Footonid Footonid on valgusosakesed e. valguskvandid. Levivad kiirusega c, nad ei eksisteeri paigalolekus. Neil puudub seisumass ja ei kehti mehaanika seadused. Neeldumisel aines footonid hävivad. Footoni energiat saab leida nn. Plandi valemi abil. E=h*f E = footonite energia (J) h = plancki konstant 6,63 * 10-34 J/s f = sagedus Liikumisel mass m = ( h * f ) / C2 C = valguskiirus 3 * 108 m/s Footoni impulsi leidimine p=m*C Fotoefekt Elektronide väljumine ainest valguse toimel esineb eriti metallide korral. Avastas Heinrich Hertz 1887. Aastal. Seaduspärasused:
) Valguse kiirus, sellest kiiremini ei saa!!! (Piirkiiruse olemasolu ja konstantsuse printsiip) Liikuv keha jääb alati väljast lootusetult maha, kui nad hakkavad liikuma. Miks see nii on ? Aine ja väli on põhimõtteliselt erinevad reaalsuse vormid. Milles see seisneb? Pikkuse ja aja mõisteid ei ole välja jaoks olemas. Relatiivsusteooria kõige tähtsam praktiline järeldus on: Massi ja energia samaväärsusseose põhimõte E= m x C2 Paigaloleva keha korral esineb samaväärsusseoses seisumass m indeksiga null (m0) ning vastavat energiat nimetatakse seisuenergiaks. Seisuenergia on energia, mis on kehal üksnes oma olemasolu tõttu. E ... = 50kg x (3 x 10 8 m/s) ruudus = kwh = 1000W x 3600m = 150 x 10 astmes16 J = 3 600 000 = 42 x 10 astmes10 kw x h Liikuva keha energia on seisuenergiast kineetilise enrgia võrra suurem. Samaväärsusseose alusel on võimalik mingi osa seisumassist energiana ,,välja võtta" või siis muundada ainet väljaks ja vastupidi.
rakendades reativistlikku kiiruste liitumise valemit. See tähendab, et kiirus küll läheneb valguse kiirusele, kuid ei saavuta seda iialgi. Kui rakendame kehale üha suuremat jõudu, muutub tema kiirendamine üha raskemaks. Newtoni II seaduse põhjal peab mass kiiruse suurenemisel kasvama. Loomulik on oletada, et mass kasvab võrdeliselt kinemaatilise teguriga: m = m0 m0 keha mass inertsiaalsüsteemis, kus keha seisab paigal ehk siis nn. seisumass. - kinemaatiline tegur m liikuva keha mass, mis on alati suurem kui seisumass. Pannes keha liikuma lisame talle kineetilist energiat ja seetõttu suureneb ka tema mass. Võib öelda, et need suurused on võrdelised. Ekin = kmkin mkin Lisandunud mass ehk kineetiline mass. Ekin Lisandunud kineetiline energia. k - võrdetegur Keha koguenergia koosneb keha seisuenergiast ja liikumisest tulenevast energiast. m = m0 + mkin Mkin = m - m0 = m0( - 1) MILLEGA VÕRDUB VÕRDETEGUR K?
mõõtmisel (fototakistiga, fotodioodiga, nõrka valgust fotoelektronkordistiga), kinos, televisioonis, fotograafias, päikesepatareides (hulk omavahel elektriliselt ühendatud fotoelemente; kosmoselaevades, elektrijaamades, ka kosmosesse paigutatavates) jne. Fotoelemendis tekib valguse toimel elektrivool või muudetakse valgusenergia elektrienergiaks. Footoni energia on määratud talle vastava laine sagedusega. Footonil puudub seisumass, ta ei saa eksisteerida paigalolekus. Footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega ning selle suund ühtib valguslaine levimissuunaga. Kui footonid langevad mingile kehale, annavad nad oma impulsi sellele üle. Valguse rõhk on võrdeline valguse intensiivsusega. Footoni põrkumisel vaba elektroniga väheneb footoni energia ja suureneb kiirguse lainepikkus. Fotokeemilisteks nimetatakse reaktsioone, mis toimuvad vaid valguskvantide osavõtul (fotosüntees, osooni
