Vesiniku aatomi spekter Vesinikuaatomi spektrijooned on rühmitunud seeriatesse. Igas seerias olevad jooned 1 1 1 = R( 2 - 2 ), kus n1 n2 moodustavad koonduvaid jadasid. Seeriaid kirjeldab valem: - joonelaine pikkus - Balmer Rydbergi valem. n1 ja n2 on täisarvud, n1 on konstantne täisarv ja n2=n1+1, n1+2. Statsionaarne olek - olek, milles aatom ei kiirga. Ergastatud olek - olek, mille energia on suurem kui aatomi põhiolekus.A) ergastatud olekusse läheb aatom peale energia neeldumist. B) Ergastatud olek on ebastabiilne( ei ole püsiv) C) Ergastatud olekust läheb aatom iseenesest põhiolekusse.D) Ergastatud olekus püsib aatom 10 astmel -9 sekundit.
Johannes Rydberg Anna Subina 12 klass Johannes Robert Rydberg Ta elas 8 nov.185428 dets.1919 Rahvusest on rootslane Füüsik Õppis Luude ülikoolis Uuris elementide perioodilisuse tabelit ja aatomi spektoreid. on tuntud oma Rydbergi valemi poolest, mis aitab ennustada/arvutada footonite lainepikkust. Tema järgi on nimetatud Rydbergi konstant. Välisliige Londoni kuningliku suhtlusringkonnast Rydbergi kraater ja asteroid 10506 Rydberg on nimetatud tema auks. Rydbergi valemit kasutatakse aatomfüüsikas rydbergi valem kirjeldab mitmete elementide spektraaljoonte lainepikkust Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level
▲♦❡♥❣ ✶✶ ❆❛t♦♠✐✲ ❥❛ t✉✉♠❛❢üüs✐❦❛ ❚❡❡♠❛❞✿ ❆❛t♦♠✐❢üüs✐❦❛✳ ❑✈❛♥t♠❡❤❛❛♥✐❦❛ ♣õ❤✐✐❞❡❡❞✳ ❚✉✉♠❛❢üüs✐❦❛✳ ❑✐r❥❛♥❞✉s✿ ❋üüs✐❦❛ ❦äs✐r❛❛♠❛t ❧❦ ✽✶✕✽✷✱ ✶✵✷✕✶✶✸✱ ✶✶✽✕✶✷✹✳ ❆❛t♦♠✐❢üüs✐❦❛ ❚❤♦♠s♦♥✐ ❛❛t♦♠✐♠✉❞❡❧✿ ❦✉♥❛ ❛❛t♦♠ ♦♥ t❡r✈✐❦✉♥❛ ♥❡✉tr❛❛❧♥❡✱ s✐✐s ♥❡❣❛t✐✐✈s❡ ❧❛❡♥❣✉❣❛ ♦s❛❦❡✲ s❡❞ ♦♥ ♣♦s✐t✐✐✈s❡❧t ❧❛❡t✉❞ ♣✐❧✈❡ s❡❡s❀ ♣♦s✐t✐✐✈♥❡ ❧❛❡♥❣ ü♠❜r✐ts❡❜ ❡❧❡❦tr♦♥❡✱ ♥❛❣✉ ♣✉❞✐♥❣ r♦s✐♥❛✐❞✳ ❘✉t❤❡r❢♦r❞✐ ❦❛ts❡✳ ❘✉t❤❡r❢♦r❞ ✒♣♦♠♠✐t❛s✏ õ❤✉❦❡st ❦✉❧❧❛st ❧❡❤t❡ α✲♦s❛❦❡st❡❣❛ ❥❛ ❥ä❧❣✐s ♥❡♥❞❡ ❦õr✈❛❧❡❦❛❧❞✉♠✐st✳ ❊♥❛♠✐❦ ❧ä❦s ♦ts❡ ❧ä❜✐✱ ✈ä✐❦❡ ♦s❛ ♣õr❦✉s t❛❣❛s✐✳ ❏är❡❧❞✉s ❘✉t❤❡r❢♦r❞✐ ❦❛ts❡st✿ ❛❛t♦♠✐s ♦❧❡✈ ♣♦s✐t✐✐✈♥❡ ❧❛❡♥❣ ♦♥ ❦♦♦♥❞✉♥✉❞ ✈ä✐❦❡s❡ss❡ r✉✉♠✐♦ss❛ ✲ t✉✉♠❛✳ ❙❡❧❧❡st ❥är❡❧❞✉s ❛❛t♦✲ ♠✐ ♣❧❛♥❡t❛❛r♠✉❞❡❧✿ ❦❡s❦❡❧ ♦♥ ♠❛ss✐✐✈♥❡ t✉✉♠✱ s❡❧❧❡ ü♠❜❡r t✐✐r❧❡✈❛❞ r✐♥❣✐❦✉❥✉❧✐st❡❧ ♦r❜✐✐t✐❞❡❧ ❡❧❡❦tr♦♥✐❞ P❧❛♥❡t❛❛r♠✉❞❡❧✐s ♣❡✐t✉✈ ✈❛st✉♦❧✉✿ ❼ Ü♠❜❡r t✉✉♠❛ t✐✐r❧❡✈❛❞ ❡❧❡❦tr♦♥✐❞ ❧✐✐❣✉✈❛❞ ❦✐✐r❡♥❞✉s❡❣❛ ✭❦❡s❦tõ♠❜❡ ❦✐✐r❡♥❞✉s✮✳ ❼ ❑✐...
