M. Faraday aatomi koostisesse kuuluvad laetud osakesed I. Thomson elektroni mõiste E. Rutherford ta järeldas, et aatomis on positiivne laen, mis on koondunud aatomi keskele ja moodustab enamuse aatomi massist; planetaarse aatomi idee; määras ära aatomi piirid N. Bohr formuleeris postulaadid aatomi olekute kohta L. de Broglie tõestas, et elektronil on laine omadused W. Heisenberg ebatäpsusrelatsioon W. Paul - keeluprintsiip 4. Rutherfordi katse tõestamaks planetaarset aatomimudelit- Pliikonteineris asub radioaktiivne aine, millest väljub alfaosakeste voog. See langeb õhukesele kullast lehele. Mikroskoobi ees on tsinksulfaadist ekraan. Ekraanile tekib sähvatus kohas, kuhu langeb alfaosake. Ekraani koos mikroskoobiga on võimalik pöörata ja loendada kuldlehekeselt mitmesuguste nurkade all hajunud alfaosakesi.
orbiitidel.Sellisel orbiidil liikudes elektron ei kiirga.Ringorbiidil avaldub seisulaine: L=n x lambda lambda=(2Pii x R)/h.Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi,üleminekul väiksema energiaga orbiidilt suurema energiaga orbiidile aga neelab selle. Laenguarvu Z - Prootonite arv selle elemendi tuumas langeb kokku elektronide arvuga&elektronkihtidega.Sellest tulenevad kvantarvud 4) Pauli keeluprintsiip.Aatomis ei saa olla kahte elektroni,mille kõik 4 kvantarvu langeksid kokku. Kristall ja valgus 6) Kristallid Kristallvõre isel.kristalle.Mudelitena on lihtsamini käsitletavad.Kristallvõres paiknevadneg.või posit.laenguga ioonid.Puhtaid aineid looduses ei ole.Aines olevad lisandid rikuvad kristallvõre struktuuri ja halvendavad aine omadusi.Vahetevahel viiakse lisandid teadlikult kristallvõre sisse, millega parandatakse aine omadusi-legeerimine nt. terase legeerimine.
ained millel on valentsitsoon osaliselt elektronidega kaetud nt erinevad metallid. Elekrit ei juhi: ained millel on valentsitsoon elektronidega täidetud, liikumisvabadus puudub ja seega elektrivool ei pääse läbi nt. väärisgaasid. Valgustajurites ehk fototakistites(elektroodiga pooljuhtfotoelement, mille juhtivus oleneb kiirguse kogusest) rakendatakse fotojuhtivust, see tekib kui neelduvate footonite energia ületab keelutsooni laiuse. Aatomite elektronkatte kihilise ehituse tingib Pauli keeluprintsiip, mis väidab et 2 samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus, st kui erinevate elektronide kvantarvud on samad, siis omavad need elektronid vastupidist spinni. Elementide keemilised/füüsikalised omadused sõltuvad elektronide arvust väliskihil. Elektronkatte kihte tähistatakse s,p,d,f ja g. Elektronmikroskoobis kasutatakse valgusvihkude asemel elektronkimpu ehk kiirete elektronide voogu. Pilt tehakse
Kvantolekusse. Kvandi kiirgamisel tekivad erinevad värvid. Nt. 9 kvandilt 2. Mines tekib violetne värv jne. Sõnasta Bohri postulaat 1)Aatom võib olla statsionaarses olekus püsivalt, mitte neelates ega kiirates energiat 2)aatom kiirgab või neelab energia kvandi, kui ta läheb ühest statsionaalsest olekust teise Milliste järelduste põhjal koostas Rutherford oma aatomi mudeli? 1)Aatomis peab olema väga palju vaba ruumi 2)Aatomi mass on koondunud väga väiksesse ruumi ossa Selgita pauli keeluprintsiip Kahel elektronil ühes ja samas aatomis ei tohi olla ühesugune kvant olek. Mida kujutab endast UV kiirguse seeria? UV kiirguse seeria on seeria kus mida lühemalt ta 1 kiirgab seda tugevam on UV kiirgus Miks planetaarne aatomi mudel ei saa eksisteerida? See ei saa eksisteerida, sest umber tuuma tiirlev electron kaotab pidevalt energiat ja peaks kukkuma tuuma. Mille poolest erinevad Thompsoni ja Ruterhordi aatomi mudel. Mõlemad koosnevad ainest ja
Puurmani Gümnaasium Kertu Vahtra KVANTARUD JA PAULI KEELUPRINTSIIP Referaat Juhendaja: Andres Juur Puurmani 2010 1 SISUKORD Sissejuhatus.....................................................................3 1. Kvantarvud...................................................................4 1.1 Kvantarvu diskreetsus..............................................4 1.2 Süsteemi aditiivne kvantarv..................................
