige väiksem, -kiirguse sagedus kõige suurem, st energia kõige suurem, elusorganismidele kõige kahjulikum (purustavam). Fotoefekt on elektronide vabanemine ainest valguse footonite toimel. 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 ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Einsteini valem fotoefekti kohta footoni energia võrdub elektroni väljumistöö ja kin energia summaga. m v2 h f = A+ 2 Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. Kvandi energia J
Isotermne protsess: pV=const. ; p V =p V ; Boyle'i ja Mariotte'i seadus Isobaarne protsess: V/T=const. ; V /T =V /T Isohoorne protsess: p/T=const. ; p /T =p /T Siseenergiaks nimetatakse keha molekulise kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Soojushulk iseloomustab soojusülekandel üleantavat energiahulka.Tähis Q, ühik 1J. Valem: Q=cm t (c aine erisoojus) Termodünaamika I printsiip: süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu: Q=U+A (Q juurdeantav soojushulk, U siseenergia muut, A välisjõudude vastu tehtud töö (paisumise töö)). U võib olla ka negatiivne. Soojusmasin muudab siseenergiat mehaaniliseks energiaks. Energia muundumist iseloomustab mehaaniline töö. Koosneb soojendist, jahutist ja töökehast. Soojusmasina kasutegur näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast Q muundab masin
siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd. Q=U+A Termodünaamika II printsiip soojus ei saa iseenesest kanduda külmalt kehalt soojemale kehale. 7 Aine ehituse alused ja faasisiirded Aurumiseks nim vedeliku vabalt pinnalt toimuvat molekulide lendumist. Aurustumiseks nim aine üleminekut vedelast gaasilisse. Aurustumissoojus L näitab, kui suur soojushulk kulub ühikulise massiga aine aurustamiseks jääval temperatuuril. Difusiooniks nim molekulide kaootilise liikumise tõttu toimuvat ainete segunemist. Erisoojuseks c nim soojushulka, mis kulub ühikulise massiga keha temp muutmiseks 1°C võrra. Keemiseks nim aurumist kogu vedeliku pinnalt. Keemissoojuseks nim aurustumissoojust normaalrõhul ja keemistemperatuuril. Kondensatsiooniks nim aine üleminekut gaasilisest vedelasse.
3. T = const ehk isotermiline protsess p = f (V ) ehk Boyle'i- Marionette'i seadus, mida kirjeldab seos p1V1 = p2V2 = pV = const Isoprotsesse kirjeldavad võrrandid saab tuletada ideaalse gaasi olekuvõrrandist, võttes ühe muutuja konstantseks. Punktiirjooned graafikutel väljendavad seda, et T madalatel väärtustel katset tehtud pole (joon on seal piirkonnas oletuslik). Termodünaamika esimene seadus: süsteemile juurdeantav soojushulk Q kulub süsteemi siseenergia U suurendamiseks ja välisjõudude vastu tehtavaks tööks ehk paisumise tööks A, st Q = U + A . Avaldatakse ka kujul U = A + Q , st süsteemi siseenergia muut U on võrdne välisjõudude töö A ja süsteemile antud soojushulga Q summaga. NB! Q ja A on algebralised suurused, mis tähendab seda, et kui Q > 0 , siis süsteem saab soojushulga; kui Q < 0 , siis süsteem annab ära soojushulga; kui A > 0 , siis teevad tööd välisjõud;