Spekter, mis tekib aine ergastamisel, on neeldumisspekter ja vastupidiselt eelmisele on üksikud mustad jooned värvilisel taustal. Neeldumisspektreid saadakse, kui pideva spektriga valgusallika valgus läbib nt. gaasi või auru. 2.Milline seaduspärasus ilmneb vesiniku spektris? Jooned on rühmitunud spektraalseeriatesse, igas seerias moodustavad jooned koonduvaid jadasid. Täppisanalüüs näitab, et kõiki seeriajadasid kirjeldab valem kus on joone lainepikkus, R = 1,0974×107 m-1 on Rydbergi konstant, ning n1 ja n2 on täisarvud: n1 on igas seerias konstantne täisarv ja n2 = n1 + 1, n1 + 2, n1 + 3... 3.Kuidas tekib lainete interferentspilt? Interferentsi tekkimiseks peavad lained olema sama sagedusega ning võnkumisfaaside erinevus ei tohi muutuda. Teisitiöeldult -- erinevate lainete allikad peavad võnkuma muutumatult ühtmoodi. Sagedused peavad olema võrdsed ja ühe allika võnkumine ei tohi teise suhtes muutuda. 4.Mis ,,lainetab" elektronlaines
Planetaarmudeli puudused. Planetaarmudel ei selgita aatomite püsivust. Kuidas (ainult nii) võib muutuda aatomi energia? Ergastamise teel. 1) kiiritada aatomeid valgusega 2) lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega 3) ainet kuumutades Millise valemiga leida valguse võnkesagedus, kui elektron langeb kõrgemalt energiatasemelt madalamale? hf= E2 E1 , kus E1 ja E2 on vastavate tasemete energiad. Millised arvud määravad Balmer-Rydbergi valemis spektrijoonte lainepikkuse? Täisarvud n1 ja n2 (n1 on igas seerias konstantne täisarv). Millistes lainetes on makrolainetes paisude/sõlmede hulk täisarvuline? Seisulainetes. Millise füüsikalise suuruse ühik on elektronvolt? 1 elektronvolt on energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt. Millised nähtused näitavad elementaarosakeste laineloomust? Interferentsi- ja difraktsiooninähtused.