Seoseenergia 1. Prootonite arv tuumas, np = 2. Neutronite arv tuumas, nn = 3. Elektronide arv, ne = 4. Prootonite kogumass, mp = np · 1,0072765 5. Neutronite kogumass, mn = nn · 1,0086650 6. Nukleonide kogumass, mpn = mp+mn 7. Tuuma seisumass, mt = ma - ne · 0,0005486 8. Massidefekt, dmu = mpn - mt 9. Massidefekt kilogrammides, dm = dmu 1,66 10 -27 10. Seoseenergia dzaulides, E j = dmu (3 108 ) 2 Ej 11. Seoseenergia elektronvoltides, EeV = 1,6 10 -19 Ej 12. Eriseoseenergia dzaulides, E1 j = (n p + nn )
Knemaatiline tegur näitab aja aeglustumist. Kui kiirus kasvab, kasvab ka piiramatult. Aja aeglustumiseks e. dilatatsiooniks nimetatakse nähtust, mille tõttu igale vaatlejale tundub, et teistes süsteemides on aja kulg aeglustunud. Omaaeg t0 korrutatud kinemaatilise teguriga annab ajavahemiku t, mis suureneb. Pikkuse suhtelisus e. kontraktsioon e. lühenemine on tõestatav näitega, et 100 m pika rongi liikumisel kiirusega 100 km/h lüheneb ta 4*10-15 mm. Seisumass m0 on keha mass inertsiaalsüsteemis, kus keha seisab paigal. Kineetiline mass mkin on kehale lisandunud kineetiline energia Ekin keha liikumisel suurel kiirusel. Kui keha kineetiline energia kasvab, siis kasvab tema mass piiramatult, kuid kiirus läheneb c-le. Valguskiir levib kosmoses kiirusega 300 000 km/s. Kui kiir möödub tähest, siis ta muudab oma suunda, tingituna tähe suurest gravitatsioonist. Must auk tekib tähe plahvatamisel
Füüsika tabelid 1. Olulisenad füüsikakanstandid Valguse kiirus vaakumis Gravitatsioonikonstant Avogadro arv Boltzmanni konstant Universaalne gaasikonstant Elementaarlaeng Elektroni seisumass Prootoni seisumass Neutroni seisumass Elektriline konstant Magnetiline konstant Plancki konstant 2. Kütteväärtused Bensiin Petrooleum Diislikütus Piiritus (etanool) Kuiv kasepuit Püssirohi Kivisüsi Turvas Nafta Vesinik 1 3. Aine agregaatoleku muutumine
annavad tuumale massi. 2. Tuuma stabiilsuse tingimused. I. Stabiilse tuuma mõõtmed on piiratud st nukleoidide arv ei tohi olla liiga suur II. Prootonite ja neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalaimast III. Prootonite ja neutronite energiatasemed peavad olema täidetud võrdses ulatuses 3. Massidefekt, seosenergia, eriseosenergia mõisted ja valemid. Massidefekt iga tuuma seisumass on alati väiksem kui teda moodustavate prootonite ja neutronite seisumasside summa. mp prootoni seisumass mn neutroni seisumass M = Z · m p + N · mn - M t mt tuuma seisumass Seosenergia on energia, mida tuleb kulutada, et lõhkuda tuum üksikuteks osakesteks. (1MeV) E = M · C 2 Eriseosenergia on ühe tuumaosakese seosenergia. E Er = A 4. , , lagunemine
Kvark koos antikvargiga on mesonite koostisosadeks. Barüonides on lisaks u- ja d- kvarkidele, mis on kvarkide hulgas kergeimad, ka raskemad kvargid – c-, s- ja b- kvargid (barüonide koostises on need viis kvarki erinevates kombinatsioonides kolmekaupa). Kõige raskemaks kvargiks on 1995. aastal avastatud t-kvark. Koostiskvargi S Elektri- c b t B Spinn seisumass veidru laeng sarm ilu tõde barüonlaeng (MeV) s u up 1/2 2/3 4 0 0 0 0 1/3 d down 1/2 -1/3 7 0 0 0 0 1/3 c charm 1/2 2/3 1500 0 1 0 0 1/3 s strang 1/2 -1/3 150 -1 0 0 0 1/3 e
2) Relatiivsusteooria
Järeldused : Väikeste kiiruste korral kehtib klassikaline liitmiste reegel.
