5. Millal saab elektroni asukohta määrata temalt hajunud valgust registreerides? 6. Mis on potentsiaalibarjäär? Potensiaalibarjäär on kindlal viisil paigutunud energiaväli, mille ületamiseks läheb vaja osakesel rohkem energiat kui tal tavaliselt on 7. Mis on potentsiaaliauk? Potensiaaliauk on see kui osake on ümbritsetud mitmest küljest potensiaalibarjääriga. 8. Millal kuulike ületab potentsiaalibarjääri? Kuulike ületab potensiaalibarjääri sel juhul kui ta pääseb barjääri seinte vahelt välja. 9. Kas mikroosakeste jaoks mängib rolli gravitatsioonienergia? Ei 10. Mis võivad tekitada potentsiaalibarjääre mikromaailmas? Kineetiliste energiate muutumine/muutmine. 11. Mis juhtub elektroni leiulainega, kui ta jõuab lõpmata kõrge potentsiaalibarjäärini? Sellest kürgest potensiaalibarjäärist ei saa elektron mitte mingil juhul üle. 12
lähenev laine ning otsalt tagasi peegeldunud laine tugevdavad teineteist interferentsil. Spekter- kus see tähendas värvuste skaalat, mida vaadeldi, kui valge valgus oli prismat läbides murdunud. Tõestavad elektronide lainelisi omadusi-valguslainete olemasolu tõestavad nähtavad vöödid, mis tekivad interferentsi katses laineharjade ja nõgude vastastikuse liitumise tulemusena. Tunneliefekt- 0-st suurem tõenäosus leida osakest teisel pool barjääri ka siis, kui tema energia ei küüni potentsiaalibarjääri kõrguseni.Difraktsion- lainete kandumine varju piirkonda, mida väiksem ava või tõke, seda rohkem valguslained kanduvad varju piirkonda. Varju piirkonnas võivad lained liituda mitmeti: tugevdada või nõrgendada teineteist.Interf: Valguslainete liitumist, mille korral tekib ruumis võnkumiste püsiv jaotus amplituudi järgi. Thomsoni aatom sisaldas teatud hulga elektrone, mille arv on võrdeline aatomi massiga. Kuna aatom tervikuna on elektriliselt
2. Üleminekul ühelt statsionaarselt orbiidelt teisele kiirgab või neelab elektron energiakvandi, mille energia on võrdne elektroni energiate vahega antud orbiitidel. Mikroosakestele on omane dualism: ühelt poolt võib neid vaadelda kui osakesi, millel on mass, teiselt poolt kui lainetust. Mikromaailmas kehtivad täpsuspiirangud: samaaegselt ei ole võimalik kuitahes täpselt mõõta kaht füüsikalist suurust. Tunnelefektiks nimetatakse nähtust, kus osake on võimeline ületama potentsiaalibarjääri ilma välist energiat kasutamata, kui barjääri laius on väiksem kui osakese lainepikkus. Kvantarvudeks nimetatakse täisarve, mis kirjeldavad elektronide orbiite aatomis. On olemas peakvantarv, orbitaalkvantarv, magnetkvantarv ja spinnkvantarv. Tõrjutusprintsiip e. Pauli printsiip: samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni. Molekulides hoiab aatomeid koos keemiline side iooniline või koovalentne side.