5. Millest sõltub vesiniku aatomi poolt kiiratud või neelatud lainepikkus. 6. Millal aatom kiirgab või neelab kvandi? 7. Milliste kvantarvudega on määratud elektroni liikumine aatomis (tähistused, väärtused, mida määravad aatomis) 8. Millised elektroni iseloomustavad suurused aatomis on kvanditud e sõltuvad järjestikustest täisarvudest ? 9. Kvanttingimus (valem ja tähistused selles) 10. Millised omadused võivad olla elektronil liikudes ümber tuuma? 11. Sõnastada Pauli keeluprintsiip; mis sellest järeldub? 12. Milliste reeglite järgi kihistuvad elektronid aatomis? 1. Planetaarne mudel- aatomi keskel on väikeste mõõtmetega positiivse laenguga suure massiga tuum, mille ümber tiirlevad negatiivse laenguga elektronid. Koosne kahest prootonist ja kahest neutronist. Alfa osake on He aatom. Tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10-15 m. Aatomi läbimõõt on suurusjärgus 10-10m. Aatomi läbimõõt on tuuma läbimõõdust 105 korda suurem Vastuolud
Osakestefüüsika kordamine 12D 1) Fermionid ja bosonid. Mille alusel jaotatakse. Millised osakesed kummagi alla kuuluvad (näide) Osakesi eristatakse spinni alusel. Bosonid: Null või täisarvulise spinnkvantarvuga osakesed. Nt: footon, gluuon, W ja Zboson Fermion: Poolearvulise spinnkvantarvuga osakesed. Nt: elektron, prooton neutron. 2) Pauli keeluprintsiip Pauli keeluprintsiip: Aatomis ei saa olla mitu elektroni, mille olek on määratud 4 kvantarvu ühesuguse kombinatsiooniga. Fermionid järgivad Pauli keeluprintsiipi. Bosonid ei allu Pauli keeluprintiibile 3) Hadronid ja leptonid. Mis on jaotuse aluseks, millised on vastavate liikide näited. Osakeste jaotus neile mõjuvate jõudude alusel Hadronid: Osakesed, millele mõjub tugev vastastikmõju. Nt: prooton, neutron, piion (pi
energiatasemest jagunevad tuumad erinevateks nukliidideks. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest tõukejõust u 100 korda suurem. Kuna aga tuumajõud mõjub ainult lühikese vahemaa tagant (ainult vahetult kõrvuti asetsevate nukleonide vahel), siis ülisuurtes aatomituumades ei suuda tuumajõud tuuma koos hoida ning tuum võib laguneda. Nii prootonid, kui neutronid on fermionid, mistõttu nad nende kohta kehtib Pauli keeluprintsiip kaks sama tüüpi fermioni ei saa samas ruumiosas olla samas kvantolekus. Seetõttu peab iga järgmine tuuma lisanduv prooton või neutron olema võrreldes oma "suguvendadega" erinevas olekus, mis on määratud tuuma kvantarvudega. Neid olekuid nimetakse ka tuumaorbitaalideks. Kuna prootonid ja neutronid on erinevad osakesed, siis nemad üksteist läbi Pauli keeluprintsiibi ei mõjuta. Prootonite arv tuumas määrab ära, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Kuna
Kõigil aatomitel ja osakestel on laineomadused ja neid saab kirjeldada varem footonite jaoks kindlaksmääratud seostega. Seejuures on de Brogleie` lainepikkus , ja laine sagedus . Schrödingeri võrrand Schrödingeri võrrand on kvantmehaanikas võrrand, mis kirjeldab füüsikalise süsteemi kvantoleku muutumist ajas, kuigi elektroni liikumisel aatomis pole mõtet rääkida trajektoorist, sest kordinaati ja kiirust ei ole võimalik samaaegselt määrata piisava täpsusega. Pauli keeluprintsiip Oma lihtsaimal kujul väidab see, et kaks samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus, st kui erinevate elektronide kvantarvud n, l ja ml on samad, siis omavad need elektronid vastupidist spinni. Elektronid on (nagu prootonid ja neutronidki) fermionid, seega kehtib ka nende kohta Pauli keeluprintsiip, mis ei luba kahel elektronil olla samas ruumiosas samas energeetilises olekus (kvantolekus). Iga elektron, mis lisandub aatomi
Liikuva osa koordinaadi ja liikumishulga määramisel eksisteerib alati teatud ebatäpsus ning nende füüsikaliste suuruste vigade korrutis ei saa kunagi olla väiksem kui Plancki konstant h. Võrratus p·x> või = h:2, kus p ja x on ebatäpsused mõõtmisel. Osakese asukoha täpsel määramisel jääb osakese impulss täiesti määramatuks Määramatuse printsiip ütleb, et teatud väikesed vead on loodusseadustesse "sisse kirjutatud", nad on omaette loodusseadus Pauli keeluprintsiip Ühes ja samas aatomis ei saa olla kaht elektroni ühesuguses kvantolekus, mis on määratud kvantarvude nelikuga n, l, ml, ms Keeluprintsiip võimaldab seletada, miks mitmeelektroniliste aatomite elektronkate on kihiline Kõik aatomi elektronid ei või olla ühel energianivool Reegli kohaselt määrab Pauli printsiip aatomite energianivoode täitumise madalamalt kõrgemale Seega on vabas aatomis põhiolekus (mitteergastatud olekus) kõik madalamad energianivood täidetud Kvantarvud
olekutes, millele vastavad aatomi koguenergia diskreetsed väärtused 2)Lubatud orbiitite postulaat: aatomi püsivatele olekutele vastab elektroni tiirlemine kindlatel orbiitidel 3)kiirguse posulaat: üleminek ühest statsionaarsest olekust teise aatom kiirgab (või neelab) elektrimagnetilise energiakvandi Kirchhoffi reegel aatom kiirgab ja neelab valgust samadel lainepikkustel De Broglie hüpotees-elektronidel on laineomadused Pauli keeluprintsiip-ühes aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni Vanakreeka aatomimudel-aatom on äärmiselt väike, silmale nähtamatu jagamatu osake Thompsoni aatomimudel-aatom on kerakujuline osake, milles on kogu mass ning suvaliselt paiknevad elektronid ühtlaselt jaotunud üle kogu ruumala Rutherfordi aatomimudel-aatomi keskel on võrreldes aatomiga väga väike positiivselt laetud tuum ja selle ümber on elektronkate Bohri-rutherfordi aatomimudel-bohri postulaadid
4.orbitaallaine-tal on kindlad orbiidid. Lained täisarv kordsed. Kvantarv-iseloomustab elektroni võimalikku seisulainet (3). n-peakvantarv(määrab ära energia nivoo kuhu elektron kuulub 1,2,3 jne), l-kõrval kvantarv (orbitaal)-määrab ära orbitaali ruumilise kuju 0,1,2 (n-1)) me-magnet kva(orbitaallaine tiirlemistelje orjentatsiooni ruumis -l,-(l-1)...0,1,...l) elektroni spinn(s)-väärtused ½ või -1/2. 5.keeluprintsiip- samas aatomis ei saa olla 2-te ühesuguste kvantarvudega elektroni. Tuum on positiivselt laetud. Elektronid tiirlevad ümber tuuma. Elektronidel on määratavad erinevad energiatasemed. Elektroni jaoks on määratav ainult tema tõenäoline asukoht. Elektronpilve kuju sõltub energiatasemest. Peakvantarv-energiataseme number loetuna alates tuumast. Peakvantarvule vastab aatomi põhiolek, minimaalne energia (n-1). Üleminekul ühelt orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab energiat.
