Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "II osa Kvantoptika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
elektron, fotoefekt, footon, metall, füüsik, fotovool, kvandi, lainepikkus, reaktsioon, planck, film, vihikusse, näidisülesanne, anood, päikesepatarei, negatiiv, löödud, väljumistöö, fotoelement, praktikum, footonite, einstein, agbr, gamma, kvantoptika, voog, valgusega, kvantide, portsjon, kvantteooria, graafik, pingest, ioonid, footonidKvantoptika Kvantoptika käsitleb valgust, kui footonite voogu. See füüsika haru hakkas tekkima, kui saksa füüsik H.Herz 1887.a. uuris raadiolainete tekitamist elektisädeme abil. Ta pani tähele et elektisäde tekkis paremini kui elektroode valgustati. Asja edasisel uurimisel tehti kindlaks, et valgus vabastab metallist elektrone. Kui laeng puudub tõmmatakse elektron tagasi. kui on positiivne laeng, siis tõmmatakse elektron tagasi. Kui on negatiivne laeng siis tõukejõud aitab elektronil väljuda. Fotoefektiks nimetatakse elektronide "väljalöömist" ainest valguse toimel. Korraldame katse: Anname tsinkplaadile neg. laengu ja valgustame seda (valgustatavaks aineks tuleb valida metall, sest sellel on "vabu elektrone" Tsinkplaadi negatiivne laeng väheneb Asetame valgusvihu vahele klaasi MIS JUHTUB? Tsinkplaadi laeng enam ei muutu MIKS?
1) plancki hüpotees valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaporstjonite, kvantide kaupa, plancki valem E=hf; 2) footon elektromagnetvälja kvant, mis eksisteerib ainult liikudes(pole seisumassi) ning tõestati fotoefekti abil ja selle kineetiline energia on E=mc2; 3) fotoefekt elektroni väljalöömine metallist valguse toimel, mille tulemusel tekib elektrivool (mida intensiivsem valgus, seda tugevam vool); 4) punapiir piirsagedus, mida fotoefekt tekitada suudab, sellest suurema lainepikkusega või sagedusega valgus enam elektrone vabastada ei suuda (kvantoptikas väikseima sagedusega valgus, mis võib tekitada fotoefekti); 5) stoletovi katse õhutühjas balloonis on 2 elektroodi, valguse toimel katoodist välja löödud elektronid liiguvad anoodile, mis põhjustab fotovoolu, aga muutumatu valguse intensiivsuse puhul oleneb tekkiva voolu tugevus rakendatud pingest.
Milliselt käsitleb valgust kvantoptika, M. Plancki hüpotees? Kvantoptika käsitleb valgust kui osakeste voogu. Max Plancki hüpotees: osakestena ehk footonitena käitub valgus kiirgamisel ja neeldumisel. 2. Kuidas leiad valguskvandi energiat sageduse ja lainepikkuse abil? hc E energia [J] h-Plancki konstant 6,67*10-34 J*s E = h f f = c/ => E = -------- f valguse sagedus -lainepikkus 3. Mis on fotoefekt ja sõnasta tema kaks seaduspärasust? Fotoefekt on nähtus, kus valguse toimel lüüakse ainest välja elektrone. Seaduspärasused: 1) väljalöödud elektronide arv sõltub valguslaine intensiivsusest. 2)väljalöödud elektronide kiirus sõltub valguse sagedusest. 4. Milline on fotoefekti teooria, põhivalem, tähised valemis? Ainele langeva footoni energia mõjul tuuakse elektron pinnale ja antakse talle kineetiline energia.
Valguse uurimine hakkas pihta juba 17. Sajandil. Kuid tekkisid vastuolud teadlaste vahel. Osad uskusid ,et valgus on laine, teised aga ,et osake. Need kes uskusid ,et tegemist on lainega, panid aluse nn. Laineteooriale. Laineteooria töötas välja hollandi füüsik C.Huygens 1678 aastal. Ja need kes uskusid ,et valgus koosneb osakestest panid aluse nn. Korpuskulaarteooriale mida tänapäeval nimetatakse Kvantteooriaks. Korpuskulaarteooria e. kvantteooria arendaja oli inglise füüsik I.Newton 1675 aastal. Aga siia maani ei ole suudetud kindlaks teha mis see valgus on, kuna valgus on dualistlik. Valguse dualistlik e. kahene iseloom tähendab, et valguse laine ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimene ei saa seda vahetult tajuda. Mida väiksem on osakeste energia, seda raskem on neid omavahel eristada.