interferentsi, mis omakorda tekitab nn. seisulained. 22.11.12 18 Kokkuvõte 2 1. Aatomite kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid, seega võib aatom energiat omandada ja loovutada kindlate portsjonite kaupa. 2. Spektrijoonte asetuses on kindlad korrapärad 3. Vesiniku aatomi spektrijooned paiknevad koonduvate jadade seeriatena. Kõiki seeriaid kirjeldab Balmeri-Rydbergi valem 1 1 1 = R ( 2 - 2 ), kus n1 n2 - joonelainepikkus 22.11.12 19 Elektron lainetab 1. Aatom meenutab seisulainetes võnkuvat pillikeelt. 2. Spektrid kajastavad elektronide siirdeid energiatasemete vahel. Seisulainete olekus peaksid olema elektronid. Selleks peavad elektronidel olema laineomadused. 3
ennustada mikroosakestega toimuvate protsesside tulemusi Elektroni laeng: -e = 1,602 * 10-19 C Elektroni mass: me= 9,109 * 10-31 kg Elektromagnetkiirgus: liigum ruumis (vaakumis) kiirusega c= 3,00*108 m/s. Lainepikkus lambda; sagedus v (nüü), ühik: 1Hz=1s-1; lambda * v =c Iga spektrijoon vastab aatomis elektronide üleminekule kahe energianivoo vahel. Nt vesiniku aatomi (ainult 1 elektron) korral: v = R [1/n21 – 1/n22] ; n1, n2 = 1,2,3,... n1 ei võrdu n2; R on katseliselt määratud Rydbergi konstant 3,29*1015 Hz Kvantteooria. Kuumutatud kehad kiirgavad, sõltuvalt temperatuurist, infrapunast, nähtavat või ultraviolettkiirgust Max Planck, 1900: energia kiirgub kvantide kaupa, aineosake saab energiat kiirata või neelata vaid kindla suurusega portsjonitena (kvantidena). E = h*v ; E on kvandi energia; h on Plancki konstant, h = 6,626 * 10-34 J*s Footon – ühekorraga kiirguv valguseosake e kvant. Footoni energia on seotud tema sagedusega: E = h*v.
20 loeng vesiniku spekter Et spektrijooned paiknesid geomeetrilist rida meenutava, lainepikkuse lühenemise suunas tiheneva jadana, sobis hästi valem kus on kahest suurem täisarv ( ), nm aga empiiriline konstant. Valem kirjeldas ammendavalt kogu vesiniku spektrit, sama tüüpi seoseid õnnestus leida ka teiste ainete jaoks. bohr Bohri kvantmudeli aluseks on spektraaltermid - kui algselt oli Rydbergi valemis sagedused, siis "Bohri variandis" on selleks energiad: . Kui kirjeldada "energiaterme" planetaarmudeli keeles "ümber tuuma tiirleva elektroni koguenergiaga -ndal püsiorbiidil", saame lisades siia veel "jõudude tasakaalu" , võime leida ka "orbiidi raadiuse" ning "orbiidi pikkuse" ( ) ja "elektroni kiiruse orbiidil". Ühtki neist suurustest pole kunagi mõõdetud, ka pole nad määratavad kaudsel teel - nad on
- seeriatesse. Täppisanalüüs näitab et kõiki seeriajadasid kirjeldab valem 1 1 1 1 = R( n12 + n 22 ) , kus n 1 ja n 2 on täisarvud tabelist ja R = 1,0974 10 7 m ( Rydbergi konstant ) n2 = 0 2 , kus 0 = 3,647 10 -7 m ja n täisarv , mille väärtuseks 3, 4, 5 jne. n Seeria nimi avastaja järgi n1 n2 Spektri piirkond ja avastamisaasta Lymani seeria 1906 1 2,3,4....... Ultravalgus ( 91,2 - 121,6 nm ) Balmeri seeria 1885 2 3,4,5...... Nähtav valgus ( 364,7 - 656.5 )
