Füüsika kontrolltööks II (1)

Piir mikro ja makromaailma vahel. Mikromaailm -aatomite ja molekulide ja nende koostisosade (elementaarosakeste) maailm.Makromaailm-see,mida vahetult pakuvad aistingud ja tajud ,teravdatud ja täiustatud mikroskoobi või teleskoobi abil.Viimane piir,mida on silmaga näeb- Valguskiir .0,5ym.Mikromaailmas kehtivad teistsugused füüsikaseadused.Spektromeetri ehitus.Spektrite liigid. Uurides aatomitest kiirguva valgusespektrit,saame infot ka aine aatomite kohta.Valguse spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi.
Spektraalaparaadi põhiosax on prisma või difraktsioonivõre.Seal eralduvad erinevate lainepikkustega valguslained üksteisest.Uuritav valgus suunataxe aparaadi ossa ,mida nim koolimaatorix(toru,mille ühes otsas sisenemispilu,teises koondav lääts). Valgusallikaks pilu,mille kaudu valgus siseneb spektraalaparaati.Pilu asub läätse fookuses ,kollimaatorist väljub paralleelne valgusvihk ,mis suunataxe prismale. Prismas toimub valguse dispersioon(e erineva värvusega valgusvihud levivad erinevais suunas).Prismast väljuvad erivärvilised paralleelsed valgusvihud.Need koondatakse läätsega ühte tasandisse(fokaaltasandisse),mis asub läätsest fookuskaugusel.Seal tekkiva spektri vaatlemisex on mattklaas.Registreerimisex nt midagi elektrilist .Ei fotografeerita!.Spekter on kiirgusenergia jaotus sageduste(lainepikkuste)järgi. Pidevspekter - esindatud kõik lainepikkused(värvid),pole tühje kohti,mattklaasile tekib vikerkaarevärvilineriba.Tekitavad:kuumad tahked kehad,vedelikud, tihedad gaasid.Nt Päike,hõõglamp.Joonspekter-esindatud üksikud lainepikkused(värvid),koosneb erivärvilistest joontest(kiigusjoontest) tumedal taustal.Tekitavad: gaasilised ained madalal rõhul.Joonte asetus sõltub sellest,millise keemilise elemendiga on tegemist&on määratud ainult selle elemendi aatomite ehitusega.Nt elavhõbeda aurudega kvartslamp. Neeldumisspekter -pideval spektril mustad neeldumisjooned .Tekib optilise resonantsi põhimõttel.Näitab,millise lainepikkusega valguslaineid antud aine neelab.on kiirgusspektri "negatiiv". Ribaspekter -koosneb laiadest värvilistest ribadest,mis eraldatud üksteisest tumedate vahemikega.Vesinikspekter-kõige lihtsam spekter,selle tõttu hakati aina enam uurima .
Spektraalanalüüsi kasut.Aine keemilise koostise kindlaks tegemine kiirgus- või neeldumisspektrite abil.Ei mõjuta aine keemilist koostist, piisab väikestest ainekogustest,ainet saab uurida eemalt ilma laborisse toomata.Tuleb uuritava aine aur helenduma panna ja spekter mõõta.Spektrid võivad segi minna.Rosinakukkel ja päikesesüsteem-esimesed aatomimudelid, nende ebakõlad.I Thomsoni aatomimudel (kuldlehe pommitamine alfaosakestega)-alfaosakesed hajusid kuldplaadilt,laiali olev pos laeng ei suuda alfaosakest hajutada,pos laeng peab olema kitsas piirkonnas(tuumas).Avastati radioaktiivsus .katse-alfakiirguseallikas küveidis-osakesed pääsesid välja aint otse=läbi tunginud kiired peaxid ühes kohas koonduma,aga Ei. Rutherfordi planetaarne aatomimudel-ei selgita aatomite püsivust.Osakesed peaxid tuumale langema umbes 10-10 sek,aga Ei.Maailm peax koosnema vaid ühest ainest.Elektronvolt.1 elektronvolt on energia,mille omandab elektron ,läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt. 1eV=1,60x10 -19J.Mõõdetaxe elektronide seoseenergiat aatomites ,molekulides ja elementaarosakeste massi.Seaduspärad vesiniku aatomi spektris ,spektrijoonte asendeis:jooned on rühmitunud spektraalseeriatesse,igas seerias moodustavad jooned koonduvaid jadasid.Täppisanalüüs näitab,et kõiki seeriajadasid kirjeldab valem 1/ lambda =Rx[(1/n1ruudus)-(1/n2ruudus)]Balmeri valem on nähtavas valguses. Tõenäosuslaine-elektroniga kaasnevad lained.Laine,mis näitab tõenäosust leida elektroni mingil ajahetkel mingis kindlas ruumipunktis.
Lainefunktsioon-Tõenäosuslainete konkreetset kuju ja ajalist muutumist kirjeldav matemaatiline avaldis.Osakese de Broglie lainepikkus , kuidas arvutada-lambda=h/p=h/mv..olulised mikrofüüsikas.11.Osakeste korpuskulaar ja laineomadused. Igal aineosakesel on olemas nii korpuskulaar kui ka laine omadused.Laine omadusi saame vaadelda kui lainepikkus on meie jaox jälgitav.Kui liiga väike,siis lainelised omadused aines ei avaldu. Shrödingeri võrrand- Mikromaailma mehaanika ,laine- e kvantmehaanika põhivõrrand.Elektroni 4 kvantarvu, energiataseme sidumine kvantarvudega. peakvantarv (n)-määrab elektroni energia aatomis,annab tema kõige jämedama väärtuse kvantarv (l)-täpsustab energia väärtust. magnetiline kvantarv(m)-tingitud energia parandid ilmnevad tugevates magnetväljades.Tavalises olekus kõdunud. spin(s)-energiaavaldis ei kajastu.Samal orbiidil võis olla 2 elektroni erineva spinniga.Spinn on elektroni omadus.Kui spektrograafide lahutusvõime jõudis kümnendiku nanomeetrini, selgus, et enamik jooni koosneb mitmest lähestikku asuvast komponendist . Seega peab eksisteerima veel üks energia salvestamise võimalus. Nende vahel on kindlad seosed.Täisarvulised väärtused.L väiksem n väärtusest.Kuidas on kvantarvud seotud elemendi paiknemisega perioodilisussüsteemis-n langeb kokku perioodinumbriga,määratleb kihtide arvu.Elektroni rühma nr on määratletud aatomi väliskihis olevate elektronide arvuga.Annavad aluse perioodilisussüsteemi olemasolule.