valguse korpuskulaarse olemuse (osakeselisuse) alusel. Fotoefekt elektronide väljalöömine metallist valguse toimel. Fotokeemilised reaktsioonid keemilised reaktsioonid, millede kulgemise kutsub esile valguse toime reageerivatele ainetele. Valguse rõhk valguse mehaaniline mõju pinnale, millele ta langeb. Comptoni efekt valguse levimissuuna ja lainepikkuse muutumine põrkumisel elektronidega või teiste elementaarosakestega. Fotoefekt Nähtust saab jälgida valgustatava katoodiga vaakumdioodi (fotodioodi) ühendamisel alalisvooluahelasse ahelas kulgeva voolu kaudu. Fotodiood: anood valgus katood Vooluahel: valgus If G (I,) U + - Heiti Aarna 2008
- Valgusel on rõhk, avaldab rõhku pinnale - Aluseks: Valgus koosneb osakestest ehk kvantidest. 2. Kuidas nimetatakse valguse osakesi? Millised omadused on valguse osakestel? - Valguse osakesed on footonid - Omadused: laine omadused, puudub seisumass, kiirus vaakumis 300 000 km/s. 3. Kuidas on valguskvandi energia seotud valguse sagedusega? Ef= h x f 4. Kus on footoni energia suurem- vaakumis või vees? Miks? Footoni energia on vees sama mis õhus. Sest kvandi energia ei sõltu sellest, kus ta elektron liigub. Kvandi energia on määratud kiirgumisega aatomist. 5. Mille poolest erinevad nähtava valguse kvandid, mis tekitavad silmas erinevaid värvusaistinguid? - Energia ja sageduse poolest 6. Kuidas muutuvad kvandi energia, mass ja impulss spektri sinisest osast punasesse liikumisel? - Energia, mass ja impulss lähevad väiksemaks. 7. Kuidas mõjutab valguskvantide energia valguse intensiivsust? Millest sõltub valguse intensiivsus? - Valguse intensiivsus on määratud kvantide hulgaga
Fotoefekt Kordamine Plancki hüpotees: Valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Plancki valem: E=h*f E=Valgusosakese(footoni) energia h=Konstant/6,6*10-34 J*s f=Sagedus Footon on elektromagnetvälja kvant. Valgust saab kirjeldada lisaks lainele ka osakesena footonina. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljumist ainest valguse toimel. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikema lainepikkusega valgus ei ole suuteline ainest elektrone vabastama. Õhutühja ballooni on paigaldatud katood ja anood. Nendevahelist pinget saab mõõta ja muuta. Valguse toimel katoodidest väljalöödud fotoelektronid liiguvad anoodidele, mis põhjustab fotovoolu tekkimise. Voolutugevus sõltub rakendatud pingest. Pinge suurenedes voolutugevus kasvab. Küllastunud vool tekib siis, kui kõik katoodidest väljunud elektronid jõuavad anoodile.
Kordamine - kvantoptika 1. ,,E" tähistab footoni energiat, ,,h" Plancki konstanti ja ,,f" valguskvandi sagedust. Planck'i konstant (tähis h) on füüsikaline konstant kvantmehaanikas, mis iseloomustab kvantide suurust. 2. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 3. Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektorni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. 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. 4. hf = A + mv2/2, kus h on pealelangeva valguse sagedus, kokku hf on valguskvandi energia, mis muutub fotoelektroni antud ainest väljumise tööks A ja energia ülejäägi
kaaliumsulfiidi segu, mis elektronidega pommitamise tõttu hakkab kiirgama helesinist valgust. Kemoluminestsents- keemiliste reaktsioonide tulemusena eralduv energia võib eralduda ka nähtava valguskiirgusena. Sel puhul jääb keha külmaks, kuivõrd kiirgusest puudub soojusenergia. Nt pehkivad haavapuu tükid või helendavad jaaniussid. Wieni nihkeseadus. Wieni seadus (kannab ka nimetust Wieni nihkeseadus) ütleb, et musta keha maksimaalse kiirguse lainepikkus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga. Iseenesest on see ka loogiline: lühema lainepikkusega (suurema sagedusega) valgus vastab suurema energiaga footonitele, mille kiirgamist ju võibki oodata kõrgema temperatuuriga kehalt. Stefan-Boltzmanni seadus väidab, et absoluutselt musta keha soojuskiirguse intensiivsus (võimsus) ühikulise pindala kohta kasvab võrdeliselt temperatuuri neljanda astmega: R = T4.