10 -31 kg). Aatomi mass koosneb peaaegu täielikult vaid tuuma massist. Bohri aatomimudel eeldab, et planetaarne aatom omab kindla energiaga statsionaarseid ehk ajas muutu- matuid olekuid. Statsionaarses olekus aatom elektromagnetlaineid ei kiirga (Bohri I postulaat). Aatom kiirgab või neelab elektromagnetlaineid siirdel ühest statsionaarsest olekust teise (Bohri II postulaat). Bohri aatomimudeli katseline alus on aatomi kiirgusspektri joonte paiknemine seeriatena. Balmer-Rydbergi valem määrab vesiniku aatomi kiirgusjoonte lainepikkused või kvandi energiad h f kujul 1/ = R' {(1/nl 2) - (1/na 2)} või h f = R {(1/nl 2) - (1/na 2)}, kus suurust . 7 -1 R' = 1,097 10 m või R = 13,6 eV nimetatakse Rydbergi konstandiks. nl ja na on täisarvud. Arv nl 17 (lõppoleku kvantarv) määrab konkreetse seeria (näiteks Lymani seerial nl = 1, Balmeri seerial nl = 2
matuid olekuid. Statsionaarses olekus aatom elektromagnetlaineid ei kiirga (Bohri I postulaat). Aatom kiirgab või neelab elektromagnetlaineid siirdel ühest statsionaarsest ole kust teise (Bohri II postulaat). Bohri aatomimudeli katseline alus on aatomi kiirgusspektri joonte paiknemine seeriatena. Kvantarvudeks nimetatakse arve, mis määravad mikroobjekti (aatomit, elektroni vms) kirjeldavate füüsi- kaliste suuruste väärtusi. Balmer-Rydbergi valem määrab vesiniku aatomi kiirgusjoonte lainepikkused või kvandi energiad h f kujul 1/ = R' {(1/nl 2) - (1/na 2)} või h f = R {(1/nl 2) - (1/na 2)}, kus suurust R' = 1,097 10 m või R = 13,6 eV nimetatakse Rydbergi konstandiks. nl ja na on täisarvud. Arv nl . 7 -1 (lõppoleku kvantarv) määrab konkreetse seeria (näiteks Lymani seerial nl = 1, Balmeri seerial nl = 2 jne)
makromaailmas on oma diskreetsete väärtustega samuti hüppeliselt muutuvad füüsikalised protsessid. See moodustab silla mikro- ja makromaailma vahel. Kokkuvõte 2 1. Aatomite kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid, seega võib aatom energiat omandada ja loovutada kindlate portsjonite kaupa. 2. Spektrijoonte asetuses on kindlad korrapärad 3. Vesiniku aatomi spektrijooned paiknevad koonduvate jadade seeriatena. Kõiki seeriaid kirjeldab Balmeri-Rydbergi valem 1 1 1 = R ( 2 - 2 ), kus n1 n2 - joonelainepikkus Elektroni lained Aatom meenutab seisulainetes võnkuvat pillikeelt. Spektrid kajastavad elektronide siirdeid energiatasemete vahel. Seisulainete olekus peaksid olema elektronid. Selleks peavad elektronidel olema laineomadused. Siiski on elektronil olemas seisumass, mis valgusosakesel puudub
Bohri aatomimudeli katseline alus on aatomi kiirgusspektri joonte paiknemine seeriatena. Kvantarvudeks nimetatakse arve, mis määravad mikroobjekti (aatomit, elektroni vms) kirjeldavate füüsi- kaliste suuruste väärtusi. Elektroni impulsimoment Ln = m vn rn on Bohri mudelis Plancki nurkkonstandi = h /(2) = 1,05 .10-34J.s täisarv-kordne: Ln = n . Aatomi energia on pöördvõrdeline kvantarvu n ruuduga En = - R /n 2 , kus R on Rydbergi konstant. Elektroni orbiidi raadius on võrdeline kvantarvu n ruuduga: rn = r1 n 2, kus r1 on vesiniku aatomi põhioleku orbiidi raadius ehk Bohri raadius, r1 = 5,29 . 10 -11 m. Elektronorbiitidel on kindlad raadiused, sest elektronidel on laineomadused. Impulsiga p liikuval elektronil on lainepikkus = h / p (de Broglie valem). Elektronilaine ei tohi iseennast interferentsil kustutada, s.t. orbiidi pikkus 2r peab olema täisarv n lainepikkusi n .
