jõud 1N, m-mass 1kg. Võimsus - töö tegemise kiirus. Mõõtühikuks 1W. N=A/t, N-1W, A-töö 1J, t-aeg 1s Potentsiaalne energia - vastastikmõju energia. üles tõstetud kehad -gravitatsioonijõud. Energia miinimumi printsiip-kõik iseeneselikud protsessid kulgevad kehade süsteemi enegria kahanemise suunas. Nt- kivi kukub ikka alla poole. Tõrjutuse printsiip - Ainelisi objekte ei saa asetada teineteise sisse, Nt- õun vee sisse,õun tõrjub vee eemale. Kaasaegne füüsika- kvantmehaaniline(mikormaailm),relativistlik(megamaailm) . (liikumine,aeg,ruum,mass) Massi suurenemine relatiivsusteoorias- mass pole relativistlikus füüsikas enam absoluutne. Mass sõltub liikumiskiirusest. Erinevus seisva ja liikuva keha masside vahel on ka siin määratud teguriga.
1.1.2. Mehhanistliku maailmapildi tunnused......................................................................4 1.2. Elektromagnetiline maailmapilt.......................................................................................4 1.2.1. Albert Einsteini relatiivsusteooria,............................................................................5 1.2.2. Elektromagnetilise maailmapildi tunnused,..............................................................6 1.3. Kvantmehaaniline maailmapilt........................................................................................ 7 1.3.1. Werner Heisenbergi määramatuse printsiip..............................................................7 1.3.2. Kvantmehaanilise maailmapildi tunnused................................................................ 8 1.4. Kaasaegne maailmapilt.................................................................................................... 8 1.4.1
Niels Bohr (taani teadlane) 1913 a. Elektronid tiirlevad ümber aatomi tuuma ringikujulistel orbiitidel Ei vasta enam tänapäeva teadusele Bohri mudel Tänapäevane aatomi mudel Rajajad 1926. a: Werner Heisenberg (saksa teadlane) Erwin Schrödinger (austria teadlane) Tänapäevane aatomi mudel Põhimõte: Elektorid liiguvadaatomis ülikiiresti 1923 tänapäevane aatomimudel e kvantmehaaniline mudel- elektronid liiguvad ülikiirelt ümber tuuma, omamata ajahetkel kindlat asukohta, moodustades elektronpilve. Orbitaal on ruumiosa aatomis, kus on suur elektroni leidumise tõenäosus. Tuum koosneb väiksematest tuumaosakestest Tänapäevane aatomi mudel Kerakujuliseelektrono pilve läbilõige Rohkem täpikesi tähistab elektroni leidumise suuremat tõenäosust Orbitaalid S-orbitaal- kerakujuline Orbitaalid
veel gammakvandi. Tuuma radioaktiivne beetalagunemine Beetaradioaktiivses lähtetuumas muutub üks neutron prootoniks, elektroniks ja neutriinoks (viimane osake on nii ,,tabamatu," et see avastati alles pool sajandit hiljem). Tuuma massiarv jääb samaks, laenguarv suureneb ühe võrra. Tütartuuma ergastatud olek ja järgnev gammakiirgus on beetalagunemisele tüüpiline kaasnev nähtus. Ergastatud tuuma gammakiirgus Tuum on kvantmehaaniline süsteem, seetõttu on ka tema olekute energia väärtused hüppelised ja üleminekul ühest olekust teise toimub kvantide kiirgamine ( see ongi gammakiirgus) või neelamine täpselt samuti nagu aatomis. Tuumajõudude tugevuse tõttu on aga nende kvantide energia umbes miljon korda suurem kui aatomi elektronkattes tekkivatel ja neelatavatel kvantidel. Nagu eelmiste jooniste allkirjades öeldud, võib tuum ergastuda alfa- või
sõnastatud mehaanikaseadused, nimetatakse klassikaliseks füüsikaks. *Kaasaegne füüsika koosnebki kahest suurest teooriast -- mikromaailma kirjeldavast kvantmehaanikast ning aega ja ruumi käsitlevast relatiivsusteooriast KAASAEGNE FÜÜSIKA FÜÜSIKA KLASSIKALINE FÜÜSIKA Kvantmehaaniline Relativistlik UURITAV MAAILM MAKROMAAILM MIKROMAAILM MEGAMAAILM Liikumine Suhteline Absoluutne (valguse kiirus ei sõltu vaatlejast) Aeg Absoluutne Suhteline (sõltub liikumiskiirusest) Ruum Absoluutne Suhteline (sõltub liikumiskiirusest)
