Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Kvantoptika - skeem". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
footon, fotoefekt, lööma, footonid, voog, ainele, kvandid, kvantoptika, kvantide, metallile, langeva, vooga, põrkuvad, valguskiirgus, kindlast, päikesepatareiKORDAMINE KT 3 1. 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
II osa Kvantoptika T 02.05.2006 12. Valgus kui footonite voog. 20.sajandi algul oli füüsikas 2 probleemi, mis olid seotud valgusega: 1) ei osatud selgitada fotoefekti ehk elektronide väljalöömist metallist valguse abil ehk fotovoolu tekkimist valguse toimel ja 2) ei osatud selgitada tahkete hõõguvate kehade kiirgusspektreid. 1. Milline oli 1900.a. Saksa füüsiku Max Plancki tööhüpotees valguse kiirgumise kohta aatomeist? Valgus ei kiirgus aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite ehk kvantide kaupa. Ladina keeles quantum on portsjon. 2. Kirjuta Max Plancki valem valgusosakese ehk footoni energia leidmiseks. E = hf, kus h on Plancki konstant ja f valguse sagedus. 3. Mida näitab Plancki konstant ja kui suur ta on? h = E/f näitab, et valguse sagedusühiku kohta tulevat kvandi energiat ja see on h = 6,6.10-34J/s 4. Millise füüsika aluseks sai Plancki tööhüpotees footonitest? Kvantfüüsika. 5. Millise 20
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)
Fotoefekti kasutatakse fotoelementides. See on seade, mis hakkab tööle kui
talle paistab peale valgus. Tänu fotoelemendile loodi helikino. Tänapäeval on levinud nn.
Sisemine fotoefekt, mis toimub pooljuhtides.
Comptoni efekt (1922)
Ta pommitas röntgenikiirtega grafiidist märklauda. Ta avastas, et osa grafiidilt hajunud
kiirgusest oli pikema laine pikkusega kui algne kiirgus ehk peale langenud footonid on
kaotanud oma energia. Kui footoni energia väheneb, siis väheneb ka kiirguse sagedus ja seega
lainepikkus suureneb.
Λ1 < Λ2 E2
1. Millised nähtused tõestavad, et valgus koosneb energiaga osakestest. Milline väide on kvantoptika aluseks? - Näiteks: Laine ei jõua elektrooni orbitaalilt välja lüüa. - 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
Põhjus on selles, et klaas neelab suurema sagedusega (lühema lainepikkusega) valgust Siit järeldus:MITTE IGASUGUNE VALGUS EI TEKITA FOTOEFEKTI. Fotoefekt Enamike ainete puhul tekitab fotoefekti ultravalgus (violetne ja sinine) Fotoefekti ei tekita punane valgus. Siit tuleneb mõiste FOTOEFEKTI PUNAPIIR. Kui välja löödud elektron ei saa piisavat energiat tõmmatakse ta ainesse tagasi FOTOEFEKTI PUNAPIIR suurim lainepikkus, mille puhul veel tekib fotoefekt Fotoefekti seaduspärasused: I seadus: Kiirguse poolt väljalöödud elektronide maksimaalne kineetiline energia ei sõltu kiirguse intensiivsusest vaid sõltub kiirguse sagedusest (lainepikkusest) ja elektroodi materjalist II seadus : Fotoefekti punapiir sõltub ainult elektroodi materjalist ega sõltu kiirguse intensiivsusest. Fotoefekti seaduspärasusi uuris põhjalikumalt vene füüsik Aleksander Stoletov
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.