1) Eeldus v<
10. kellaparadoks ehk kaksikute paradoks - ehk aja dilatatsioon Nt. Kui üks kaksikutest läheb kosmosesse pooleks aastaks ning maale naastes pole vennad enam ühe vanused, kosmoses olev vend on noorem kui maal olnud vend. 11. pikkuse kontraktsioon – pikkuse lühenemine kiirusel 12. erirelatiivsus postulaat- pole olemas absoluutset liikumist ega absoluutset paigalseisu. 13. massi olenevus kiirusest- mida suurem on kiirus seda suuremaks muutub mass 14. seisumass – vastab seisuenerga 15. kineetiline mass – lisandunud mass mis kiirusega seisumassile juurde tuleb 16. seisuenergia- vastab seisumass 17. koguenergia – keha energia ja seisuenergia summat 18. aine energia jäävuse seadus ehk koguenergia jäävusseadus
möödudes alles 500 tuuma, 2 poolestusaja möödudes 250 tuuma, kolme poolestusaja möödudes 125 tuuma jne. ehk , kus N allesjäänud radioaktiivsete aatomite arv, N0 radioaktiivsete aatomite arv algmomendil, t ajavahemik, T poolestusaeg Massidefekt - tuuma seisumass - prootoni seisumass - neutroni seisumass Z - laenguarv N - neutronite arv Nukleonite summaarse massi ja tuuma massi vahet nimetatakse massidefektiks . Mass on samaväärne energiaga. Seoseenergia On energia, mis läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutroniteks
Seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis tuleb anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. MÕNED ÜLESANDED: 1. Kirjuta reaktsiooni võrrandisse puuduvad liikmed. ?+11H 11 22 Na +24 He 25 2. Millise informatsiooni oskad välja lugeda sümbolitest 55 Mn ? 3. Leia berülliumi 48 Be seoseenergia ja eriseoseenergia megaelektronvoltides. Prootoni seisumass 1,0072765u, elektroni seisumass 0,00055u ja neutroni seisumass 1,0086649u , berülliumi mass 8,00531
Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk valguskvant. Footon on vaheosake ,mis vahendab elektromagnetilist vastasmõju(Elektromagnetiline vastasmõju toimib elektriliselt laetud kehade vahel tekitades elektromagnetilise jõu. Elektromagnetiline jõud hoiab näiteks aatomis elektronid aatomituuma ümber ja tema abil luuakse keemilised sidemed molekulides.) Tema seisumass on 0 , s.t et ta ei saa eksisteerida paigalolekus ning seetõttu liigub ta vaakumis alati valguse kiirusega . Footon omandab tekkimise hetkel valguse kiiruse. Neeldumisel annab footon oma energia sellele kehale kus ta neeldus ja ta lakkab olemast. Valguse kiirus kui universaalne füüsikaline konstant ongi defineeritud footoni liikumise kiiruse kaudu vaakumis. Erinevat värvi valguse footonitel on erinev mass.
) elementaarobjektid, mille võnkumisolekud ongi elementaarosakesed ehk kvargid ei ole midagi muud kui võnkuvad energiakeelekesed. NB! Kuid kvarke üksikuna ei eksisteeri. Elementaarosakesed pole kõik stabiilsed. Enamus elementaarosakesi on lühikese elueaga ja lagunevad varem või hiljem mingiteks teisteks osakesteks. Iseloomulikud suurused (spinn, elektrilaeng, seisumass, keskmine eluiga jne). Tuntakse vaid nelja stabiilset osakest, mis võivad vabana eksisteerida kuitahes kaua: (valgus)laineosake ehk footon (), elektron (e), prooton (p+) ja neutriino ( ). Looduses on 4 fundamentaaljõudu: 1. Gravitatsioon see on neljast jõust kõige nõrgem, kuid ulatub kaugele ja toimib Universumis kõigile kui külgetõmbejõud ning "annab meile kaalu". See tähendab, et suurte kehade puhul gravitatsioonijõud
Eriseoseenergia on seosenergia ühe nukleoni kohta. Eriseoseenergia näitab kui suur energia tuleb kulutada ühe nukleoni kohta, et lõhkuda tuum prootoniteks ja neutroniteks. Oleneb massiarvust nõnda, et eriseoseenergia leidmiseks tuleb seoseenergia jagada kõikide nukleonide arvuga (ehk ∆E/A). Massidefekt on tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe, ∆M = Z·mp + N·mn – Mt (Z-prootonit arv, N-neutronide arv, mp-prootoni seisumass, mn-neutroni seisumass, Mt-tuuma seisumass). Selgita uraani lõhustumise näitel ahelreaktsiooni kulgemist: kui tuum haarab neutroni, siis ta ergastub ja hakkab deformeeruma. Tuum venib seni, kuni tõukejõud saavad suuremaks tõmbejõududest. Lõpuks tuum lõhustub kaheks osaks ja tõukejõudude tõttu lendavad nad laiali. Selle käigus paisatakse välja 2-3 neutronit, mis hakkavad omakorda lõhestama järgmisi aatomeid. Esimene neutron on kosmilise päritoluga või on tekkinud uraani tuumas.