Ioonside-2 keemilise sideme liiki,kristallide korral räägitakseioonsidemel nt. keedusool NaCl-koosneb ioonidest. Posit.laeng üks mis kergesti loovutab elektrone ja teine mis liidab elektrone.Posit.ja neg.jõu vahel tekib elektritõmbejõud see põhjustab sideme tekkimisi ioonkristallides . Kovalentne side on põhjustatud valentssidemetest. valentselektronid -erineva spinniga.Neg.laeng paikneb vahepealses ruumipiirkonnas ajaliselt rohkem.Elektrontõmbejõud-ühine elektronkate. Diood on elektroonikas kasutatav komponent , mille eesmärk on tagada vaid ühesuunaline elektrilaengute liikumine. Pooljuhtdioodi tööpõhimõte seisneb P- ja N-tüüpi pooljuhtide ühendusel tekkiva PN-siirde omadusel juhtida voolu pärisuunas (P – pooljuht positiivse pingega) oluliselt paremini, kui vastassuunas .Dioode kasut.vahelduvvoolust alalisvoolu saamiseks e.alaldites.Valge valguse dioodid võimaldavad valguseks muundada ~90% energiaks.Valge valduse dioodid on kallid,natuke vigased Transistor on kolme või enama väljaviiguga pooljuhtseadis, mida kasutatakse elektrisignaalide tekitamiseks, võimendamiseks ja muundamiseks. Transistori abil saab ühe elektrisignaali abil juhtida ehk tüürida teist elektrisignaali.kasut.transistore ühendusi e.mikroskeeme e.kiip nt.videokaardi protsessorid,arvuti protsessor (2 miljardit pandi ühte kiipi kokku).Röntgenkiirguse teke on samasugune nagu joonspektril (elekton läheb ühelt nivoolt teisele).Spontaanne kiirgus kiirgus mis on iseeneslikult tekkiv vaba kiirgus.Tavahõive Tavaolukorras moodustavad alati lõviosa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid Nm>>Nk Sellisesaatomkonnas on on ülekaalus footonite neeldumine. Pöördhõive olukord kus ergastatud seisundis rohkem elektrone kui põhiseisundis ühe.Valguskvandi peale langemisel stimuleeritakse üleminek metastabiilses seisundist põhiseisundisse.Pöördhõive saavutamine on laserehituse põhiprobl.Tuumajõud Tugev vastastikmõju põhjustab tugeva tuumajõu mis hoiab aatomituuma koos.Väga piiratud mõjuulatus,piiratud aatomi mõõtmetega Nõrk vastastikmõju väga lühiulatus ei tunneta mitte kuidagi tavaelus.magnet- ja gravitatsioonijõul tunnetame kuna neil on suurem mõjuulatus Seoseenergia näitab kui paljuen.vabaneb kui üksikutest koostisosadest aatomituum kokku panna; näitab kui palju en.kulub et aatomituum lõhkuda üksikuteks koostisosadeks Eriseoseenergia saamiseks= seoseenergia /tuuma osakeste arvuga.looduses toimuvad kõik tuumareak.sellises suunas et eriseoseenergia kasvaks.In.teeb selliseid reak.mille korral eriseoseenergia väheneb selle jaoks on vaja suurt välienergiat Looduses on kõige stabiilsemad isotoobid need elemendid mille jaoks eriseoseenergia on väga suur. Tuumareaktsioonid 1.Lõhustumine 235U ; 239Pu Uraani kasut.en.tootmiseks.Pu kasut.pommide tootmiseks 2. Lagunemine U  238U 235U 234U ( looduslikus uraanis on 98%) Uraani rikastamine võetakse välja selle U isotoobid ~5% sellist U kasut.tuumakütust.Rikastamisel jääb järgi 238U vaesustatud Uraan mida kasut.sõjatehnikas USA-s.Tagajärjeks oli haigus mida on saadud 238U sissehingamisel 235U kasut.tuumareaktorites.Nad on korralikult varjestatud seadendised.Reaktorisse tuleb viia U isotoop 235U137Cs + 96Rb + 2n juhitava tuumareak.käivitamiseks peab tuumani jõudma ainult 1 elektron. Kiirguste ohtlikkuse eest kaitsmine 1.Mitte minna sinna kiirgusallikate juurde 2.vähendada aega (nii palju kui vaja nii vähe kui võimalik 3.kaitseekraanide kasutamine (plii klaas, mis on hästi raske klaas).Kiirguste ohtlikkus Elukutse nt merel naftaplatvormidel 1 Sv (siivert) doosi ühik mis põhjustab 5% juhtudest vähiteket. 1Sv on doos mille in.võib saada oma kogu tööaja jooksul ~50a. 1Sv : ~50 a= 0,02 Sv/a  norm mida kiirgustöötaja saada võib (5aastat- max 100mSv) Tavainimese kohta on lubatud norm 20x väiksem.Kiirgustöötaja läbib tervisekontrolli.