Elementaarosakesi klassifitseeritakse nende spinni järgi. Spinn (tähis s) on elementaarosakese sisemine omaimpulsimoment (ka pöördimpulss ehk liikumishulga moment). Elementaarosakesed jagunevad kaheks fundamentaalklassiks: fermionid (mateeria osakesed) ja bosonid (jõu osakesed). Fermionid Osakesed, mis alluvad Fermi-Diraci statistikale. See statisitka kirjeldab põhimõtteliselt eristamatutest poolespinnilistest elementaarosakestest koosnevaid süsteeme. Fermionide jaoks kehtib Pauli keeluprintsiip. Üldisemalt väidab Pauli printsiip, et kaks identset fermioni (poolarvulise spinniga osakest) ei saa jagada sama kvantolekut. Fermionide alla kuuluvad kvargid ja leptonid ja ka liitosakesed nagu barüonid, paaritu massiarvuga aatomituumad (nt triitium, heelium-3) ja nukleotiidid. Kõigi tuntud elementaarsete fermionide spinn on 1/2. Fermionid on mateeriale põhjapnevad ehituskivid. Standardmudelis on 12 fermioni: 6 kvarki ja 6 leptoni.
1)Peakvantarv- täisarv n, mis määrab ära elektroni energiataseme aatomis. (1,2,3.....) 2)Orbitaalkvantarv- määrab ära orbitaallained mis tekivad elektronide liikumisel ühelt orbiidilt teisele. Tähis:l L=0,1,2,3.....(n-1) 3)Magnetkvantarv(määrab ära elektroni tiirlemis suuna elektronil ml=-l...o...+l 4)Spinn- elektroni pöörlemise suund ümber oma telje. s= 10.Milliste reeglite järgi kihistuvad elektronid aatomis. Sõnasta Pauli printsiip ja energia miinimumi printsiip. 1)Pauli keeluprintsiip- samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega n,l,ml, s, elektroni 2)Energia miinimumi printsiip- iga elektron liigub sellisel orbiidil millel tema energia antud tingimuste juures on minimaalne 11. Arvuta elektronide arv kihtidel k,l,m,n,o Peakvantarv määrab ära kihi nr n=1...K...2 N=2 n=2....L....8 n=3...M...18 12. Ülessanne: Vesiniku aatomis liigub elektron neljandal orbiidil. Kui suur on aatomi energia, elektroni
E2 E2 Hf hf E1 E1 5.ElektronvoltÜks Elektronvolt on võrdne tööga,mis tehakse elektroniümberpaigutamiseks elektrivälja ühest punktist teise,kui nende punktide potensiaalide vahe on on üks volt. 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
Kvantmehaanikas pole osakese asukoht ja kiirus samal ajahetkel täpselt määratud: mida täpsemalt on teada osakese asukoht, seda ebatäpsema tulemuse annavad kiiruse mõõtmised ja vastupidi. Elektroni oleks määrab üksnes tõenäosuse ühe või teise mõõtmistulemuse saamiseks. Heisenbergi määramatuse printsiip 1. Osakese ruumis paiknev koordinaat x; x, kus x - mõõtemääramatus. t, t. 2. Osakese impulss p=mv; p x*ph t*Eh Pauli keeluprintsiip Ühes mikroosakeste süsteemis ei saa olla kahte või enamat osakest, mille kvantarvus oleksid ühesugused. Kvantarvud, nende omavahelised seosed. Kui n=1, siis l=0 ja m=0. Kui n=2, siis l=1. Kui n=3, siis l=2. 1. Peakvantarv - n Määrab orbitaali kauguse tuumast. n=1; 2; 3... 2. Kõrvalkvantarv - l Määrab orbitaali kuju. l=0; 1; 2... (n-1) 3. Magnetkvantarv - m Seotud magnetiliste omadustega. m=0; ±1; ±2... ±l 4. Spinkvantarv - s
Kvantarvud elektrone iseloomustavad arvud - peakvantarv: elektoni kaugus tuumast - orbitaalkvantarv: millised võimalikud orbiidid antud n korral on stabiilsed - magnetkvantarv: elektroni liikumishulga momendil võimalik suund - spinnkvantarv: impulsimoment Pauli keeluprintsiip ühes ja samas aatomis ei saa olla kahte elektroni ühesuguses kvantolekus, mis on määratud kvantarvude nelikuga Heisenbergi määramatusprintsiibid - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese asukohta ja liikumishulka - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese energiat ja aega Aatom (millest koosneb?) koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast, mis paikneb aatomi keskel ning seda
Kvantarvud elektrone iseloomustavad arvud - peakvantarv: elektoni kaugus tuumast - orbitaalkvantarv: millised võimalikud orbiidid antud n korral on stabiilsed - magnetkvantarv: elektroni liikumishulga momendil võimalik suund - spinnkvantarv: impulsimoment Pauli keeluprintsiip ühes ja samas aatomis ei saa olla kahte elektroni ühesuguses kvantolekus, mis on määratud kvantarvude nelikuga Heisenbergi määramatusprintsiibid - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese asukohta ja liikumishulka - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese energiat ja aega Aatom (millest koosneb?) koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast, mis paikneb aatomi keskel ning seda