10) footoni enrgia määratud talle vastava laine sagedusega, mis erinevalt teistest osakestest ning footonil puudub seisumassi - ta ei saa ekssiteerida paigalolekus, footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega p=m*c; E=hf, hf=A+ (v=), fp=, f= , hf>A, E=mc2, N=, c= , 1elektronvolt=1,6x10-19J. E kvandi energia 1J, h plancki konstant (6,6x10-34Js), f valguskvandi sagedust 1Hz, A väljumistöö 1J, m elektroni mass (elektroni seisumass 9,1x10-31kg), v elektroni kiirus 1m/s, fp punapiiri sagedus 1Hz, c valguse kiirus (3x108m/s), lainepikkus 1m, väljunud elekroni kineetiline energia 1J, T periood 1s, mc2 valguse kineetiline energia 1J.
peaks tast olema noorem. Seletus: tegelikult on õige see mida näeb vend maapealt, sest maa on suure täpsusega inerstiaal taustsüsteem. Raketis olija peab arvestama ka kiirenduga. Tegelik pilt ei ole selline nagu selles mõtte käigus esitati. Massi sõltuvus kiirusest massi ja energia epilantsus. t= t/v1- v2/v2. Relatiivsus teooriast järeldub, et ükski keha ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus, siit järeldub aga, et keha mass peab sõltuma kiirusest. A= F/m, m= mo/v1-v2/c2, m0- seisumass, m ekha mass kiirusega liikudes. C- 3x10^8m/s E= mc^2, E energia, m keha mass, C= -=- Relatiivsusteooria autor on A. Einstein. Jaguneb: 1) Erirelatiivsusteooria tugienb kahele postülaadile. 2) üldrelatiivsus teooria. Einsteini relatiivsusprintsiip: kõik füüsika seadused peavad toimuva kõikides inerstiatsioonisüsteemides ühte moodi. Kõik füüsika seadused peavad toimima inertsiaal süsteemides ühte moodi. 2) Valgue kiiruse
Relatiivsusteooria autor on A. Einstein. Jaguneb: 1) Erirelatiivsusteooria tugienb kahele postülaadile. 2) üldrelatiivsus teooria. Einsteini relatiivsusprintsiip: kõik füüsika seadused peavad toimuva kõikides inerstiatsioonisüsteemides ühte moodi. Kõik füüsika seadused pevad toimima inertsiaal süsteemides ühte moodi. 2) Valgue kiiruse konstantsuse printsiip valgus kiirus on kõikides inertsi süsteemides ühesugune. Osutub klassikaline kiiruste liitmisel valem kehtib ainult ligilähedaselt. Klassikaline: U=U+v, U'- keha kiirus ! taustsüsteemis, U'-=- 2 taustsüsteemis, v 1 taustsüsteemi kirus 2 suhtes. Rehtisistlik: U= U+ V/ 1+ UV/C2 C=3x10 ^8m/s.Kui U ja V on seest siis läheb realistlik valem klassikaliseks. Pikkuste kontraktsioon seisneb selles, et liikuvas taustsüsteemis mõõdetud pikkused ja vahemaad on lõhemad kui paigal seisvas taustsüstemides mõõdetud pikkused ja vahemaad. l= l0/1-V^2/C^2, l- koha pikkus kiirusega v liikudes, l...
Need on jõud, mis hoiavad nukleone koos. Selle mõjuraadius on väga väike. Tuumajõud esineb nii elektriliselt laetud kui laadimata osakeste vahel. *Nõrk (elementaarosakesed) Esineb kõikide elementaarosakeste vahel. Selle mõjuraadius on veel väiksem. 2. Iseloomusta footonit on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk kvant. Footon on vaheosake, mis vahendab elektromagnetilist vastasmõju. Footon ise oma vahendatava vastasmõju laengut ei kanna ja on elektriliselt neutraalne. Tema seisumass on 0 ning seetõttu liigub ta vaakumis alati valguse kiirusega . 3.Mis on värvilaeng,kus ta esineb? Värvilaeng on kvarke ja gluuoneid iseloomustav kvantarv, mis on sarnane (natuke!) elektrilaenguga. Kolme liiki - punane, sinine ja roheline. Igale värvile vastab tema antivärvilaeng - antipunane, antisinine ja antiroheline. Elementaarosakese koosseisus peab olema korraga kõik kolm värvilaengut. Kuna punane , roheline ja sinine annavad kokku valge värvuse,