lõkspind -- sfäär, mida nii osakesed kui energia saavad läbida vaid ühes suunas (väljast sissepoole). Selle tulemusena musta augu mass kasvab; et aga just mass ongi gravitatsioonivälja (ja seega ka musta augu) tekitaja, peaks selline auk pikapeale kogu maailma alla neelama. Hawking väidab vastupidist: ükski must auk pole igavene, vaid kaotab aja jooksul oma massi ehk, nagu füüsikud ütlevad, "aurustub". Põhjuseks on kvantmehaaniline efekt -- juba eespool mainitud vaakumi polarisatsioon ehk osake-antiosake paaride teke. Kujutame, et selline paar tekib musta augu lähedal. On kaks võimalust: kas auku satub osake või antiosake. Muidugi võivad sinna kukkuda mõlemad, aga siis ei muutu miski. Kui auku kukub antiosake, on asi selge. Antiosake on negatiivse massiga ja seetõttu augu mass väheneb. Kui aga kukub tavaline osake? Tuleb välja, et augu mass väheneb ka siis: antiosakese
lõkspind -- sfäär, mida nii osakesed kui energia saavad läbida vaid ühes suunas (väljast sissepoole). Selle tulemusena musta augu mass kasvab; et aga just mass ongi gravitatsioonivälja (ja seega ka musta augu) tekitaja, peaks selline auk pikapeale kogu maailma alla neelama. Hawking väidab vastupidist: ükski must auk pole igavene, vaid kaotab aja jooksul oma massi ehk, nagu füüsikud ütlevad, "aurustub". Põhjuseks on kvantmehaaniline efekt -- juba eespool mainitud vaakumi polarisatsioon ehk osake-antiosake paaride teke. Kujutame, et selline paar tekib musta augu lähedal. On kaks võimalust: kas auku satub osake või antiosake. Muidugi võivad sinna kukkuda mõlemad, aga siis ei muutu miski. Kui auku kukub antiosake, on asi selge. Antiosake on negatiivse massiga ja seetõttu augu mass väheneb. Kui aga kukub tavaline osake? Tuleb välja, et augu mass väheneb ka siis:
De Broglie hüpoteesi ja Bohri II postulaadi(lubatud orbiidid) vaheline seos De broglie hüpooteesi järgi on osakestel laineomadus, mis tuleb välja bohri 2. postulaadil, kus on kirjas et kui elektron liigub suurema energiaga orbiidilt väiksema e.ga siis kiirgab aatom kvandi, ning kiirgamine on laineomadus 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
aatomi ehituse mudeleid (kirjeldust, nende plusse ja miinuseid): Daltoni (piljardi kuul) +lihtne –ei anna piisavalt infot aine kohta, Thomsoni (rosinakukkel)+lihtne, mõõtmed – ei seletanud joonspektrite tekkimist, Rutherfordi (planetaarne) +hästi arusaadav – vastuolu mehaanika ja elektrodünaamikaga, Rutherfordi-Bohri (kvantmudel) + kirjeldab hästi ühe elektroniga aatomi spektri tekkimist, - suurema elektronide arvuga spektreid ei suuda täpselt kirjeldada, kvantmehaaniline + lähim võimalik mudel tegelikkusele, - liiga raskesti arusaadav. Oskan: m v2 ch c selgitada, mida näitavad valemid E kvant A E K ehk h f A , p , ,
Summaarne entalpia muut keemilises reaktsioonis ei sõltu selle reaktsiooni toimumise teest ega vaheetappidest. 2) Määramatuse printsiip Heisenbergi määramatuse printsiip Elektroni liikumistee täpne määramine aatomis pole võimalik (asub mingis ruumiosas, mitte ruumipunktis) Kirjeldamine on tõenäösuslik. Niisugustele põhiseisukohtadele on rajatud aatomi ehituse kvantmehaaniline teooria. 3) Scheele, tema elu ja teadus Rootsi väljapaistvamaid keemikuid. Töötas peam apteekides, kus sisustas oma keemialaboreid. Sai O2 enne Priestley'd ja uuris põhjalikult. Mõistes O2 osalemist põlemisprotsessides, ei loobunud siiski flogistoniteooriast. Avastas kloori, sai ühena esimestest N2, P4, Mo, W ühendeid, anorg j aorg happeid. Oli üks kõigi aegade
* Laineliste objektide jaoks pole aga liikumine suhteline vaid absoluutsed- kaasaegne füüsika. Kaasaegne füüsika koosneb- kvantmehaanikast ja relatiivsusteooriast. Relativistliku füüsika järgi pole megamaailmas suurte kauguste ja ülisuurte kiiruste korral aeg, ruum ja mass enam absoluutsed. Füüsika Klassikaline Kaasaegne füüsika Kvantmehaaniline Relativistlik Uuritav maailm makromaailm mikromaailm megamaailm liikumine suhteline absoluutne absoluutn aeg absoluutne suhteline suhteline ruum absoluutne suhteline suhteline mass absoluutne suhteline suhteline 33
