Laeng q=Z*e z-järjekorranr. Tuuma ümber tiirleb Z elektroni Vastuolu:on teada, et võnkuvad elektrilaengud kiirgavad elektromagnetlaineid. Siis peaks tiirlevad elektronid kiirgama elektromagnetlaineid. Need kannavad ära energiat ja E jäävuse seaduse jörgi peaks elektroni energia koguaeg vähenema. Ühtlasi vähenebka orbiidi raadius, lõpuks langeb ta tuumale ja aatomit polegi enam. See juhtub kiiresti. 2)Bohri postulaadid I- Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. II-Statsionaarses olekus olevas aatomis on elektronid kindlatel lubatud orbiitidel III-Kiiratakse või neelatakse elektromagnetlaineid aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise. Hf= Ek- Em 3)Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. Keelutsoon- tsoon, kuhu elektson ei saa sattuda, sest ta ei saa omada sellist energiat. Valentstsoon-eletronidega täielikult täidetud tsoon.
Elektroni ,,koht" aatomis on tema leiulaine. Kvantsiiret tuleb käsitleda kui elektroni võnkumist ühest seisulainest teise, ühest elektronpilvest teise. Kvantsiire on protsess, mis toimub lõpliku ajavahemiku jooksul.(mitte momentaanselt) Elektromagnetlaine kiiratakse, kui elektron võngub ühest leiulainest teise. Valguse neeldumisel lähtub protsess madalamast energiatasemest ja lõpeb suurema energiaga orbitaalil. Kui kõik aatomi elektronid asuvad madalaimates (vähima energiaga) lubatud kvantolekutes, siis on aatom põhiolekus. Kui mõni elektron neelab footoni (saab endale footoni energia), siis tõuseb ta mõnele kõrgemale vabale energiatasemele ja aatom läheb ergastatud olekusse. Tagasi põhiolekusse minnes kiirgab aatom footoni; sellega naaseb elektron vähima võimaliku energiaga kvantolekusse. aatomites on erinevate kvantolekute energiatasemete vahed erinevad, siis iga aatom kiirgab ergastatud olekust põhiolekusse naastes erineva energiaga (st lainepikkusega) footoneid.
suuremad kui vähima energiatasemega vaba orbitaali vastavad kvantarvud Ergastatud olek on süsteemi seisund, milles tal on energiat rohkem kui põhiolekus Spekter Optikas tähendab spekter tavaliselt kiirgusvõime sõltuvust sagedusest Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainep või sageduste järgi Peakvantarv täisarv n, mis määrab ära elektroni energiataseme aatomis Bohri postulate ) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga Ek / J / statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse En / J / üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. h = Ek -En / Hz /- kiirgava footoni sagedus ; h = 6,62× 10 - 34 Kirchhoffi I reegel: hargnemispunktides voolude summa on null ( I = 0) , kusjuures
(kvantolekus). Iga elektron, mis lisandub aatomi elektronkattesse, peab valima omale teistest elektronidest erineva energiatasemega aatomorbitaali, mis on määratud elektronkatte kvantarvudega. Elektronkatte peakvantarv (n) määrab ära elektronkihi, millel elektron asub. Täpse orbitaali määramiseks tuleb arvestada veel asimuudi kvantarvu (l), magnetilise kvantarvu (ml) ja elektroni spinniga. Kui kõik aatomi elektronid asuvad madalaimates (vähima energiaga) lubatud kvantolekutes, siis on aatom põhiolekus. Kui mõni elektron neelab footoni (saab endale footoni energia), siis tõuseb ta mõnele kõrgemale vabale energiatasemele ja aatom läheb ergastatud olekusse. Tagasi põhiolekusse läheb aatom läbi footoni kiirgamise, mille puhul elektron naaseb vähima võimaliku energiaga kvantolekusse. Sellisel moel kiiratud footon omab energiat, mis võrdub elektroni algse ja kiirgamisjärgse energeetilise taseme energia vahega
18. Kirjelda Thomsoni aatomimudelit. Thompsoni aatomimudeli kirjelduse leiad (http://web.zone.ee/karle/thompson.htm). 19. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli kirjeldus. 20. Kui suur on aatomi tuum ? aatomituumal pole kindlat suurust, või kui on siis see oleneb prootonite ja neutronite arvust aatomituumas. 21. Formuleeri Bohri postulaadid. 22. Millal aatom kiirgab kvandi ? ui kõik aatomi elektronid asuvad madalaimates (vähima energiaga) lubatud kvantolekutes, siis on aatom põhiolekus. Kui mõni elektron neelab footoni (saab endale footoni energia), siis tõuseb ta mõnele kõrgemale vabale energiatasemele ja aatom läheb ergastatud olekusse. Tagasi põhiolekusse minnes kiirgab aatom footoni; sellega naaseb elektron vähima võimaliku energiaga kvantolekusse. 23. Sellisel moel kiiratud footon omab energiat, mis võrdub elektroni algse ja kiirgamisjärgse energeetilise taseme energia vahega. Et