Füüsika KT I 1. Selgita valguse dualismi, millised nähtused. Valgusel on kahesugused omadused: 1) laineteooria valgus on elektromagnetiline laine *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.
neelamisvõime võrdsed (igal lainepikkusel). Absoluutselt musta keha kiirgamis- ja neelamisvõime on mõlemad võrdsed ühega. Elektroluminestsents- hõrendatud gaasi helendamine teda läbiva elektrivoolu toimel. Nähtust kasutatakse reklaamvalgustuses. Elektroluminestsents tekib ka pooljuhtides ja seda kasutatakse ka valdusdioodides. Ka virmalised kuuluvad elektroluminestsents nähtuste hulka. Päikese kiiratud loetud osakeste voog püütakse Maa magnetvälja poolt suures osas kinni. Pidurdamisel nad ergastuvad Maa magnetväljas hõrendatud gaasi ja põhjustavad selle helendumist. Kuivõrd pooluste lähendal on magnetväli kõige tugevam, siis on ka laetud osakeste pidurdamisel tekkinud ergastusenergia pooluste lähedal eriti tugev . Fotoluminestsents- reeglina fotoluminestseeruvad vedelikud ja tahked ained. Kehad helendavad alati pikema lainepikkusega valgust, kui nad neelduvad. Seetõttu kaotataksegi tihti kiirgusena
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. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele. Põhjus miks ei piisanud ainult laineteooria on see ,et laineteooria ei seleta paljusid valguse omadusi. Laineteooriast ei piisanud ka 20. sajandil kui püüti seletada hõõguvate kehade kiirgus spektrit
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 f lainepikkus, mis antud ainest fotoefekti põhjustab
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
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
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
Ande Andekas-Lammutaja Füüsika Kvantoptika 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. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele. Fotoefektiks nimetatakse negatiivelt laetud elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Valgus ei kiirgu aatomeist lainetena, vaid kvantide kaupa. Valguskvant saab neelduda ainult tervikuna
katsuda". Neidsamu nähtuseid saab kirjeldada ka väljadega, mida pole näha, kuid mis vahendavad osakeste vahel mõjuvaid jõude. Sellist omaduste kahesust nimetatakse dualismiks. Looduses vastab igale lainele osake ja iga osakesega kaasneb laine. Näiteks elektrone, mida me oleme joonistel harjunud nägema ümber aatomi tuuma tiirlevate pallikestena, saab kirjeldada ka lainete abil 7. Mis on fotoefekt. - Fotoefektiks nimetatakse nähtust, kus elektromagnetlaine kvandid (footonid) löövad elektrone ainest välja. Kui elektronid vabanevad aatomites, aga ei välju tahkest ainest gaasi või vaakumi, on tegu sisefotoefektiga. Fotoefekt tekib enamasti ultravioletse valguse toimel. Pikemalaineline kiirgus (näiteks punane valgus või soojuskiirgus) ei suuda elektrone ainest välja lüüa. Piiri, millest
kui ka pidevspekter. Neeldumisspekter näitab, milliste lainepikkustega valguslaineeid aine neelab. Neeldumisspekter võib olla nii joon- kui ka pidevspekter. Spektraalanalüüs- nimetatakse aine keemilise koostise kindlaks tegemist selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi. Ainete koostise teadmine on oluline nii farmaatsias, astroloogias, mineraloogias, loodushoius, metallurgias, masinaehituses, kriminalistikas, keemias kui ka bioloogias. KVANTOPTIKA 13. Valgus kui footonite voog. Valgust võib kirjeldada kui valguskvantide, footonite voogu. 14. Fototefekt. Päikesepatarei. Fotoefekt-elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Päikesepatarei- koosneb päikeseelementidest ehk fotogalvaanilistest elementidest. Päikesepaneele kasutatakse komponentidena suuremates päikesepatarei maatriksites, mille abil toodetake päikeseenergiat nii kodus kasutamiseks kui ka võrku müümiseks. 15. Footon, Fotokeemiline reaktsioon. Fotograafia.