Liikumine on suhteline, sest on erinevate vaatlejate suhtes erinev. Samas aja kulgemine, kaugused ja kehade mõõtmed ning mass on kõikide vaatlejate jaoks ühesugused ega sõltu liikumisest. Aeg, ruum ja mass on klassikalises füüsikas absoluutsed. FÜÜSIKA KLASSIKALINE KAASAEGNE FÜÜSIKA FÜÜSIKA kvantmehaaniline relativistlik UURITAV MAAILM MAKROMAAILM MIKROMAAILM MEGAMAAILM Liikumine Suhteline Absoluutne(valguse kiirus ei sõltu vaatlejast) Aeg Absoluutne Suhteline(sõltub liikumiskiirusest) Ruum Absoluutne Suhteline(sõltub liikumiskiirusest)
Keemia ja füüsika üleminekueksam 1) AATOMI EHITUSE PLANETAARNE MUDEL · Kõik ained koosnevad molekulidest ning need omakorda aatomitest. · Planetaarse mudelile rajas aluse E. Rutherford aastal 1909. · Mudeli järgi koosneb aatom tuumast, milles asuvad positiivse laenguga prootonid ja ilma laenguta neutronid. Tuuma ümber on elektronkate, mis koosneb elektronkihtidest, kus asuvad elektronid, millel on negatiivne laeng. Aatomil puudub summaarne laeng, sest prootonite ja elektronide arv on võrdne. · Elektronid tiirlevad ümber tuuma kindla raadiusega ringikujulisel orbiidil. Seespoolsed elektornkihid on kõige madalama energiaga, tuumast kaugemad on suurema energiaga. Elektronkihid täituvad energia kasvu järjekorras: esmalt kõige väiksema energiaga kihid, siis suurema energiaga. · Igasse elektronkihti mahub kindel arv elek...
? Vastastikmoju vahendajat ei tahtsustatud. Elektromagnetiline ? Kujunes valja 19. sajandi lopuks Faraday ja Maxwelli toode tulemusena. ? Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tahtsustatakse selles ka vastastikmoju vahen dajat, milleks on vali. Relativistlik ? Kujunes valja aastail 1905?1916 Einsteini toode tulemusena. ? Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. ? Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline ? Kujunes valja aastail 1924?1930 Bohri, de Broglie, Schrodingeri, Heisenbergi, Pauli ja Diraci toode tulemusena. ? Lisandusid dualismiprintsiip ja toenaosuslikkuse printsiip. Kaasaegne ? Kujunes valja 20. saj II poolel. ? Tugeva ja norga vastastikmoju avastamine. ? Atomistliku printsiibi laiendamine valjale (kvantvaljateooria). ? Algosakeste standardmudeli loomine. Skalaarne suurus on esitatav vaid uhe mootarvuga, millele lisandub mootuhik. Skalaarsed
suurenemine ei sõltu esialgsest lainepikkusest ning on määratud ainult nurgaga, mille võrra valgus kõrvale kaldub.- Seega vastab igale hajumisnurgale vaid 1 lainepikkus (olgu tegemist mistahes lainepikkusega valgusega), elastne põrge, klassikal. füüs. ei selgita, Laine korpuskulaarsus; osakeste "lainelisus". Mikroosakeste laineline loomus-osakeste asend ja kiirus ei ole üheaegselt määtatavad.elektroni liikumistee täpne määramine aatomis pole võimalik.Aatomi ehituse kvantmehaaniline mudel: Schrödingeri võrrand=lainevõrrand H=E H-hamiltoni operaator, -lainefunktsioon määrab elektroni lubatud statsion. energiatasemetele vastavad ruumikoordinaadid Elektronpilv- elektroni negat. Laengu jaotustiheduse ruumiline kuju aatomis Orbitaal- elektronide jaotustiheduse kuju, kus elektronide esinemise tõenäosus on kõrge peakvantarv- n:määrab elktronorbitaali energia, isel elek tõenäoseimat kaugust tuumast Orbitaalkvantarv-l:
Selle mikroskoobi suurendused ei küüni elektronmikroskoobi omadeni, kuid annab sügavusteravuse ja kujutised tunduvad ruumilised. 23. Tunnelmikroskoobi tööpõhimõte. Tunnelmikroskoobi puhul skaneerib objekti pinda üliteravaks söövitatud metallteravik. Selle seadme põhimõte meenutab veidi merepõhja reljeefi kaardistamist nöörloodi abil. Teraviku viimisel objektile väga lähedale hakkab sellest kiirgama elektrone ja tekib külmemissioon. Seda põhjustab kvantmehaaniline tunneliefekt. 24. Mis ei lase elektrone aatomist lahkuda? Elektronid ei saa aatomist lahkuda juhul kui tuum on positiivse laenguga, sest sellisel juhul on tugev tõmbejõud, mis tekitab elektronile sügava potentsiaaliaugu. 25. Mida tähendan ,,mikroosakese kiirus on kvanditud"? Mikroosakese kvanditud kiirus on osakese teatud kindel kiirus, millega ta liikuda saab. 26. Mis on orbitaallained? Orbitaallained on elektroni leiulained orbiidil, ümber tuuma. 27