· Footonit vaadeldi kui keha, mis kiirgas kvante · Aastaid hiljem, pärast arvkuiad eksperimente kujunes sellest teooriasst välja kvantfüüsika. 1918 sai ta kvantteooria eest Nobeli preemia · Tõestati ära keha pinnalt ajaühikus kiiratav soojuskiirgus : (E= · M.Plancki teooriat tunnistati aga pärast A.Einsteini gotoefekti teooriat (1905) ning Bohri aatimoteooriat (1913) - nende tööd kinnitasid tema väidete õigsust 1. Fotoefekt · Fotoefekt on nähtus, kus valguse mõjul lüüakse metalli pindmistest kihtidest välja elektrone · Selle efekti avasta s 1887 H.Herz , eksperimentaalselt uuris seda vene füüsik A.Stoletov, kus kes koostas vooluringi kus oli: 1. Elementidest patarei 2. Kondensaator (positiivne plaat valmistati traatvõrgust ja negatiivne tsingist - see loovutas valguse mõjul kergesti elektrone) 3
valguse poolt välja löödud elektronide hulk sõltub valguse sagedusest, Plancki konstandi (6,6 · 10 -34 J/s) ja valguse sageduse korrutis (energia) võrdub punapiirile vastava energia ja kineetilise energia summaga (hf = A + Ek) ning (kvandi)energia E on suurem või võrdne väljumistööst A. Lõplikult lüüakse elektronid minema vaid negatiivelt laetud ainest. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikemaid lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Mida suurem on katoodile langeva valguse intensiivsus I, seda suurem on küllastusvool ehk vool, mis mingi pinge väärtusest enam ei muutu. Fotoefektil töötavaid seadmeid kasutatakse automaatikas (valgustuses, detailide loendamises) ja telemehaanikas (elektritakistuse vähendamisega), toodete kvaliteedi kontrollimisel, valguse
Kui pinget tõsta, siis voolutugevus kasvab teatud väärtuseni, mida nim. Küllastusvooluks. ( Jk ) Küllastusvoolu tugevus ei sõltu pingest. Siis jõuavad kõik valguse poolt väljalöödud elektronid anoodile. 6. Mis on tõkkepinge? Selleks, et anoodile ei jõuaks ühtegi elektroni, tuleb luua teatud vastupinget, mida nim. Tõkkepingeks (Us) 7. Mida nim. Fotoefekti punapiiriks? + valem Fotoefekti punapiiriks nim. piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. min = A / h 8. Mis on 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. 9. Einsteini valem fotoefekti kohta. + valem + sõnastus.