arvutada valemist h/(mv) h=6,63*10-34Js Hiljem leidis seehüpotees katselist kinnitust. Tänapäeval ei loeta mitte elektroni ennast laineks, vaid elektroni käitumine on tõenäosluslik ja vastava tõenäosusfunktiooni kuju on laineline Määramatuse printsiip väidab, et teatud füüsikaliste suuruste paarid, näiteks asukoht ja impulss, ei saa olla korraga täpselt määratud: ei eksisteeri selliseid olekuid, kus mõlemal suurusel oleks täpselt määratud väärtus Pauli keeluprintsiip kaks samas ruumiosas asuvat sama tüüpi fermioni ei saa korraga olla samas kvantolekus. 3. 4. Pidevspektrid kujutavad endast valgusriba värvuste pideva üleminekuga ühest teise. Pideva spektri annavad hõõguvad tahked ja vedelad kehad. Joonspekter koosneb erivärvilistest joontest tumedal taustal (kiirgusjooned) kiirgusjoonte arv ja intensiivsus iseloomustab vastavat ainet (kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul) Kiirgusspekter näitab, millise lainepikkusega ja
7. Milles seisneb Heisenbergi määramatuse printsiip? Heisenbergi järgi on võimatu korraga määrata elektroni või mõne muu osakese impulsi ja asukohta kui tahes suure täpsusega. 8. Kvantmehaaniline aatomimudel. Kvantarvud ja nende tähendus Elektronid liiguvad kiirelt ümber tuuma, tulemusena moodustub tuuma ümber negatiivse laenguga elektron pilv. Kvantarvud- kirjeldavad elektroni võimalikke energia tasemeid ja lainefunktsioone. 9. Mida väidab Pauli keeluprintsiip? Väidab, et kaks samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus 10. Milles seisnes Davisson Germeri katse ja mille tõestuseks see on? vaadeldi niklikristalliltpeegeldunud elektronkiire interferentsimustrit. (füüsikaline nähtus, kus kahe laine liitumisel saadakse uus laine,mis on suurem või väiksem) 11. Mis toimub vesiniku aatomis kui see kiirgab footoni, kui neelab footoni?
erinevateks nukliidideks. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest elektrostaatilisest tõukejõust umbes 100 korda suurem. Et tuumajõudude mõjuulatus on väga väike (efektiivselt mõjub see vaid kõrvuti asetsevate nukleonide vahel), siis ülisuurtes aatomituumades ei suuda tuumajõud tuuma enam koos hoida ning tuum võib laguneda. Nii prootonid kui ka neutronid on fermionid, mis tähendab, et nende kohta kehtib Pauli keeluprintsiip kaks samas ruumiosas asuvat sama tüüpi fermioni ei saa korraga olla samas kvantolekus. Prootonite ja neutronite olekud on määratud tuuma kvantarvudega ning neid nimetatakse ka tuumaorbitaalideks. Et prootonid ja neutronid on erinevad osakesed, siis nemad üksteist Pauli keeluprintsiibi kaudu ei mõjuta. Prootonite arv tuumas (laenguarv ehk aatomnumber Z) määrab, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Et prootonite arv tuumas võrdub ka elektronide arvuga elektronkattes
Leptoneid esineb ka vabade osakestena, kvargid aga ei saa vabana eksisteerida. 5. Millistest kvarkidest koosneb neutron ja millistest prooton? Prooton koosneb kahest u-kvargist ja ühest d-kvargist( p=(uud)); neutron koosneb aga ühest u-kvargist ja kahest d-kvargist(n=(udd)) 6. Milline seaduspära kehtib universumis eksisteerivate kvarkide- antikvarkide arvu kohta? Kvarkide ja antikvarkide koguarv on jääv. 7. Miks võeti kasutusele suurus "värvilaeng"? Mikromaailmas kehtib Pauli keeluprintsiip mille kohaselt samas süsteemis ei tohi olla kahte täpselt samasugust elementaar osakest. Et eristada prootonis ja neutronis olevaid ühesuguseid kvarke võeti kasutusele uus omadus värvilaeng millevõrra kvargid teineteisest erinevad. 8. Selgita värvilaengu iseärasusi ja seost valgusega? Värvilaengu omadus võeti sarnaselt valgusega kus 3 põhivärvi liitmisel saame tagasi valge valguse ehk värvilaengu omaduse puudumise. Kuna teistel elementaar osakestel peale
ribadega, st, elektroni on mõnes ruumipunktis võimalik leida suurema tõenäosusega kui kõrvalpunktist. St nim neid ka tõenäosuslaineteks. Heisenbergi relatsioonid Teisisõnu ebatäpsuspiirangud on mikromaailmas ebatäpsussuhtes, mille järgi mikromaailmas on füüsikaliste suuruste paare, millest kumbagi suurust ei saa korraga määrata suvalise täpsusega. Ühe määramise täpsust suurendades väheneb teise määramise täpsus: kiirus ja koordinaat Energia ja aeg. Pauli keeluprintsiip Ehk tõrjutusprintsiip: ühes aatomis ei saa olla ühesuguste kvantarvudega elektroni. Ühel kihil saab olla maksimaalselt teoreetiliselt 2nruudus elektrone. Mida näitavad periood ja rühm Periood näitab väliskihil olevate elektronide arvu ning rühm näitab elektronkihtide arvu. Mille poolest erinevad laser ja tavavalgusti Laseri värvus on ühesugune ning sagedus tuleb ühtemoodi välja. Tavavalgusti tuleb erinevalt välja ning on mitmevärvuseline. Samuti erinevad võimsuselt.