Transistorid võivad olla kas pnp- või npn-struktuuriga (juhtivusega). Erinevus nende vahel seisneb vaid ühendatavate toiteallikate polaarsuses (voolude suunad vastupidised). Transistori ekvivalendiks on kaks dioodi, mis on ühendatud ühise anoodi või katoodiga. Pingestamata väljundite korral on mõlema siirde läheduses kontsentreerunud lisandioonide ruumlaengud. Ruumlaengute elektriväli kujutab endast kaht ühesugust potentsiaalibarjääri (kahe dioodi vastulülitus). Väliste vooluallikate puudumisel on siirde voolud võrdsed nulliga. Transistori kasutamisel võimenduselemendina pingestatakse üks siire päri- ja teine vastassuunas. Esimest nimetatakse emittersiirdeks, teist aga kollektorsiirdeks. Keskmist pooljuhtkihti nimetatakse baasiks. Emitterväljastusega ühendatakse toiteallikas UE (pingega ca. 1 V) ja sisendsignaaliallikas Usis. Kollektorväljastusega ühendatakse toiteallikas UK (pingega
_ soojusliikumisest läbi vastupingestatud siirde 2. Pinge edasisel suurenemisel see vool märkimisväärselt ei kasva. Anoodpinge teatud väärtusest alates suureneb anoodvool järsult, sest siirde takistus väheneb laviinläbilöögi tõttu nullini. Seda pinget nimetatakse blokeerpingeks UB0. Blokeerpingel türistor avaneb. Blokeerpinge UB0 vähendamiseks tuleb alandada vastupingestatud siirde potentsiaalibarjääri. Selle saavutamiseks ühendatakse tüürelektroodiga sõltumatu toiteallikas pingega U G = (0,3...10) V. Lüliti S sulgemisel tekib tüürahelas tüürvool I G, mida on võimalik muuta reostaadi R G abil. Tüürvoolu muutmisega on sisselülituspinget (avanemispinget) võimalik muuta suurtes piirides. Kui türistor on vastupingestatud, s.t. UAK < 0, läbib türistori ainult väga väike vastuvool, kuna välimised siirded on vastupingestatud
sellist situatsiooni potentsiaaliauguks. Mikromaailmas võivad potentsiaalibarjääre moodustada elektriväljad, kui nende tugevused jagunevad ruumis nii, et nad tõkestavad osakeste liikumist. Tunneliefekt. Näiteks võib positiivse tuuma tõmbejõud tekitada potentsiaalibarjääri tuumast eemalduvale elektronile. Lõpmatult suurest potentsiaalibarjäärist ei saa elektron kuidagi üle. Tema leiulaine amplituud peab muutuma barjääril nulliks. Barjääri poole liikuv osake põrkub barjäärilt tagasi. Lõpliku barjääri kõrguse korral näitab Schrödingeri võrrand, et leiulaine ulatub ka barjääri sisse, kuigi kahaneb selles kiiresti. Piisavalt õhukese barjääri korral võib laine siiski läbida barjääri oluliselt kahanenud amplituudiga
Schrödingeri võrrand on kvantmehaanika põhivõrrand, mille kaudu saab arvutada osakese laine koordinaat kui on teada osakese mass ja talle mõjuvad jõud. 26. Mida näitab perioodilisuse tabelis periood ja rühm? Periood näitab kui palju on elemendil elektronkihte. A-rühma number näitab elemendi väliskihil olevate elektronide arvu. B-rühma elementidel on tavaliselt 2 elektroni väliskihil. 27. Seleta mis on tunnelefekt Tunnelefekt on olukord, kus elektroni võib kohata teiselpool potentsiaalibarjääri, kuigi tal puudub piisav energia selle barjääri ületamiseks. 28. Milles seisneb elektroni lainelisus? Kui elektrone lasta ühekaupa läbi kitsa ala, siis elektronid ei paikne ruumis ühtlaselt, vaid mõnes ruumi piirkonnas on elektrone rohkem kui teises piirkonnas ja tekkiv pilt sarnaneb lainete interferentsi pildiga. 29. Mis on elektron ja millal avastati Elektron on negatiivse elementaarlaenguga stabiilne elementaarosake. Avastati 1897. aastal, Thomson. 30. Aatomi mudel