2) fotoelektronide kiirus on pöördvõrdeline lainepikkusega. 3)punakiir on suurim kiir mis tekitab fotoefekti. A.Einstein tuletas fotoefekti võrrandi, mille lühim kuju on E=A+Ek E-(valgus)kvandi energia E=hf ,kus f-valguse sagedus, ühik on 1Hz(hertz). Js plancki konstant. Kuna valguse kiirus vaakumis , siis . Kus -lainepikkus (m) , m/s. A-elektroni väljumistöö SJ-süst ühik 1J (dzaul) kasutusel ka 1eV (elektronvolt) s.o energia mille elektron saab lõigu läbimisel kui pinge selle oststel on 1V. Ek- fotoelektroni kineetiline energia , kus elektroni mass m=kg. Fotoefekti liigid ja kasutamine 1.(välis)fotoefekt-kasutatakse vanadel fotofilmi taastamisel. 2.sisefotoefekt-tähendab elektroni aatomi või molekuli küljest lahtilöömist ja aine sisest liikumist. Kasutusel päikesepatareis. Kui nende hinda suudetakse alandada ja kasutegurit tõsta saab nendega massiliselt elektrienergiat toota. Fotoelement
1. Milles seisneb Plancki hüpotees aatomi kiirgamise kohta? Valgus ei kiirgu aatomist mitte lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Aatomid kiirgavad elektromagnetenergiat väikeste kvantide kaupa, kusjuures kvandi energia E=hf, kus E- kvandi energia (J) f- sagedus (Hz) h- Plancki konstant 2. Mis on footon? Tema energia, mass, impulss. Footoniks hakati kutsuma valguskvanti. Energia on määratud talle vastava laine sagedusega. E=hf, E- f energia (g) h-Planckoi konstant, 6.6 * 10-34 Mass: footonil ei ole seisumassi, ei saa eksisteerida paigalolekus, E=mc2 m=(hf):c2 f- mass oleneb valguse sagedusest, mida suurem f seda suurem m. Impulss on määratud footoni massi ja kiiruse korrutisega. p=mc , suund ühtib laine levimissuunaga 3. Mida tähendab, et footonil puudub seisumass
*interferents *difraktsioon *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
Young ja Fresnel- Valgus on laine, Maxwell- Valgus on elektromagnetlaine Valgus- on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 380...760 nanomeetrit. Valguslainet iseloom. suurused- 1)lainepikkus 2)periood 3)faas 4)laine levimiskiirus Lainepikkus kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva punkti vahel. Laineperiood- aeg, mis kulub kahe järjestikuse laineharja möödumiseks mingist punktist. Lainesagedus-võrdsete ajavahemike tagant korduvate lainete arv ajaühikus. Laine kiirus- näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus Lainefaas- määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel Valguse sagedus ja lainepikkuse seotus-
See tähendab, et intensiivsem valgus sisaldab rohkem valguse osakesi ehk valguskvante ehk footoneid ja iga kvant lööb ühe elektroni välja. 2) Välja löödud elektronide ehk fotoelektronide energia ei sõltu valguse intensiivsusest vaid on määratud valguse sagedusega. Seega suurema sagedusega valguskvandid on suurema energiaga ja suudavad ka elektronidele rohkem energiat anda. Fotoefekti tekitamiseks peaks aine olema laetud negatiivselt. Sel juhul hakkab välja löödud elektron kehast elektrilise tõukejõu mõjul eemalduma ja keha laeng väheneb. Ka peab ainele langema piisavalt suure sagedusega valgus, et selle kvandid suudaksid ainest elektroni välja lüüa. Elektroni välja löömisel teeb valgus tööd. Vähimat energiat, mille arvel ainest tekiks fotoefekt, nimetatakse väljumistööks (A). Väljumistööle vastava valguse lainepikkust nimetatakse punapiiri lainepikkuseks - see on suurim valguse
nähtusi. Et aga valgus on elektromagnetkiirgus, siis ilmnevad analoogilised nähtused ka röntgenikiirguse, mikrolainete, raadiolainete ning teiste elektromagnetkiirguse liikide korral. Seega võib optikat vaadelda elektromagnetismi allvaldkonnana. Osa optilisi nähtusi tuleneb ka valguse kvantiseloomust ja seetõttu on teatud optika valdkonnad seotud kvantmehaanikaga. 2. Mis on valgus? · Valgus on elektromagnetlaine, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760 nm. · Valguslained on elektromagnetlained, mis tekitavad inimesel nägemisaistingu. Erineva lainepikkusega valguskiirgust tajub inimene erineva värvusena. 3. Kuidas liigitatakse valguslained lainepikkuse järgi? Valgust klassifitseeritakse lainepikkuse järgi · Infravalgus · Nähtav valgus · Ultravalgus 4. Nimeta valguslainet iseloomustavad suurused · Lainepikkus · Laineperiood T