Spekter optikas on kiirgusvõime sõltuvus sagedusest. Spekter üldse on jaotusfunktsioon, mis sõltub oma argumendist (nt. sagedus) kiirguse hulk mingil parameetril, mis on jaotatud vastavateks (spektri) vahemikeks. 20. Põhimõistete definitsioonid (oma sõnastuses, ärge loengust otsige!): Karakteristlik kiirgus, spektraaltermid, aatomimudel, lainefunktsioon, kvant-arvud. Karakteristlik kiirgus on kehade koostisesse kuuluv aatomite kiirgus (joonkiirgus). Spektraaltermid on sagedused (Rydbergi valem) ja energiad: (Bohri mudelis). Aatomimudel on planetaarne mudel, mis tähendab, et elektronid võnguvad ümber tuumade oma ringorbiitidel nii nagu planeedid liiguvad maailmaruumis ümber päikese, välja arvatud see, et aatomid kaotavad energiat aga planeedid liiguvad takistuseta. Aatomi koguenergia E on summa kineetilisest energiast K ja potentsiaalsest energiast U : Lainefunktsioon on lainevõrrandit esitav funktsioon:
Spekter optikas on kiirgusvõime sõltuvus sagedusest. Spekter üldse on jaotusfunktsioon, mis sõltub oma argumendist (nt. sagedus) kiirguse hulk mingil parameetril, mis on jaotatud vastavateks (spektri) vahemikeks. 20. Põhimõistete definitsioonid (oma sõnastuses, ärge loengust otsige!): Karakteristlik kiirgus, spektraaltermid, aatomimudel, lainefunktsioon, kvant-arvud. Karakteristlik kiirgus on kehade koostisesse kuuluv aatomite kiirgus (joonkiirgus). Spektraaltermid on sagedused (Rydbergi valem) ja energiad: (Bohri mudelis). Aatomimudel on planetaarne mudel, mis tähendab, et elektronid võnguvad ümber tuumade oma ringorbiitidel nii nagu planeedid liiguvad maailmaruumis ümber päikese, välja arvatud see, et aatomid kaotavad energiat aga planeedid liiguvad takistuseta. Aatomi koguenergia E on summa kineetilisest energiast K ja potentsiaalsest energiast U : Lainefunktsioon on lainevõrrandit esitav funktsioon:
ja kogu aeg! Ja elektron võib ergastatud olekus minna üle hoopis teisele aatomile. Ja kuna aatomeid on metalli 1 cm3 ca 1023 tükki, siis kiirgub väga palju erineva lainepikkusega valguslaineid, mis annavad pideva spektri. Pidev spekter on omane hõõguvatele vedelikele ja tahkistele. Vesiniku aatomi teooria Bohri järgi Leiame mingil orbiidil oleva elektroni energia ja siis saame kontrollida, kas Balmeri või Rydbergi valem on kooskõlas Bohri teooriaga. H-aatomis on 1 prooton (tuum) ja 1 elektron, mis tiirleb tuuma ümber. Eeldame, et tuum ei liigu, sest mp >> me ja orbiit olgu ringikujuline. Leiame orbiidi raadiuse. Elektronile mõjub Coulomb'i jõud F = k e2/r2 , kus k on ühikute süsteemist sõltuv konstant, mille loeme edaspidi võrdseks ühega, e on elementaarlaeng ja r orbiidi raadius. Newtoni II seaduse kohaselt F = ma, kus ringliikumise korral a = v2/r . Seega e2/r2 = mv2/r e2/r = mv2.
annaabi.ee 