Schrödingeri võrrand on kvantmehaanika põhivõrrand, mille kaudu saab arvutada osakese laine koordinaate, kui on teada osakese mass ja talle mõjuvad jõud. 26. Mida näitab perioodilisuse tabelis periood ja rühm? Periood näitab kui palju on elemendil elektronkihte. A-rühma number näitab elemendi väliskihil olevate elektronide arvu. B-rühma elementidel on tavaliselt 2 elektroni väliskihil. 27. Seleta mis on tunnelefekt Tunnelefekt on olukord, kus elektroni võib kohata teiselpool potentsiaalibarjääri, kuigi tal puudub piisav energia selle barjääri ületamiseks. Selle tõenäosus väga väike, kuid siiski olemas. 28. Milles seisneb elektroni lainelisus? Kui elektrone lasta ühekaupa läbi kitsa ava, siis elektronid ei paikne ruumis ühtlaselt, vaid mõnes ruumi piirkonnas on elektrone rohkem kui teises piirkonnas ja tekkiv pilt sarnaneb lainete interferentsi pildiga. 29. Mis on elektron ja millal avastati
negatiivsed ioonid. n- ja p-pooljuhtide eralduspiiri juures tekib n-juhtivusega materjalis positiivne ruuumilaeng ja p-juhtivusega materjalis negatiivne ruumilaeng. Need vastasmärgilised laengud tekitavad pooljuhtide kontaktpinna piirialal sisemise elektrivälja, mida nimetatakse potentsiaalibarjääriks (ingl. k. build-in voltage), mis lõpetab laengukandjate edasise difusiooni läbi kontatpinna (moodustub tõkkekiht, ingl. k. depletion region). Potentsiaalibarjääri suurus on räni puhul 0,6...0,7 V ja tõkkekihi paksus on 1...5 mm; mõlemad sõltuvad lisandikontsentratsioonidest. Laengukandjate poolest vaest tõkkekihti, mis moodustub vastasmärgilistest lisandioonidest eri juhtivusega pooljuhtosade eralduspinna juures nimetatakse pn-siirdeks (ingl. k. p-n junction). Vähemuslaengukandjaile mõjub elektriväli kiirendavalt ning nad läbivad siirde takistamatult. Nende laengute liikumine moodustab triivvoolu. Ka väike osa
Augus on sinusoidaalne lainefunktsioon. Seal peab olema täisarv poollaineid, kus igale vastab oma energia 41. Miks ei saa osakese energia potentsiaaliaugus olla 0? Siis pole ju osakest üldse olemas. Ja määramatuse printsiip ei luba. Koodrinaadi määramatus ja impulsi määramatus on lõplik. Kui impulss on 0, siis on ta ju määratud. xp x = h p 0 x 42. Kuidas jaguneb laine, kui osake kohtab potentsiaalibarjääri? Osa sellest peegeldub tagasi, osa aga läbib barjääri, kui barjäär on lõpliku suurusega. 43. Tunnelefekt. Selle sõltuvus barjääri mõõtmetest. MLK 6004 Kvantmehhaanika 44 Klassikalise teooria järgi saavad osakesed liikuda ainult esimeses piirkonnas. Kvantteooria järgi aga osa osakesi läbib potentsiaalitõkke. Seda nähtust nimetatakse tunnelefektiks.