nähtusi. Et aga valgus on elektromagnetkiirgus, siis ilmnevad analoogilised nähtused ka röntgenikiirguse, mikrolainete, raadiolainete ning teiste elektromagnetkiirguse liikide korral. Seega võib optikat vaadelda elektromagnetismi allvaldkonnana. Osa optilisi nähtusi tuleneb ka valguse kvantiseloomust ja seetõttu on teatud optika valdkonnad seotud kvantmehaanikaga. 2. Mis on valgus? · Valgus on elektromagnetlaine, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760 nm. · Valguslained on elektromagnetlained, mis tekitavad inimesel nägemisaistingu. Erineva lainepikkusega valguskiirgust tajub inimene erineva värvusena. 3. Kuidas liigitatakse valguslained lainepikkuse järgi? Valgust klassifitseeritakse lainepikkuse järgi · Infravalgus · Nähtav valgus · Ultravalgus 4. Nimeta valguslainet iseloomustavad suurused · Lainepikkus · Laineperiood T
fotoefekti valem: h*f=A+ 2 . h*f=A+Ek kus h Plancki konstant, f valguse sagedus, A elektroni väljumistöö, m0 elektroni mass, v elektroni kiirus, E k elektroni kineetiline energia. Punapiir- mida suurem on valguse sagedus seda suurema energiaga e suurema kiirusega lendavad elektronid ainest välja. Vastupidisel juhul kui sagedus väheneb on võimalik leida piirsagedust millal algab fotoefekt antud aine korral f p =A/h. Sellest sagedusest alates algab antud aine fotoefekt. Enamus ainetel punase valguse vahemikus- nimetus punapiir. Fotoefekti näited ja kasutamine- jaotatakse kaheks, väline fotoefekt ja sisene fotoefekt. Väline fotoefekt- sel juhul lüüakse elektronid aine pinnast välja. Kasutatakse fotokordisti (registreerib nõrku valgusallikaid), füüsikakatsed, ööbinoklid. Sisemine fotoefekt- sel juhul toimub elektronide liikumine valguse mõjul aine siseselt. Nt bioloogia- fotosüntees, keemia- fotomaterjal (Ag, Br)
1)Metalli pinnalt väljunud elektronide arv sõltus valguse intensiivsusest. 2)Väljunud elektronide kiirus ei sõltunud valguse intensiivsusest, vaid valguse sagedusest ( värvusest) 3)Fotoefekti ei tekkinud kui sagedus oli väiksem teatud piirisagedusest, mis sõltus ainest. Aastal 1905 avaldas Albert Einstein fotoefekti teooria. Oma teoorias näitas ta, et valgus kiirgub kvantidena ja säilitab oma kvanditud oleku ka edasisel levimisel ja neeldub samuti kvantide kapua. Väitis, et elektron saab aine pinnalt lahkuda siis, kui tehakse mingi väljumistöö ja antakse elektronidele mingi kiirus. Kui kvandi energiast selleks ei piisa siis fotoefekti ei teki. h * f = A + (mv2) / 2 (J) h * f = kvandienergia A = väljumistöö (mv2) / 2 = elektroni kineetiline energia Piirjuhul kui elektronide kiirus ei anta (v = 0), siis n * f = A = fm= A / n ( punapiiri sagedus)
Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Ettevalmistus arvestuseks 1. Mida kirjeldab optika? Optika on füüsika osa, mis kirjeldab valguse käitumist ja omadusi ning vastastikmõju ainega. 2. Mis on valgus? · Valgus on elektromagnetlaine, mille lainepikkus vaakumis on vahemikus 380-760 nm. · Valguslained on elektromagnetlained, mis tekitavad inimesel nägemisaistingu. 3. Kuidas liigitatakse valguslained lainepikkuse järgi? Valgust klassifitseeritakse lainepikkuse järgi · Infravalgus · Nähtav valgus · Ultravalgus 4. Nimeta valguslainet iseloomustavad suurused · Lainepikkus · Laineperiood T · Laine sagedus f
If = 0, 2) Valgustades katoodi hakkavad valguse osakesed +U elektrone katoodi pinnalt välja lööma. Elektronid sd I sattuvad Elektrivälja (mis on tänu pinge allikale), ning hakkavad liikuma anoodi poole. Tänu tekkinud laetud osakestele tekkibki fotovool I f If 0, +U sd Väljalennanud elektronide energia suureneb valguse sageduse suurenedes ja ei sõltu valguse energiast. · Väljalennanud elektronide arv suureneb valguse intensiivsuse suurenedes. · Fotovool ei tekki igasuguse lainepikkusega valguse puhul. Alates punapiirist voolu ei teki. Punapiir max laine pikkus millepuhul suudab valgus ainest elektrone välja lüüa.