Seda on ka siis koguenergia, kui ta tippu veerenult paigale jääb. Järgmine kirss aga jääb ülespoole (mgH1 - mgH2), sest eelmine on ees. Makromaailmas ei saa kaks eset olla ühteaegu samas kohas. Kas see on aksioom, tõrjutusprintsiip, kehtib ka mikroosakestele? Selgub, et vähemalt elektronide puhul kehtib. Seda tuleb väljendada nii: samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega (n, l, ml ja s) elektroni. Sellise seaduse sõnastas Sveitsi füüsik W. Pauli - Pauli keeluprintsiip. Molekulidelt kristallidele Kui keedusoola lahuses on hulgaliselt Na+ ja Cl- -ioone, on suur tõenäosus ioonide kohtumiseks ja järjest uute keemiliste sidemete tekkeks. Hakkab kasvama NaCl kristall. Olemuselt on see supermolekul, milles on hiidpulk koostisaatomeid või ioone. Samuti võib jääpurikat meenutav suur monokristall hakata kasvama kõrgtemperatuuril sulatatud ainesse lastud jahutatava idukristalli külge. Kristallidest kuulsime mõnadgi juba X kl.
ioonide reageerimist veega, mistõttu vesilahused pole neutraalsed, vaid kas aluselised või happelised. Hüdrolüüsuvad tugeva aluse ja nõrga happe soolad, nõrga aluse ja tugeva happe soolad ja nõrga aluse ning nõrga happe soolad. Hüdrolüüsi tasakaalu saab vasakule nihutada eksotermilise reaktsiooni tõttu ka temperatuuri alandades. Samuti saab tasakaalu nihutada ka tugevat hapet või leelist lisades. Lainefunktsioon kirjeldab süsteemi olekut. Kehtib Pauli keeluprintsiip, mis ütleb, et aatomis ei saa olla kahte täpselt samasugust kvantolekus asuvat elektroni. Hundi reegel ütleb, et ühesugused prbitaalid täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega. Ionisatsioonienergia on energia, mis kulub, et kõige nõrgemini kinnitatud elektroni aatomist lahti rebida. Elektroafiinsus on energia, mis vabaneb, kui aatom loodab enesega elektroni. Keemiline side tekib aatomite vahele ja seda seetõttu, et molekulide koguenergia on
Näiteks kui l = 2, siis m l võib olla - 2, - 1, 0, +1 või +2. 1 Spinnkvantarv m s iseloomustab elektroni omaimpulssmomenti, selle väärtuseks võib olla ± . 2 Iga võimalikku elektroni kvantolekut aatomis kirjeldab kindel kvantarvude nelik n, l, m l , m s. Pauli keeluprintsiip : aatomis ei saa olla mitut elektroni, mille olek on määratud nelja kvantarvu ühesuguse kombinatsiooniga , ei saa ühes ja samas aatomis olla kaht elektroni ühesuguses kvantolekus. Elektronkihi moodustavad elektronid, milledel on ühesugune n väärtus.Elektronkihte tähistatakse : K, L, M, N, O, P, Q jne. Kihis oleva elektronide arvu määrab valem 2 n 2, elektronide arvu alakihis valem 2 ( 2 l + 1 ).
Magnetkvantarv Me määrab orbitaali orientatsiooni ruumis. Tugevas magnetväljas iseloomustab mingilmääral elektroni kaugust tuumast. · Mis on Schödingeri võrrand? Schödingeri võrrand on kvantmehaanika põhivõrrand, mille kaudu saab arvutada osakese liulaine sõltuvuse koordinaatidest ja ajast · Mida näitab perioodilisustabelis periood ja mida näitab rühm? Periood näitab elektronkihtide arvu. Rühm näitab mitu elektroni on viimasel kihil. · Pauli keeluprintsiip ehk tõrjutusprintsiip. Pauli tõrjutusprintsiip ütleb, et ühes ja samas aatomis ei saa olla kaht täpselt samasuguste kvantarvudega elektroni. · Mitu elektroni saab maksimaalselt ühes aatomis olla? Igal kihil saab olla maksimaalselt 2n2 elektroni. · Miks kasutatakse elektronmikroskoope? Kuna tavalised valgusmikroskoobid ei suuda 2000x suurendusest suuremat pilti anda, siis kasutatakse suuremate suurenduste jaoks elektronmikroskoope.