elektromagnetkiirguse toimel tekkivat elektronide emissiooni metalli pinnalt, nn fotovoogu. *FOTOEFEKT Fotoefekti tekkimiseks peab pinnale langeva elektromagnetkiirguse sagedus ületama sellele pinnale . omase lävisageduse Vastasel juhul ei omista elektronid energiat, mis on vajalik vabanemiseks seosest aatomi-tuumadega *KUIDAS? Fotoefekti uurides jõudis Aleksandr Stoletov :järeldusteni 1. Elektronide voo tugevus on võrdeline metallile langeva valgusvooga. 2. Väljalöödud elektronide kineetiline energia sõltub ainult valguse sagedusest, ega sõltu valgusvoost. 3. Kui valguse sagedus on väiksem mingist antud ainele vastavast piirsagedusest (fotoefekti punapiirist), siis fotoefekti ei esine. *FOTOEFEKTI SEADUSPÄRASUSED Fotoefekti punapiir näitab igale ainele vastavat lainepikkust, millest pikemad lained ei ole
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 suuda elektrone ainest välja lüüa. Punapiir - piiri, millest lühema lainepikkusega kiirgus on võimeline fotoefekti tekitama ❏ Ainest valguse poolt väljalöödud fotoelektronide energia on erinev, aga pole kunagi teatud piirväärtusest suurem
Esineb väga harva. 35. Ultra- ja infravalgus ja mis tekitavad? UV-valgus on nähtavast valgusest lühema lainepikkusega elektromagnetlained. Seda kiirgavad väga kõrge temperatuuriga kehad. Infravalgus on nähtavast valgusest pikema lainepikkusega elektromagnetlained. Seda kiirgavad kõik kehad, mille temperatuur on ümbritsevast keskkonnast kõrgem. 36. Plancki hüpotees? Valgus ei kiirgu aatomist lainena, vaid energiaportsionite ehk kvantide kaupa. 37. Mis on footon? Footon on valguseosakene ning sellel ei ole seisumassi, see tähendab, et ta ei saa eksisteerida paigalolekus. 38. Fotoefekt ja selle punapiir? Fotoefekt on nähtus, kus elektrone lüüakse ainest välja valguse toimel. Selle punapiir on lainepikkus, millest pikemad lained ei suuda antud aines fotoefekti tekitada. 39. Dispersioon ja selle seaduspära? Murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest. Mida suurem on lainepikkus, seda vähem ta murdub. 40
kõike mustvalgelt. Esineb väga harva. 35. Ultra- ja infravalgus ja mis tekitavad? UV-valgus on nähtavast valgusest lühema lainepikkusega elektromagnetlained. Seda kiirgavad väga kõrge temperatuuriga kehad. Infravalgus on nähtavast valgusest pikema lainepikkusega elektromagnetlained. Seda kiirgavad kõik kehad, mille temperatuur on ümbritsevast keskkonnast kõrgem. 36. Plancki hüpotees? Valgus ei kiirgu aatomist lainena, vaid energiaportsionite ehk kvantide kaupa. 37. Mis on footon? Footon on valguseosakene ning sellel ei ole seisumassi, see tähendab, et ta ei saa eksisteerida paigalolekus. 38. Fotoefekt ja selle punapiir? Fotoefekt on nähtus, kus elektrone lüüakse ainest välja valguse toimel. Selle punapiir on lainepikkus, millest pikemad lained ei suuda antud aines fotoefekti tekitada. 39. Dispersioon ja selle seaduspära? Murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest. Mida suurem on lainepikkus, seda
Nähtav valgus UV-kiirgus (Päike) Röntgen kiirgus Gamma kiirgus Kõik need lained kujutavad endast el. Mag. Võnkumisi, st neis võngub elektrivälja tugevus E ja magneetiline induktsioon B. Kõik nad levivad valguse kiirusega, kuid omadused on väga erinevad. NT: Raadiolained levivad kõikjale v.a. metalli, valgust tunnetame silmaga, infrapunast kiirgust kehapinnaga, ülejäänusid aga mitte. 8. Mis on fotoefekt? – jagunemine, iseloomustus, näited Fotoefektiks nim. ainest elektronide väljalöömist valguse poolt. Seda nähtust saab seletada siis, kui vaadata valgust kui osakeste voogu. Seadused: Valguse poolt väljalöödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega Fotoelektronide väljalennus kineetiline energia sõltub valgusallika sagedusest, mitte valusallika intensiivsusest (UV-kiirgusega parem fotoefekt) Jagunemine:
Joonspekter koosneb erivärvilistest joontest tumedal taustal. Neid jooni nimetatakse kiirgusjoonteks. Joonspektri annavad kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul (nt elavhõbedaaurudega kvartslamp) . Neeldumise olenevust valguse lainepikkusest kirjeldab neeldumisspekter, mis näitab millise lainepikkusega valguslaineid antud aine neelab. Spekrianalüüsiks nimetatakse aine keemilise koostise kindlakstegemist selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi. Valgus kui footonite voog M. Planck-i püstitatud teooria kohaselt valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Valguse kvanti hakati nimetama footoniks. E =h f Kus h on konstant ,h =6,6 x 10-34 J-s . Seda konstamti tuntakse Plancki konstandina. Fotoefekt Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toime. Fotoefektile andis seletuse A. Einstein, kes väitis, et valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. See tähendab,
Elektromagnetiline laine,lainepikkusega 380nm(violetne,suurim sagedus) < < 760nm(punane,väikseim sagedus). Nähtused:difraktsioon,interferents,dispersioon,murdumine. c = 3 * 108 m/s. c = * f. lainepikkus,f sagedus. Valgus on osakeste voog. Valgusosakesi nim. kahe erineva nimega kvant,footon. Iseloomustab:energia,mass,1aineosake. Kõik valgusallikad kiirgavad valgust kvantide kaupa. Kvanti käsitletakse,kui ühte energia portsionit. Fotoefekt:kiirguse langedes metallipinnale võib sealt välja lüüa elektrone. Tekkimise tingimus: ühe footoni energia peab võrduma elektronide väljumistööga. E = A. E=ühe footoni energia, A=elektronide väljumistöö. Fotoefekti seaduspärasused:Valguse poolt metalli pinnast ühes sekundis eraldunud eletronide arv on võrdeline valguslaine intensiivsusega(mida suurem on kiirus,seda rohkem eraldub elektrone). Fotoelektronide maksimaalne kineetiline
tihedad hõõguvad gaasid. Joonspekter on ainet iseloomustav kiirgus või neeldumisjoonte kogum. Seda annavad gaasilised ained madalal rõhul. 9.Mis on neeldumisspekter? Neeldumisspekter on kiirgusspekter nö negatiiv ja näitab milliste lainepikkustega valguslaineid aine neelab. 10.Mis on spektriaal analüüs? Spektraal analüüsiks nimetatakse aine keemilise koostise kindlaks tegemist, kiirgus- või neeldumisspektri järgi. 11.Mis on fotoefekt? Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. 12.Plancki hüpotees? +valem Planck väitis, et valgus ei kiirgu aatomist lainetena, vaid energiaportsjonite kaupa ehk kvantide kaupa. E=h*f 13.Mis on fotoefekti punapiir? Fotoefekti punapiir on lainepikkus, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone väljalööma. 14.Einsteini fotoefekti käsitlus? +valem mv 2
ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul
ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul
Fotoelektriline efekt e fotoefekt 1. Sissejuhatus : · Max Plancki kavanthüpotees väitis, et liikuvad võnkuvad osakesed ehk võnkesüsteemid (ostsillaator) kiirgavad kvantide kaupa energiat, mis on võrdeline kiirguse sagedusega (E=hf) · 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
Valguse kummaline iseloom ei vasta ei osakeste ega lainete klassikalisele käsitlusele. 9. Osakese-laine dualism on valguse ja mateeria alusprintsiip Looduses on valguse ja mateeria vahel teatav sümmeetria. Kvantmehaanikas ei saa elektroni vaadelda kui pelgalt “pallikest”, nagu klassikalises füüsikas. Sama kehtib footonite kohta. Nii elektronidel kui ka footonitel on lainete ja osakeste omadused: • Elektronid ja footonid saabuvad topeltpilude katses ükshaaval, kuid nende moodustatav muster on interferentsimuster, mille põhjustavad nende osakeste lainete omadused! See osakese-laine dualism on looduse üks alusprintsiipe. Kvantmehaanika on tõepoolest muutnud seda, kuidas me maailma olemusest mõtleme. !2 10. Kui tuleb arvestada aga mõlemat aspekti, siis matemaatiliselt vastab sellele määramatuse