Neeldumisspekter- Näitab, millise lainepikkusega valguslaineid antud aine(keskkond) neeldab. (tekib,sest külm gaas neelab kõige intensiivsemalt just selliste sagedustega valgust,mida ta tugevasti kuumutatud olekus kiirgab) Spektrianalüüs- aine keemilise koostise kindlakstegemine selle aine poolt tekitatud spektrite põhjal. Fotoefekt- seisneb elektronide väljalöömisel metalli pinnalt valguse toimel. Esimest korda demonstreeris seda 1887. aastal Heinrich Herz. Kvant ehk footon- Max Planck pakkus 1900. aastal välja hüpoteesi, et valgus ei kiirgu aatomist lainena, vaid energiaportsjonite ehk kvantidena. Vaakumis liigub alati valguse kiirusega( C= 3*10 astmel 8 m/s). 1905. aastal nimetas A. Einstein kvandi footoniks. (Valguskvant- jagamatu energiaportsjon, mida keha neelab või kiirgab). Footonienergia on võrdeline elektromagnetlaine võnkesagedusega. E= hf; E= h (h= Plancki konstant= 6,62* 10 astmel -34 J*s)
v2 3.Kuidas on seotud absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja? Suhteline murdumisnäitaja näitab teise keskkonna (selle, kuhu laine läheb) absoluutse murdumisnäitaja suhet esimese keskkonna (selle, kust laine tuleb) absoluutsesse v1 c n1 n2 murdumisnäitajasse ns = v = = c n2 n1 2 4.Kuidas muutub lainepikkus ja sagedus murdumisel? Valguse sagedus on määratud valgusallikas toimuvate protsessidega ja see ei olene, millises keskkonnas valgus levib. Murdumisel muutub valguse lainepikkus, üleminekul optiliselt hõredamast keskkonnast tihedamasse lainepikkus väheneb, vastupidisel levikul suureneb. 5.Mis on dispersioon? Selle seaduspära? Dispersiooniks nimetatakse absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust lainepikkusest. Aine murdumisnäitaja on seda suurem, mida väiksem on lainepikkus. 6
Footoni energia on määratud talle vastava laine sagedusega. Footonil puudub seisumass, ta ei saa eksisteerida paigalolekus. Footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega ning selle suund ühtib valguslaine levimissuunaga. Kui footonid langevad mingile kehale, annavad nad oma impulsi sellele üle. Valguse rõhk on võrdeline valguse intensiivsusega. Footoni põrkumisel vaba elektroniga väheneb footoni energia ja suureneb kiirguse lainepikkus. Fotokeemilisteks nimetatakse reaktsioone, mis toimuvad vaid valguskvantide osavõtul (fotosüntees, osooni tekkimine, pildistamisel). E – (kvandi)energia (J) Ek – kineetiline energia (J) A – väljumistöö (J) λ – lainepikkus (nm) v – kiirus (m/s) h – Plancki konstant (6,6 · 10-34 J/s) m – elektroni mass (9,1 · 10-31 kg) c – footoni lainekiirus (3 · 108 m/s) f – valguse sagedus (Hz)
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 ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Fotoefekti punapiir. Einsteini võrrandist on näha, et fotoefekt saab esineda vaid
1.Kuidas valgust kiiratakse? 1900 a Esitas kvantteooria, mille järgi valgust kiiratakse üksikute valgusportsjonite ehk valgusosakeste kaupa 2. Kuidas valgust neelatakse? Valgust neelatakse tervikuna 3.Mis on footon? Footon on valgusosake, valguskvant, kujutab endas valgusportsjonit 4. Footoni energia valem. Mis määrab ära footoni energia ? E= h x f Sagedus määrab ära footoni energia, mida suurem sagedus,seda suurem energia. Fotoni enegia on võrdne valguse sagedusega ja on pöördvõrdeline valguse lainepikkusega 5.Footoni omadused 1)Footon omab kindlat energiat E= hf h= Planci konstant = 6.63 x 10 astmes -34 f- sagedus( 1 Hz) c=lamda x f c- kiirus