n+lümber tiirlevast üksikust elektronist järgneva pildi: 3. Aatomis ei saaväljas Sümmeetrilises olla kaht elektroni, määrab millel energiataseme oleks paar n,s samasugune kvantarvude ebasümmeetrilises nelik kolmik n,l,s ja (Pauli keeluprintsiip) välise (magnet)välja olemasolul kogu nelik n,l,m,s 22.11.12 29 Elektronmikroskoop Tunnelmikroskoop. Elektronmikroskoobi võimalused: · Elektronmikroskoobis kiiritatakse objekti ··Seade töötab tunnelefektil: Mikroskoop võimaldab aatomidetaile, eristada mõõtme suurusjärku mille mõõtmed elektronide
Weinberg, S. Glashow ja A. Sallas näitasid, et nõrk vastasikmõju ja elektromagnetiline vastastikmõju on tegelikult ühe fundamentaalsema- elektronõrga- vastastikmõju kaks erinevat ilmingut. Tugevat vastastikmõju õnnestus seletada aga nn. kvantkromodünaamilise teooriaga, mille järgi tuumajõud tekivad värvilaengute vastastikmõjus. Kromodünaamika koos elektronõrga vastastikmõju teooriaga moodustavad nn standardmudeli. Tugev tuumajõud kahaneb suurte energiate juures. Pauli keeluprintsiip: ei luba kaht osakest viibida ühes ja samas kvantolekus , see tähendab et neil ei või olla sama koordinaat ning sama kiirus. Elementaarosakeste alguseks loetakse 1935a. mil Jaapani füüsik Hideki Yukawa ennustas uue osakese olemasolu, mille mass pidi olema umbes 200* elektroni massist suurem ning mis oleks aidanud seletada tugevat vastasikmõju. Väga suurte energiate juures on kõik kolm vastasikmõju praktiliselt eristamatud- nim.
Aatomi keskel on positiivse laenguga tuum (prootonid, neutronid), mille ümber tiirlevad kindlatel orbiitidel elektronid. Ühel kindlal orbiidil liikudes elektron ei kiirga ega neela energiat. Orbiiti vahetades kiirgab (madalamale) või neelab (kõrgemale). 31. Millal aatom kiirgab ja millal neelab kvandi? Aatom neelab kvandi, kui ta elektron liigub madalamalt orbiidilt kõrgemale. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron liigub kõrgemalt orbiidilt madalamale. 32. Pauli keeluprintsiip Ühes ja samas aatomis ei saa olla mitut ühesuguste kvantarvudega elektroni. See annab et ühel kihil saab olla elektroni. 33. Mis on küllastunud aur? Küllastunud aur on aur sellisel temperatuuril, kus vedeliku aurumine ja kondenseerumine on tasakaalus. 34. Iseloomusta tuuma ja selle koostisosasid Tuum on 99,95% aatommassist. Kihilise ehitusega. Koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootonid ja neutronid koosnevad kvarkidest
31. Millal aatom kiirgab ja millal neelab kvandi? Aatom neelab kvandi, kui ta elektron liigub madalamalt orbiidilt kõrgemale. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron liigub kõrgemalt orbiidilt madalamale.' 32. Heisenbergi relatsioonid Heizenbergi relatsioonid, ehk ebatäpsus piirangud s.t mikromaailmas on osakeste iseloomustavat suuruste paare, millest kumbagi suurust ei saa korraga määrata suvalise täpsusega. 32. Pauli keeluprintsiip Ühes ja samas aatomis ei saa olla mitut ühesuguste kvantarvudega elektroni. See annab et ühel kihil saab olla elektroni. 35. Mille poolest erinevad gaas ja aur? Gaas on gaasilises olekus aine, kus temperatuur on kõrgem kriitilisest. Aur on ka gaasilises olekus aine, kuid kriitilisest madalama temperatuuriga. 33. Mis on küllastunud aur? Küllastunud aur on aur sellisel temperatuuril, kus vedeliku aurumine ja kondenseerumine on tasakaalus. 34
(l=0, 1, 2, 3, …). Magnetkvantarv ml on täisarv vahemikus –l…l; määrab konkreetse orbitaali alakihis. Spinnkvantarv ms saab olla ainult – ½ või + ½ Elektroni spin. Aatomis kirjeldab elektroni spinnseisundit spinnkvantarv ms, mille lubatavad väärtused on -1/2 ja +1/2. Kasutatakse ka üles ja allapidi nooli või vastavalt alfa ja beeta. Aatomi elektronkonfiguratsioon – kirjeldab mitmeelektronilises aatomis elektronide jaotust orbitaalidel Pauli keeluprintsiip: aatomis ei saa olla kahte elektroni, mille kõik neli kvantarvu oleksid vastavalt võrdsed. Samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui 2, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel: kui samas alakihis on rohkem kui 1 orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevatele alakihi orbitaalidele. (Üheskoos tuntakse neid reegleid ka kui Aufbau printsiip (ülesehitamine, saksa k)) Põhiolek – aatomi kõige madalama energiaga seisund (oleks)
erinevad energiatasemed. Kaasaegne aatomimudel ? Tuuma umber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved ehk orbitaalid, mille erine vates osades on elektroni leiutoenaosus erinev. ? Elektronpilve piire, jarelikult ka aatomi mootmeid, ei ole voimalik tapselt maarata ? Mitme elektronkihiga aatomite elektronkate on kihiline ? Erinevate elektronkihtide ja alamkihtide taitumisel kehtivad 2 printsiipi: ? Pauli keeluprintsiip: uhes ja samas aatomis ei saa olla kaht elektroni uhesuguses kvan tolekus, mis on maaratud kvantarvude nelikuga n, l, m, s; ? energia miinimumi printsiip Spektrite jaotus tekkepohjuse jargi: ? kiirgusspekter naitab, millise lainepikkusega ja intensiivusega keha kiirgab. ? neeldumisspekter naitab, millise lainepikkusega valgust ja kui tugevalt keha neelab. Kiirgusspekteris ja neeldumispektris asuvad jooned samadel kohtadel. Laser: Light Amplication by Stimulated Emission of Radiation