3. T = const ehk isotermiline protsess p = f (V ) ehk Boyle'i- Marionette'i seadus, mida kirjeldab seos p1V1 = p2V2 = pV = const Isoprotsesse kirjeldavad võrrandid saab tuletada ideaalse gaasi olekuvõrrandist, võttes ühe muutuja konstantseks. Punktiirjooned graafikutel väljendavad seda, et T madalatel väärtustel katset tehtud pole (joon on seal piirkonnas oletuslik). Termodünaamika esimene seadus: süsteemile juurdeantav soojushulk Q kulub süsteemi siseenergia U suurendamiseks ja välisjõudude vastu tehtavaks tööks ehk paisumise tööks A, st Q = U + A . Avaldatakse ka kujul U = A + Q , st süsteemi siseenergia muut U on võrdne välisjõudude töö A ja süsteemile antud soojushulga Q summaga. NB! Q ja A on algebralised suurused, mis tähendab seda, et kui Q > 0 , siis süsteem saab soojushulga; kui Q < 0 , siis süsteem annab ära soojushulga; kui A > 0 , siis teevad tööd välisjõud;
Keemia on teadus, mis uurib aineid ja nendega toimuvaid muundumisi ja muudatustele kaasnevaid nähtusi. Aatom koosneb aatomituumast ja elektronidest, elektriliselt neutraalne. Keemiline element on aatomite liik, millel on ühesugune tuumalaeng (111 elementi, 83 looduses). Molekul koosneb mitmest ühe või mitme elemendi aatomitest (samasugustest või erinevatest). Molekul on lihtvõi liitaine väikseim osake, millel on sellele ainele iseloomulikud keemilised omadused. Ioon on aatom või omavahel seotud aatomite grupp, mis on kas andnud ära või liitnud ühe või enam elektroni, omades seetõttu kas positiivse (katioon) või negatiivse laengu (anioon). Aatom, molekul Aatom koosneb aatomituumast ja elektronidest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootonid ja neutronid ei ole jagamatud, vaid koosnevad kvarkidest. Prootoni laeng on positiivne, neutron on elektriliselt neutraalne, elektroni laeng negatiivne.
oleks täidetud. 6. Mis on energia ja mis ühikutes seda mõõdetakse? Formuleeri energia jäävuse seadus. Energia on mateeria liikumist ja interaktsiooni kirjeldav kvantitatiivne mõõde, mida mõõdetakse dzaulides. Energia ei teki ega kao vaid muundub ühest liigist teise. 7. Nim klassikalise aatomi orbitaalmudeli põhiraskusi. Kuidas kaasaegne kvantmudel neist üle saab? 1) Klassikalise aatomimudeli kohaselt peaks elektron oma energia ära kiirgama tuumale kukkuma, tegelikult seda ei juhtu, kuna elektron ei liigu mööda kindlat orbiiti. Tegelikkuses seda ei toimu, sest aatomid on stabiilsed ja tavaliselt ei kiirga energiat. 2) Sama elemendi aatomid on üksteisega eristamatult sarnased. Klassikaline mudel seda ei eelda. Elektron võiks tiirelda igasugustel kaugustel tuumast. Seega peaks ka igasuguse suurusega aatomeid olemas olema. 8. Mis ühendab tööd ja soojust, mis eristab?
· Eritakistus ( * m) · Ohm'i seadus ja Joule'-Lenz'i seadus (rakendamine!). Ohm'i seadus (1826) - Voolu tugevus juhis on võrdeline pingega. See tähendab: kui pinge suureneb korda, suureneb korda ka voolutugevus. Võrdetegur sõltub juhi mõõtmetest ning materjalist. Seda iseloomustatakse takistusega. Juhi takistus on juhti iseloomustav suurus, mis defineeritakse kui Ohm'i seaduses oleva võrdeteguri pöördväärtus: Joule-Lenz'i seadus - Vooluga juhtmes eralduv soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruudu, juhtme takistuse ja ajaga. Valemit saab tuletada ka mehaanikast, nagu näitas E. Lenz: Neid kahte seadust saame kasutada nt alalisvoolu ahelate arvutamisel. · Kogutakistus rööp- ja jadalülituse korral. jadaühendusel: R = R1+R2+R3+...+Rn rööpõhendusel: R = 1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn · Mis on laengukandjateks: Metallid - elektronid saavad vabalt liikuda kogu metallitüki piires, käitudes seejuures ideaalse gaasina.