.5) Difraktsioon esineb ka siis, kui veelained läbivad tõketes olevaid avasid. Valguse sattumine varju piirkonda Varju piirkonnaks nimetame seda ruumiosa,kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu. Joonis : Tasalaine frondi tekkimine Huygensi printsiibi kohaselt. Tasalaine frondiks on elementaarlainete puutepind. Huygensi printsiibi abil saab seletada valguse sattumist varju piirkonda. Difraktsioonipilt ja Hygensi-Fresneli printsiip Huygensi printsiipi täpsustas Prantsuse füüsik A. Fresnel . Selle printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana,kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. See, kas lainel on parajasti maksimaalne, minimaalne või mõni muu väärtus, oleneb laine faasist. Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist. Vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel. Valguste interferents
Kordamisküsimused 12. kl. füüsika 2. kontrolltööks teemal AATOMI EHITUS. Tean: fotoefekt (sise- ja välis) – elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Sisefotoefekt on niisugune valguse vm elektromagnetkiirguse põhjustatud nähtus, mis tekib tahkes aines, harilikult pooljuhis, kui selles neelduvate footonite energia ületab aine aatomi keelutsooni laiuse. Sisefotoefekti kirjeldavad põhimõisted on fotojuhtivus ja fotogalvaaniline efekt. Sisemises liiguvad footonid aine sees, aga välisel tulevad ainest välja
FÜÜSIKA OPTIKA LAINEOPTIKA 1. Valgus kui laine. Valguslainet iseloomustavad suurused. Valguslaine koosneb teineteisega risti olevast elektri-ja magnetväljast, mis on omavahel seotud ja levivad ruumis valguse kiirgusega. Valguslaine on ristlaine. Valguslainet iseloomustavad suurused: periood T (1s)- aeg, mis kulub valguslainel ühe lainepikkuse läbimiseks. lainepikkus λ (1nm) - näitab kaugust valguslaine kahe samas võnkefaasis oleva naaberpunkti vahel. laine sagedus f (1Hz) – näitab mitu täisvõnget teeb laine ühes ajaühikus. Kiirus (1m/s)- näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus. c- valguse kiirus vaakumis. (võib kasutada ka õhus) c = 3·108 m/s E- Lainefaas, mis määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel.
suurusega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga ning sõltub keskkonnast, milles asetsevad laengud. Punktlaeng on tinglik mõiste. Punktlaengu korral võetakse arvesse ainult laengu suurus, jättes arvestamata keha mõõtmed ja massi, mis kannab laengut. Elementaarlaengul on positiivne või negatiivne elektrilaeng, 1,6021 x10-19 C. Mistahes elektrilaeng on elementaarlaengu täisarvkordne. Elektron omab negatiivse elementaarlaengu. Matemaatiliselt võib eelpool toodud Coulombi (kuloo) seadust väljendada järgmiselt: F = k q 1q2 / r2 F ( N ) - laengute vahel mõjuv jõud ; q1 ja q2 ( C ) - laengute suurused r ( m ) - laengute vaheline kaugus, 1 kulon (C) on laeng, mis läbib ühes sekundis juhi ristlõiget, kui voolutugevus juhis on 1 A (amper). - suhteline (seepärast mõõtühik puudub) dielektriline läbitavus (konstant), mis
subatoomilised osakesed ❏ Kvantfüüsikas kirjeldatakse kõike lainetena (wavefunction), abstraktne matemaatiline kirjeldus ❏ Wavefunction: amplituud ruudus = tõenäosusjaotus ❏ Kvantmehaanikas ei teata midagi konkreetselt, detailselt, võime ainult tõenäosusi ennustada ❏ Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest ❏ Kvanthüpotees - valgus kiirgub ja neeldub väikeste portsjonitena, elementaarsete mõjukvantidena. Ühe kvandi energia on seotud valguslaine sagedusega. Sagedust ja energiat seob Plancki konstant. E=hf (E - kvandi energia; h - Plancki konstant, 6,626 x 10 astmes -34 J x s; f - sagedus) - aines neelduva valguskvandi energia ❏ 1905 Einsteini fotoefekti teooria elektronide ja kvantide kaudu. Fotoefekti kasutatakse elektri tootmiseks, päikesepatareid. 3====D ❏ Fotoefekt: ❏ Tekib enamasti ultravioletse valguse toimel, sest pikemalaineline kiirgus ei
annaabi.ee 