On olemas aatomi statsionaarsed olekud, milles aatom ei kiirga energiat. Neis lekutes on aatomil üks kindel energia diskreetsest energiate hulgast: 2.Sageduste reegel. Aatom kiirgab või neelab energiat üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise portsjonitena (kvantidena). Nende sagedused on määratud valemiga: . Kui kõik aatomi elektronid asuvad madalaimates (vähima energiaga) lubatud kvantolekutes, siis on aatom põhiolekus. Kui mõni elektron neelab footoni (saab endale footoni energia), siis tõuseb ta mõnele kõrgemale vabale energiatasemele ja aatom läheb ergastatud olekusse. Tagasi põhiolekusse minnes kiirgab aatom footoni; sellega naaseb elektron vähima võimaliku energiaga kvantolekusse. Sellisel moel kiiratud footon omab
· Elektron tiirleb aatomis ümber tuuma · Tuuma ümber tiirlev elektron liigub kiirendusega · Kiirendusega liikuvad elektronid tekitavad elektromagnetlained, millega kaasneb elektromagnetkiirgus. Mis juhtuks elektroniga? Bohri aatomimudel (1913) · on aatomifüüsika idealiseeritud objekt, milles on aatomi planetaarmudelit täiendatud Bohri postulaatidega. Bohri aatomimudel · Bohri 1. postulaat: Aatom võib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma. Bohri aatomimudel · Bohri 2. postulaat: Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi, üleminekul väiksema energiaga orbiidilt suurema energiaga orbiidile aga neelab selle. Bohri aatomimudel · Aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise kiirgub või neeldub
tuumast - Aatomis saab elektron tuuma ümber tiirelda üksnes orbiitidel, mille pikkusse mahub täisarv elektroni leiulaineid. 24. Mis järeldub elektronide laineomadustest nende liikumise kohta aatomis? - Elektroni laineloomusest järeldub, et ta võib tiirelda tuuma ümber vaid teatud kindlatel orbiitidel raadiustega rn 25. Sõnasta Bohri postulaadid - 1) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga Ek / J / statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse En / J / üleminekul. 26. Iseloomusta peakvantarvu, orbitaalkvantarvu, magnetkvantarvu ja spinnkvantarvu. - Peakvantarv- eristab seisulaineid, mis on moodustunud keralaineist.
Tuumast väga kaugel tiirlevad elektronid. Tuum on aatomist tervikuna 100000x väiksem. Rutherfordi mudelis oli üks tõsine puudus. Kui aatom kiirgab energiat, elektron peaks lähenema tuumale ja peaks kukkuma selle sisse. 1913. aastal sõnastas Bohr 2 postulaadi – väide, mida ei tõestata, aga võetakse mingi teooria aluseks. 1)Aatom võib eksisteerida ainult erilistes kvantolekutes, millest igaleühele vastab kindel energia. Kindlas olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Kui aatom lähem üle ühest kvantolekust teise, siis ta kiirgab või neelab energia kvandi. Aatomienergia kvantolekus on määratud elektroni orbiidi raadiusega. Aatomi energia saab omada vaid kindlaid väärtusi, siis orbiidi raadiused saavad omada kindlaid väärtusi ehk nad
9 elektronidest erineva energiatasemega aatomorbitaali; aatomorbitaalid on määratud elektronkatte kvantarvudega. Elektronkatte peakvantarv (n) määrab ära elektronkihi, millel elektron asub. Täpse orbitaali määramiseks tuleb arvestada veel asimuudi kvantarvu (l), magnetilise kvantarvu (ml) ja elektroni spinniga. Kui kõik aatomi elektronid asuvad madalaimates (vähima energiaga) lubatud kvantolekutes, siis on aatom põhiolekus. Kui mõni elektron neelab footoni (saab endale footoni energia), siis tõuseb ta mõnele kõrgemale vabale energiatasemele ja aatom läheb ergastatud olekusse. Tagasi põhiolekusse minnes kiirgab aatom footoni; sellega naaseb elektron vähima võimaliku energiaga kvantolekusse. Sellisel moel kiiratud footon omab energiat, mis võrdub elektroni algse ja kiirgamisjärgse energeetilise taseme energia vahega. Et erinevates aatomites on erinevate kvantolekute