PERIOODILISUSE SÜSTEEM Lainefunktsioon. Kvantmehaanikas kirjeldatakse osakese käitumist lainefunktsiooniga. Tähistatakse sageli (psii). Lainefunktsiooni ruut || 2 on võrdeline tõenäosusega leida osakest huvipakkuvas ruumiosas. võib olla negatiivne ja kompleksarvuline, ||2 on alati positiivne. Schrödingeri võrrand. Lainefunktsioon leitakse enamasti Schrödingeri võrrandi lahendamise käigus. Schrödingeri võrrand on kvantmehaaniline vaste Newtoni teisele seadusele (F = m*a). Üldine kuju: �Ψ = �Ψ. H on hamiltoniaan (energiaoperaator); E on süsteemi energia. Energiatasemed. Kvantsüsteemidele on iseloomulik kindlate energiatasemete olemasolu. Üleminekuga ühelt energiatasemelt teisele kaasneb energia kiirgumine või neeldumine, sagely elektromagnetkiirgusa (nt valguse) kujul. Lubatud energiatasemed avalduvad võrrandiga En = - h*r/n2 kus R on Rydbergi constant, R = me * e4/8*h3 * €02 Kvantarvud
relativistlikku massi 280. Milles seisnevad Heisenbergi määramatuse relatsioonid? Mikroosakese liikumishulga ja koordinaadi samanimelisi komponente ei saa korraga määrata kuitahes täpselt. 281. Mis oli Bohri aatominudeli põhiline puudus? Bohri aatomimudeli ülesehitus on suhteliselt pealiskaudne. Seetõttu see ei ole täielik aatomimudel ning ei suuda seletada paljusid väiksemaid aatomi koostises olevadi struktuure. 282. Mille poolest erineb kvantmehaaniline aatomi mudel Bohri mudelist? Bohri mudeli järgi on elektronil kindlad orbiidid, mida mööda ta liikuda võib. Kvantmehaanika ütleb, et mistahes elektron paikneb mistahes kaugusel tuumast, teatud tõenäosusega. Seal, kus Bohri mudeli järgi orbiit, on kvantmehaanilise järgi lihtsalt suurim võimalus elektroni leida. 283. Mis on Schrödingeri võrrandi lahendiks? MAKROOBJEKTI olek antud hetkel on defineeritud välistingimustega ja kõikide
Mehaaniline maailmapilt peab oluliseks kehi, nende liikumist ja vahetul kontaktil ilmnevat vastastikmõju. Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajando lõpuks Michael Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaaniliselst maailmapildist tähtsustab vastastikmõju vahendit välja. Relativistlik maailmapilt tekkis 19051916 Albert Einsteini tööde põhjal. Lisas varasemale Absoluutse kiiruse printsiibi. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja 19241930 Niels Bohri, de Broglie, Schrödingeri, Heisenbergi, Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosuslikuse printsiip. Kaasaegne maailmapilt kujunes 20. sajandi teisel poolel seoses spinni jõudmisega statistilisse füüsikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega ning algosakeste standardmudeli loomisega. 33.Mateeria põhivormid Aine,väli
Vastastikmõju vahendajat ei tähtsustata. Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajandi lõpuks Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tähtsustatakse selles ka vastastikmõju vahendajat (välja). Relativistlik maailmapilt kujunes välja aastail 1905-1916 Einsteini tööde tulemusena. Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja aastail 1924-1930 Bohri, de Broglie, Schrödingeri, Heisen- bergi, Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosuslikkuse printsiip (osakese leiulainete kirjeldamine). Terviklik kaasaegne maailmapilt kujunes välja 20. sajandi teisel poolel spinni jõudmisega statistilisse füü- sikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega, atomistliku
Vastastikmõju vahendajat ei tähtsustata. Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajandi lõpuks Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tähtsustatakse selles ka vastastikmõju vahendajat (välja). Relativistlik maailmapilt kujunes välja aastail 1905-1916 Einsteini tööde tulemusena. Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus). Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja aastail 1924-1930 Bohri, de Broglie, Schrödingeri, Heisen- bergi, Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosuslikkuse printsiip. Terviklik kaasaegne maailmapilt kujunes välja 20. sajandi teisel poolel spinni jõudmisega statistilisse füü- 6 sikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega, atomistliku
annaabi.ee 