· Eritakistus ( * m) · Ohm'i seadus ja Joule'-Lenz'i seadus (rakendamine!). Ohm'i seadus (1826) - Voolu tugevus juhis on võrdeline pingega. See tähendab: kui pinge suureneb korda, suureneb korda ka voolutugevus. Võrdetegur sõltub juhi mõõtmetest ning materjalist. Seda iseloomustatakse takistusega. Juhi takistus on juhti iseloomustav suurus, mis defineeritakse kui Ohm'i seaduses oleva võrdeteguri pöördväärtus: Joule-Lenz'i seadus - Vooluga juhtmes eralduv soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruudu, juhtme takistuse ja ajaga. Valemit saab tuletada ka mehaanikast, nagu näitas E. Lenz: Neid kahte seadust saame kasutada nt alalisvoolu ahelate arvutamisel. · Kogutakistus rööp- ja jadalülituse korral. jadaühendusel: R = R1+R2+R3+...+Rn rööpõhendusel: R = 1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn · Mis on laengukandjateks: Metallid - elektronid saavad vabalt liikuda kogu metallitüki piires, käitudes seejuures ideaalse gaasina.
............................71 10.1. Harmooniline laine ja selle omadused..............................................................71 10.2. Harmooniliste lainete liigid...............................................................................74 11. Kvantmehaanika...................................................................................................... 89 11.1. Valguse kiirgumine ja neeldumine (Bohri mudel)............................................92 11.2. Aatomimudel.....................................................................................................95 11.3. Tuumamudel..................................................................................................... 96 11.4. Tuumareaktsioonid........................................................................................... 97 11.5. Elementaarosakesed..........................................................................................97 11.6. Kiirgused..........
(ilma aistingulise infotöötluseta). Atomistlik printsiip väidab, et nii aine kui väli ei ole lõputult osadeks jagatavad. Mõlemal on olemas vähimad portsjonid (füüsikalised aatomid), mida aine korral nimetatakse elementaar- või algosa- 5 kesteks, välja korral aga kvantideks (atomistliku printsiibi kitsas tähendus). Sõna aatom (kr.k. atomos) tähistabki (antud teadmiste tasemel) jagamatut algosakest. Atomistlikku printsiipi võib ka vaadelda kui maailma kohta info saamise üldist põhimõtet (lai tähendus). Sel juhul lähtutakse tõdemusest, et kogu Universumi omadused tulenevad aatomi omadustest. Füüsikaline aatom on reduktiivse põhjusliku ahela alglüli. Kiire tee füüsikasse (käesolevas aines kasutatav lähenemine) seisneb aatomi põhiomaduste defineerimises
Füüsikas tähendab see niisuguste füüsikaliste suuruste eelistamist, mille tähendus (looduse nähtus või omadus) on meeleelunditega tajutav. Näiteks pikkus või kiirus nägemise abil, jõud lihaspinge vahendusel. Atomistlik printsiip väidab, et nii aine kui väli ei ole lõputult osadeks jagatavad. Mõlemal on olemas vähimad portsjonid, mida aine korral nimetatakse elementaar- või algosakesteks, välja korral aga kvantideks. Sõna aatom (kr.k. atomos) tähistabki (antud teadmiste tasemel) jagamatut algosakest. Tõrjutusprintsiip (ehk Pauli printsiip) väidab, et ühe algosakese mõõtmetega määratud ruumipiirkonnas võib paikneda maksimaalselt kaks vastandlike spinnidega aineosakest. Ülejäänud tõrjutakse välja. Aineosakesed ehk fermionid alluvad tõrjutusprintsiibile, väljaosakesed ehk bosonid aga mitte. Töö A on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutumisel tehtavat pingutust
UNIVISIOON Maailmataju A Auuttoorr:: M Maarreekk--L Laarrss K Krruuuusseenn Tallinn Märts 2015 Leonardo da Vinci joonistus Esimese väljaande kolmas eelväljaanne. Autor: Marek-Lars Kruusen Kõik õigused kaitstud. Antud ( kirjanduslik ) teos on kaitstud autoriõiguse- ja rahvusvaheliste seadustega. Ühtki selle teose osa ei tohi reprodutseerida mehaaniliste või elektrooniliste vahenditega ega mingil muul viisil kasutada, kaasa arvatud fotopaljundus, info salvestamine, (õppe)asutustes õpetamine ja teoses esinevate leiutiste ( tehnoloogiate ) loomine, ilma autoriõiguse omaniku ( ehk antud teose autori ) loata. Lubamatu paljundamine ja levitamine, või nende osad, võivad kaasa tuua range tsiviil- ja kriminaalkaristuse, mida rakendatakse maksimaalse seaduses ettenähtud karistusega. Autoriga on võimalik konta
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