sellist situatsiooni potentsiaaliauguks. Mikromaailmas võivad potentsiaalibarjääre moodustada elektriväljad, kui nende tugevused jagunevad ruumis nii, et nad tõkestavad osakeste liikumist. Tunneliefekt 1. Näiteks võib positiivse tuuma tõmbejõud tekitada potentsiaalibarjääri tuumast eemalduvale elektronile. Lõpmatult suurest potentsiaalibarjäärist ei saa elektron kuidagi üle. Tema leiulaine amplituud peab muutuma barjääril nulliks. Barjääri poole liikuv osake põrkub barjäärilt tagasi. Lõpliku barjääri kõrguse korral näitab Schrödingeri võrrand, et leiulaine ulatub ka barjääri sisse, kuigi kahaneb selles kiiresti. Piisavalt õhukese barjääri korral võib laine siiski läbida barjääri oluliselt kahanenud amplituudiga. See
Põhjendage. Mingil kehal on koguenergia . Missuguses piir- konnas võib keha viibida? Esimeses piirkonnas on keha püsivas tasakaalus, kuna üleminekut takistab po- tentsiaalibarjäär (potentsiaalne energia peab suurenema); teises piirkonnas on keha ebapüsivas tasakaalus, kuna on võimalik liikuda madalama potentsiaaliga ta- semele; Kolmandas piirkonnas on keha ükskõikses tasakaalus, kuna potentsiaalne energia on minimaalne ja potentsiaalibarjääri ei ole. Kui keha koguenergia on antud -na, siis keha saab püsivalt, ilma välismõjuta, ol- I II III la vaid I või III piirkonnas. 41. Tuletage jõu ja potentsiaalse energia vaheline seos, lähtudes töö valemist. Vaatame tööd nihkel : Töö ja potentsiaalse energia seotusest saab järeldada: 42. Mis on absoluutselt elastne põrge
R. Feynmann´i selline formalism kvantmehaanikast on matemaatiliselt üsna keeruline ja sinna sisse jäävad inimese loogikale mõistmatud tõlgendused osakese kvantmehaanilistest omadustest. Seetõttu esitame järgnevalt kvantmehaanikast hoopis teistsugusema pildi, mille korral tulevad osakese kõik kvantmehaanilised omadused nende endi teleportreerumistest aegruumis. Alguse saab see idee nähtusest, mille korral osake läbib potentsiaalibarjääri. Näiteks potentsiaalibarjäärile langegu vasakult paremale liikuv osake. Selle kõrgus on U0 ja laius l. Kui eksisteerib juht E < U0, siis on olemas nullist erinev tõenäosus selleks, et osake läbib barjääri ja satub barjääri välisesse piirkonda. Potentsiaalbarjääri E
kvantmehaanilised omadused nende endi teleportreerumistest aegruumis. Näiteks kui R. Feynmanni kvantmehaanika formalismi teooria käsitles osakesi, mis liiguvad kõikvõimalikke trajektoore mööda, siis antud formalismi teoorias arvutatakse välja tõenäosused iga ruumipunkti ja ajahetke kohta, kuhu osake teleportreerumisel jõuda võib. See on kahe erineva teooria vaheline erinevus, kuid samas ka sarnasus. Alguse saab see idee nähtusest, mille korral osake läbib potentsiaalibarjääri. Näiteks potentsiaalibarjäärile langegu vasakult paremale liikuv osake. Selle kõrgus on U0 ja laius l. Kui eksisteerib juht E < U0, siis on olemas nullist erinev tõenäosus selleks, et osake läbib barjääri ja satub barjääri välisesse piirkonda. Potentsiaalbarjääri E
punktist A punkti B ja selle vaheline kaugus ongi De Broglie lainepikkus ). Kvantmehaanikas ilm- nevad väga selgesti pideva teleportatsiooni omadused või ilmingud. Näiteks vaatame kohe järgmist juhtu. Potentsiaalibarjäärile langegu vasakult paremale liikuv osake. Selle kõrgus on U0 ja laius l. Kui eksisteerib juht E < U0, siis on olemas nullist erinev tõenäosus selleks, et osake läbib barjääri ja satub barjääri välisesse piirkonda. Tõenäosus, et osake läbib potentsiaalibarjääri, sõltub aga barjääri laiusest l ja suurusest U0 E: Seda avaldist nimetatakse läbilaskvusteguriks ( D ). D väheneb väga kiiresti osakese massi m suurenemisel. Kuid viimase võrrandi e astmes oleva avaldise on võimalik kirjutada järgmisele kujule: Kuna osakese lainepikkuse avaldis on järgmine siis saame e astmeks järgmise avaldise: Kuid sellel avaldisel on ka üldisem kuju: kus U = U ( x ). Sellist nähtust nimetatakse sageli tunneliefektiks.
annaabi.ee 