printsiibist: järelevalveinstantsid pidid KOV-de õigusvastaste aktide tühistamiseks pöörduma halduskohtusse. 1934. a: mindi üle veto- e. keeluprintsiibi rakendamisele: riiklikku järelevalvet teostav organ võis oma keelava aktiga teatud tähtaja jooksul tõkestada KOV akti formaalset jõustumist. Kui ta seda õigeaegselt ei kasutanud, jõustus KOV akt. KOV võis keeluakti peale kaevata halduskohtusse. Veto-e. keeluprintsiip sisaldus ka 1937.-38. a valla-, linna- ja maakonnaseadustes. Faktilise tegevuse kontrollimiseks võisid järelevalveorganid teostada revideerimisi, paiklikke ülevaatusi, nõuda mitmesuguseid aruandeid jne. Riiklikul järelevalvel oli ka poliitiline ning majanduspoliitiline aspekt, mille suhtes KOV-l kaitsemehhanism puudus. Tervikuna oli riiklik järelevalve KOV-de tegevuse üle 1930-ndate teisel poolel liigselt valitsusekeskne, kusjuures KOV-de kaebeõigus oli mitmel alal piiratud või puudus
protsessid kulgevad kehade süsteemi energia kahanemise suunas. Süsteemil on kalduvus energiat loovutada (töö tagavara ära kulutada), liikuda minimaalse energiaga olekusse. • Näited? kivi kukkumine, soojuse levik kuumemalt kehalt külmemale, magnetnõela orienteerumine, valguse kiirgumine aatomist . • Tõrjutusprintsiip - ainelisi objekte ei saa panna teineteise sisse. • Tõrjutusprintsiip makro ja mikromaailmas (Pauli keeluprintsiip). • Väljade liitumine ehk superpositsiooniprintsiip • Superpositsiooniprintsiip tuleneb tõrjutusprintsiibi mittekehtivusest välja korral. • Näiteks tõrjutusprintsiibi kehtivus aine korral (kaks veejuga põrkuvad kokku) näide mittekehtivusest välja korral (kaks laserikiirt või taskulambi kiirtevihku lähevad teineteisest labi). • Absoluutkiiruse printsiip -välja liikumine aine suhtes toimub alati suurima võimaliku kiiruse ehk absoluutkiirusega, aineliste
iseeneslikud (mitte välismõjust tingitud) protsessid kulgevad kehade süsteemi energia kahanemise suunas. Süsteemil on kalduvus energiat loovutada (töö tagavara ära kulutada), liikuda minimaalse energiaga olekusse. · Näited? kivi kukkumine, soojuse levik kuumemalt kehalt külmemale, magnetnõela orienteerumine, valguse kiirgumine aatomist . · Tõrjutusprintsiip - ainelisi objekte ei saa panna teineteise sisse. · Tõrjutusprintsiip makro ja mikromaailmas (Pauli keeluprintsiip). · Väljade liitumine ehk superpositsiooniprintsiip · Superpositsiooniprintsiip tuleneb tõrjutusprintsiibi mittekehtivusest välja korral. · Näiteks tõrjutusprintsiibi kehtivus aine korral (kaks veejuga põrkuvad kokku) näide mittekehtivusest välja korral (kaks laserikiirt või taskulambi kiirtevihku lähevad teineteisest labi). · Absoluutkiiruse printsiip -välja liikumine aine suhtes toimub alati suurima võimaliku kiiruse ehk absoluutkiirusega, aineliste
=> kvant-arvud on neljamõõtmelise aegruumi R4 = (n,l,m,t) koordinaadid, mis märgivad elektroni võnkumise perioodilisust orbiidil. Määramatuse relatsioon. Elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisevlaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav lainepikkuse täpsuseni. (Heisenbergi määramatuse printsiip (relatsioon) seob osakese asukoha ruumis tema kiirusega, ajamomendi aga energiaga.) Pauli keeluprintsiip - Aatomis ei saa olla kaht elektroni, millel oleks samasugune kvantarvude nelik 21. Tuumafüüsika Põhimõisted: aatomituum, tuuma koostisosad, tuumajõud, seose-energia, massidefekt. Tuuma valem: massiarv, laenguarv, nende seos prootonite ja neutronite arvudega. Tuumaenergeetika: selle olemus, ahelreaktsioon, termotuumareaktsioon. Kiirguskaitse: radioaktiivne kiirgus ja seda iseloomustavad suurused; nende SI- ühikud. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest
=> kvant-arvud on neljamõõtmelise aegruumi R4 = (n,l,m,t) koordinaadid, mis märgivad elektroni võnkumise perioodilisust orbiidil. Määramatuse relatsioon. Elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisevlaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav lainepikkuse täpsuseni. (Heisenbergi määramatuse printsiip (relatsioon) seob osakese asukoha ruumis tema kiirusega, ajamomendi aga energiaga.) Pauli keeluprintsiip - Aatomis ei saa olla kaht elektroni, millel oleks samasugune kvantarvude nelik 21. Tuumafüüsika Põhimõisted: aatomituum, tuuma koostisosad, tuumajõud, seose-energia, massidefekt. Tuuma valem: massiarv, laenguarv, nende seos prootonite ja neutronite arvudega. Tuumaenergeetika: selle olemus, ahelreaktsioon, termotuumareaktsioon. Kiirguskaitse: radioaktiivne kiirgus ja seda iseloomustavad suurused; nende SI- ühikud. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest
1. Joonis 12.6. Orbitaalide energiad Elektronkonfiguratsioonid Aatomi kui terviku energia sõltub elektronide paiknemisest orbitaalidel. Kui elektronid paiknevad selliselt, et aatomi energia on võimalikest madalaim, nimetatakse sellist olekut selle aatomi põhiolekuks. Muid elektronide paigutusi, mida on lõpmata palju, nimetatakse ergastatud olekuteks. Elektronkonfiguratsioonid alluvad üldiselt (va mõned erandid) järgnevatele reeglitele: Pauli keeluprintsiip Aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses kvantolekus asuvat elektroni (st. elektroni, mille kõik neli kvantarvu oleksid samad). Järeldus: esimesele (n = 1) kihile mahub maksimaalselt 2 elektroni, teisele (n = 2) kihile 2 + 6 = 8 elektroni, kolmandale 18, jne st kihile n mahub maksimaalselt 2n2 elektroni. Hundi reegel Ühesugused orbitaalid (samade n ja l väärtustega) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega. Neutraalsete aatomite orbitaalid täituvad nende
Järelevalve teostamisel juhinduti kohtuliku kontrolli printsiibist: järelevalveinstantsid pidid KOV-de õigusvastaste aktide tühistamiseks pöörduma halduskohtusse. 1934. a: mindi üle veto- e. keeluprintsiibi rakendamisele: riiklikku järelevalvet teostav organ võis oma keelava aktiga teatud tähtaja jooksul tõkestada KOV akti formaalset jõustumist. Kui ta seda õigeaegselt ei kasutanud, jõustus KOV akt. KOV võis keeluakti peale kaevata halduskohtusse. Veto-e. keeluprintsiip sisaldus ka 1937.-38. a valla-, linna- ja maakonnaseadustes. Faktilise tegevuse kontrollimiseks võisid järelevalveorganid teostada revideerimisi, paiklikke ülevaatusi, nõuda mitmesuguseid aruandeid jne. Riiklikul järelevalvel oli ka poliitiline ning majanduspoliitiline aspekt, mille suhtes KOV-l kaitsemehhanism puudus. Tervikuna oli riiklik järelevalve KOV-de tegevuse üle 1930-ndate teisel poolel liigselt valitsusekeskne, kusjuures KOV-de kaebeõigus oli mitmel alal piiratud või puudus
Sellele keelule alluvad 1/2 spinniga aineosakesed. Seepärast ei saa aineosakesed koonduda olekusse, mille tihedus on ülisuur. Fermionid on osakesed, mille spinnid ( ehk omaimpulsimomendid ) on poolarvulised näiteks elektronid, prootonid, neutronid, neutriinod jt. Kuid bosonid on täisarvulise või nullise spinniga osakesed näiteks footonid, mesonid jt. Osakesed, mis on samaliigilised, on üksteisest eristamatud. Pauli keeluprintsiip kehtib fermionide jaoks, kuid bosonitele see printsiip ei kehti. Kuid eelnevalt oli juba märgitud seda, et aine ja väli on mateeria põhivormid, kuid aeg ja ruum on mateeria eksisteerimise põhivormid. See tähendab ka seda, et aja ( ja seega ruumi ) mitteolemasolu korral ei ole olemas ka mateeriat ennast. See tähendab seda, et ei ole olemas ka Universumit, sest selle põhilisteks eksisteerimisvormideks on aegruum ja mateeria. Nähtava Universumi olemasolu on illusioon
Sellele keelule alluvad 1/2 spinniga aineosakesed. Seepärast ei saa aineosakesed koonduda olekusse, mille tihedus on ülisuur. Fermionid on osakesed, mille spinnid ( ehk omaimpulsimomendid ) on poolarvulised näiteks elektronid, prootonid, neutronid, neutriinod jt. Kuid bosonid on täisarvulise või nullise spinniga osakesed näiteks footonid, mesonid jt. Osakesed, mis on samaliigilised, on üksteisest eristamatud. Pauli keeluprintsiip kehtib fermionide jaoks, kuid bosonitele see printsiip ei kehti. Kuid eelnevalt oli juba märgitud seda, et aine ja väli on mateeria põhivormid, kuid aeg ja ruum on mateeria eksisteerimise põhivormid. See tähendab ka seda, et aja ( ja seega ruumi ) mitteolemasolu korral ei ole olemas ka mateeriat ennast. See tähendab seda, et ei ole olemas ka Universumit, sest selle põhilisteks eksisteerimisvormideks on aegruum ja mateeria. Nähtava Universumi olemasolu on illusioon
Sellele keelule alluvad 1/2 spinniga aineosakesed. Seepärast ei saa aineosakesed koonduda olekusse, mille tihedus on ülisuur. Fermionid on osakesed, mille spinnid ( ehk omaimpulsimomendid ) on poolarvulised – näiteks elektronid, prootonid, neutronid, neutriinod jt. Kuid bosonid on täisarvulise või nullise spinniga osakesed – näiteks footonid, mesonid jt. Osakesed, mis on samaliigilised, on üksteisest eristamatud. Pauli keeluprintsiip kehtib fermionide jaoks, kuid bosonitele see printsiip ei kehti. Kuid eelnevalt oli juba märgitud seda, et aine ja väli on mateeria põhivormid, kuid aeg ja ruum on mateeria eksisteerimise põhivormid. See tähendab ka seda, et aja ( ja seega ruumi ) mitteolemasolu korral ei ole olemas ka mateeriat ennast. See tähendab seda, et ei ole olemas ka Universumit, sest selle põhilisteks eksisteerimisvormideks on aegruum ja mateeria. Nähtava Universumi olemasolu on illusioon
annaabi.ee 