Levimis kiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Colombi seadus Kaks punktlaengut mõjutavad teinetest jõuga, mille moodul on nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördõvrdeline nende vahelise kaugusega ruudus. Fe=k q1q2/r² Pilet 13.2 Rutherforthi aatomimudel. Borhi postulaadid. Rutherfordi aatomimudel (Ringi sees + laenguga keha.. Ringjoone peal Negatiivse laenguga keha! ) Borhi postulaadid 1) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga Ek / J / statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse En / J / üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. hn = Ek - En / Hz /- kiirgava footoni sagedus Pilet 13.3 Ül: Alalisvoolu võimsuse arvutamine. P=UI Pilet 14.1 Elektrivälja tugevus
Fotoefekti punapiir Piirsagedus, mille puhul veel toimub fotoefekt. AINE STRUKTUUR: Aatomifüüsika: Bohri aatommudel Aatom koosneb positiivse elektrilaenguga massiivsest tuumast ning elektronidest, mis tiirlevad ümber tuuma diskreetsetel ringjoonelistel orbiitidel. Peakvant - aatomi kvantarv n, mis määrab ära elektronikihi. Energianivoo peakvantarvule vastav energia. Bohri postulaadid: 1) Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. 2) Aatom kiirgab valgust suurema energiaga E' statsionaarsest olekust väiksema energiaga E" statsionaarsesse olekusse üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. Valguse kiirgumine Suuremalt orbiidilt väiksemale tulles aatom kiirgab energia hulga Valguse neeldumine Selleks, et elektron läheks suuremale orbiidile, peab aatomis energia
keskel. Ümber tuuma tiirlevad elektronid. Elektronid on kindlatel orbiitidel, kus nad ei kiirga energiat. Kõrgemalt orbiidilt madalamale minnes elekton kiirgab kvandi, madalamalt kõrgemale minnes neelab kvandi. peakvantarv täisarv, mis määrab ära elektroni energiataseme aatomis (orbiidi number). energianivoo - peakvantarvule vastav energia. Bohri postulaadid a) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. b) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. Footoni neeldumisel läheb elektron üle kõrgema energiaga statsionaarsesse olekusse. tahkiste struktuur
1014 tiiru sekundis, läheneb energiat kaotades mööda spiraali tuumale ja miljoni tiiru (10 6) pärast ehk 10-8 sekundi pärast langeb tuuma, st aatom lakkaks olemast. Tegelikkuses on aatom väga stabiilne ja püsib ergastamata olekus väga kaua ilma elektromagnetlaineid kiirgamata. Sellest järeldub, et klassikalise füüsika seadused pole aatomimõõtmeliste süsteemida puhul rakendatavad. Bohri postulaadid- 1. Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes e kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia En. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. II postulaadi kohaselt kiiratakse või neelatakse elektromagnetenergia kvant aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teist (suurema energiaga olekust teise minemisel kiiratakse ja neelatakse siis kui vastupidi) ja teeb seda sagedusega =(E 2-E1)/h, kus E1, E2 on energia väärtused ülemineku orbiitidel ja h Plancki konstant h=6,62510-34 Js. 2. Energia kiirgamine ja neelamine aatomite poolt
Aatom kaotab oma elektronkatte ja koos sellega ka oma füüsikalised ja keemilised omadused. Aatomid on aga väga püsivad süsteemid. 1913. a. lõi taani füüsik Niels Bohr teooria, mis käsitleb aatomite energia kiirgamist ja neelamist. Bohri postulaadid: ( postulaat põhieeldus, teooria või mõttekäigu aluseks võetav väide, mille kehtivust eeldatakse.) 1) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga Ek / J / statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse En / J / üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. hv = E k En / Hz /- kiirgava footoni sagedus ; h = 6,62×10-34 - Planck´i konstant.
Plancki konstant, f kvandi sagedus, c valguskvandi levimise kiirus vaakumis Aine struktuur Aatomifüüsika Bohri aatomimudel- Lähtudes Plancki ideest ja fotoefekti teooriast lõi Niels Bohr uue teooria aatomite ehituse seletamiseks. Oma kujutlused esitas ta postulaatidena. Bohri postulaadid- Bohri aatomiteooria on ühe-elektroniliste aatomite poolklassikaline mudel. Selle teooria aluseks on järgmised postulaadid: 1) Elektron aatomis võib olla ainult erilistes püsivates ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E(n). Püsivas olekus aatom ei kiirga. 2) Üleminekul ühest püsivast olekust teise aatom kiirgab või neelab elektromagnetkiirguse kvandi ehk footoni. Kiiratud või neelatud footoni energia võrdub püsivatele olekutele vastavate energiate vahega hf=E(m)-E(n) Tahkiste struktuur Metall Metallides ei jätku viimases valentstsoonis elektrone, et seda täielikult täita.