elektriliselt laetud osakesed (elektrilaeng) ja ajas muutuv magnetväli, kusjuures need võivad tekitada välja koos kui ka eraldiseisvalt. Viimast juhtu nimetatakse pööriselektriväljaks. Elektriväli kirjeldab, kuidas igal ajahetkel elektriliselt laetud testlaengut mõjutatakse. Elektrivälja levimiskiirus sarnaneb elektromagnetvälja levimiskiirusega, kus vaakumis on kiirus võrdne valguse kiirgusega, kuid aines on levimise kiirus väiksem. 10 VALGUSE DUALISM – OSAKESTE VOOG VERSUS ELEKTROMAGNETLAINETUS 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. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele
Millal esinevad kvant omadused, millal laine omadused? Valgust saab kirjeldada aine osakestega, mida võib põhimõtteliselt näha ja katsuda. Teisalt saab neidsamu nähtuseid kirjeldada ka väljadega, mida pole näha, kuid mis vahendavad osakeste vahel mõjuvaid jõude. Looduses vastab igale lainele osake ja iga osakesega kaasneb laine. Valgus kui elektronmagnetväljas, mis levib ruumis lainena. Teisalt saab valgust kirjeldada ka osakeste abil, nimelt on olemas valguse osakesed ehk kvandid. Valguse kvanti nimetatakse footoniks. footon on osake, millel seisumass on võrdne nulliga, see tähendab, et paigalolekus footon olla ei saa. Teisiti öelduna: kui footon peatatakse, siis muutub ta millekski muuks, tema energia muutub mõneks teiseks energialiigiks. Valguse kvantiseloom ilmneb selgemalt valguse kiirgumisel (tekkimisel) ja neeldumisel (kadumisel). Laineline olemus tuleb esile peamiselt valguse levimisel. 34. Mis on valgus?
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. Kui footonite energia on piisav tekitamaks juhtivuselektrone, mis suudavad ületada energiabarjääri ning ainest väljuda, ilmneb fotoemissioon ehk välisfotoefekt. Välisfotoefekt on omane metallidele. fotoefekti punapiir – määrab ära suurima lainepikkuse, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Valguskvant saab aines neelduda vaid tervikuna. elektronvolt – energia mõõtühik.
1 3. Elektromagnetism 3.1. Elektriline vastastikmõju 3.1.1. Elektrilaeng. Elektrilaengu jäävus seadus. Iga keemilise aine aatom koosneb klassikalise - teooria kohaselt positiivselt laetud tuumast ja selle ümber tiirlevatest negatiivse laenguga elektronidest. Mitmesuguste ainete aatomite koosseisu kuuluvad elektronid on ühesugused, + kuid nende arv ja asend aatomis on erinevad. Mistahes keemilise elemendi aatom tervikuna on normaalolekus elektriliselt neutraalne. Sellest järeldub, et aatomituuma positiivne laeng on võrdne elektronide negatiivsete laengute summaga. Välismõjude toimel võivad aatomid kaotada osa elektronidest. Sel juhul osutuvad aatomid positiivselt laetuks ja neid nimetatakse positiivseteks ioonideks. On võimalik, et aatomitega ühineb täiendavalt elektrone. Sellisel juhul osutuvad a
Võnkering Lihtsaim süsteem, milles võivad tekkida vabad elektromagnetvõnkumised, koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud poolist. Thompsoni valem Võnkeperiood on võrdeline ruutjuurega induktiivsuse ja mahtuvuse korrutisest. Vahelduvvool on elektrivool, mille tugevus ja suund ajas perioodiliselt muutub. OPTIKA: Laineoptika: Valgus kui elektromagnetlaine valgusel on kahesugune olemus. Kiirgamisel ja neeldumisel käitub valgus osakeste voona. Osakeste nimetus footon ehk valguskvant. Levimisel käitub valgus lainena. Elektromagnetlainete skaala lainepikkuse järgi kahanevas(sageduse järgi kasvavas) madalsagedusvõnkumised, raadiolained, infrapunane kiirgus, nähtav valgus, ultravioletkiirgus, röntgenkiirgus, gammakiirgus. Lainepikkus ja sagedus on pöördvõrdelises seoses. Lainefront - piir, kuhu lainetus esimese laine näol on kandunud. Lainepikkus kaugus kahe teineteisele lähima, samas faasis võnkuva punkti vahel.
annaabi.ee 