Bohri postulaatidega. Peakvantarv on täisarv, mis määrab elektroni energiataseme aatomis. Kui n = 1 , on aatom põhiolekus, kui n > 1 , on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n 2 elektroni. Bohri I postulaat Aatom võib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma. Bohri II postulaat Aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise kiirgub või neeldub elektromagnetlaine kvant energiaga, mis võrdub aatomi kahe statsionaarse oleku energiate vahega. hf = E 2 - E1
Bohri postulaatidega. Peakvantarv on täisarv, mis määrab elektroni energiataseme aatomis. Kui n = 1 , on aatom põhiolekus, kui n > 1 , on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n 2 elektroni. Bohri I postulaat Aatom võib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele ümber tuuma. Bohri II postulaat Aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise kiirgub või neeldub elektromagnetlaine kvant energiaga, mis võrdub aatomi kahe statsionaarse oleku energiate vahega. hf = E 2 - E1
Aatomfuusika. Bohri aatomimudel on aatomifuusika idealiseeritud objekt, milles on aatomi planetaarmudelit taiendatud Bohri postulaatidega. Peakvantarv on taisarv, mis maarab elektroni energiataseme aatomis. Kui n=1, on aatom pohiolekus, kui n > 1, on aatom ergastatud olekus. Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks. Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n² elektroni. Bohri I postulaat Aatom voib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igauhele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele umber tuuma. Bohri II postulaat Aatomi uleminekul uhest statsionaarsest olekust teise kiirgub voi neeldub elektromagnetlaine kvant energiaga, mis vordub aatomi kahe statsionaarse oleku energiate vahega. hf=|E2-E1| hf kiirgunud voi neeldunud kvandi energia, E1, E2 aatomi energiatasemed Elektromagnetilaine kvant kiirgub siis, kui aatom laheb suurema energiaga olekust
Einsteini fotoefekti valem : E = A + K , kus E = h . - footoni energia A = h . p - väljumistöö, s. o. min. energia, mis sellest ainest elektroni välja lööks K = m . v2 / 2 - elektroni kineetiline energia, mille ta välja lennates vôib saada. Einsteini relativistlik energia ja massi seos : E = m0. c2 , kus c = 3 . 108 m/s - valguskiirus Bohri postulaadid : I Aatom viibib kindla energiaga statsionaarsetes ehk kvantolekutes, milles ta energiat ei kiirga. II Aatom kiirgab energiakvandi, kui läheb suurema energiaga statsionaarsest olekust väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse. Selle valguskvandi sagedus : = ( E1 _ E2 ) / h Laserid ehk spektri nähtava diapsooni elektromagnetlainete kvantgeneraatorid töötavad indutseeritud kiirgusel, millel on samasugune sagedus, faas ja polarisatsioon nagu aatomites neeldunud kiirgusenergial.
näiteks 6 kvarki ja 6 leptonit peetakse ,,tõelisteks" elementaarseteks osakesteks. Elementaarosakesed liigitatakse kahte rühma vastavalt sellele, missugune on nende osakeste spinn. Näiteks üks rühm hõlmab aineosakesi, mille spinn on 1/2. Kuid täisarvulise spinniga osakesed kuuluvad teise rühma. Need osakesed vahendavad aineosakestevahelist jõudu. Pauli keeluprintsiibi järgi ei saa kaks osakest viibida täpselt samades kvantolekutes ( näiteks kiirus ja koordinaat ). 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
näiteks 6 kvarki ja 6 leptonit peetakse ,,tõelisteks" elementaarseteks osakesteks. Elementaarosakesed liigitatakse kahte rühma vastavalt sellele, missugune on nende osakeste spinn. Näiteks üks rühm hõlmab aineosakesi, mille spinn on 1/2. Kuid täisarvulise spinniga osakesed kuuluvad teise rühma. Need osakesed vahendavad aineosakestevahelist jõudu. Pauli keeluprintsiibi järgi ei saa kaks osakest viibida täpselt samades kvantolekutes ( näiteks kiirus ja koordinaat ). 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
näiteks 6 kvarki ja 6 leptonit peetakse „tõelisteks“ elementaarseteks osakesteks. Elementaarosakesed liigitatakse kahte rühma vastavalt sellele, missugune on nende osakeste spinn. Näiteks üks rühm hõlmab aineosakesi, mille spinn on 1/2. Kuid täisarvulise spinniga osakesed kuuluvad teise rühma. Need osakesed vahendavad aineosakestevahelist jõudu. Pauli keeluprintsiibi järgi ei saa kaks osakest viibida täpselt samades kvantolekutes ( näiteks kiirus ja koordinaat ). 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
annaabi.ee 