Keha pikkust saab leida valemist l (L)= lo (Lo) * (1 – V2 / C2)0.5 l = kiirusega või liikuva keha pikkus lo = paigalseisva keha pikkus V = kiirus C = valgusekiirus vaakumis V (km/s) l (m) 0 1 (üks) 10 000 0.99994 100 000 0.94 200 000 0.74 290 000 0.25 299 900 0.024 Relatiivsusteooria, ka mass, pole absoluutne suurus, vaid mass kasvab kiiruse kasvades. m = mo : (1 – V2 / C2)0.5 m = keha mass kiirusel V mo = seisumass V (km/s) m (kg) 0 1 100 000 1.06 200 000 1.34 250 000 1.11 290 000 3.94 299 700 40 Relatiivsusteooria seisukohalt pole ajakulg absoluutne, vaid relatiivne t = to * (1 – V2 / C2)0.5 t= aeg kiirusel V to = paigalseisev aeg Valemist on näha, et kiiruse suurenedes ajakulg aeglustub V (km/s) t (min) 0 60 100 000 56 min 34s 200 000 44 min 43s 250 000 33min 7s 299 700 1min 28s
on -1/2. Kvark- elementaarosakesed, mis osalevad tugevas vastastikmõjus Kvargid omavad värvilaengut Neutronid ja prootonid koosnevad kvarkidest Kvarki iseloomustav kvantarv isospinn määrab ära, kas tegemist on up-tüüpi kvargiga või down-tüüpi kvargiga. Isospinn (Iz) 1/2 on up-tüüpi kvarkidel (u-, s- ja b-kvark) isospinn 1/2 on down-tüüpi kvarkidel (d-, c- ja t-kvark). Oomega Sümbol- Koostis- sss Seisumass Mv/c2(elektronvolt)- 1 672,45(29) Isopinn- 0 Spinn- 3/2+ Q(elektrilaeng)- -1 S(veidrus)- -3 c(sarm)-o B(põhjasus)- 0 Eluiga s- 8,21 ± 0,11 × 10-11 Lagunemisteed- 0 + (kiion) 0 + (piion) - + 0
Footon-valgusosake. Omadused: Puudub seisumass, kiirus c=3*108, soojus neeldub, peegeldub, murdub. Footoni energia võrdub plancki konstandi ja valguslaine sageduse korrutisega. Fotoefekti tekitamiseks on vajalik metallplaat ja valgusallikat. Metallplaat võib olla ühendatud elektroskoobiga. Fotoelektronide kiirus oleneb Fotoefekt on elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Fotoefekti kasutatakse: fotoelemendis(valguse toimel elektri tootmisel), Päikesepatareides, fotosilmades. Kvantfüüsikat uurisid: Albert Einstein ja A.Stoletov A-valguse tehtav töö Punapiir- minimaalne lainepikkus või sagedus, mille korral tekib aines veel fotoefekt. (fp*h=A) Nähtused mida selgitab laineteooria: interferents, difraktsioon, dispersioon, murdumine, peegeldumine. Nähtused, mida selgitab kvantteooria: fotoefekt, valguse rõhk, Comptoni efekt. Valguse dualism seisneb valgusnähtuste kaheses seletamises. Mõningaid nähtusi saab sel...
Müüon neutriinol on lepton laeng Leptonlaeng (nimetatud ka leptonarv) on ühine mõiste elementaarosakesi leptoneid iseloomustavatele kvantarvude komplektile. Müüon-neutriinol on müüonlaeng ehk müüoniarv (leptonilaengu liik) L tähistab müüonilaengut Teatud olukordades ei ole neutriionode leptonlaeng jääv, näiteks müüon-neutriino võib muutuda elektron-neutriinoks. Müüonneutriino Müüonneutriino elektrilaeng on 0 Seisumass (MeV/c2) on väiksem kui 0,17. 2 1/2 S=1 Strange (s) Müüonneutriino on 2 kvark. -1/2 iseloomustab nõrka Isopini. S=-1 iseloomustab lõhna. Strange on nimetus. S on tähis. (Kvargid on fundamentaalsed elementaarosakesed, ehk aatomituumast väiksemad osakesed )
Elementaarosakeste kiirendid Elementaarosakesed Tuuma koostisosad: 1. Leptonid 2. Kvargid 3. Liitosakesed 4. Vaheosakesed Kujunesid aatomiuuma komposiitmudeli loomisega ÜLDINE KIRJELDUS: Elementaarosake on samaaegselt ka laine Võimalik kirjeldada lainefunktsiooniga Kõik omadused pole täpselt määratletavad, vaid omavad tõenäosuslikku väärtust OMADUSED: Seisumass Eluiga: stabiilsed osakesed; metastabiilsed osakesed; vähestabiilsed osakesed; resonantsosakesed Kvantarvud: spinn; elektrilaeng; barüonlaeng; leptonlaeng; paarsus; isospinn; lõhn Elementaarosakeste kiirendid Kunstlike tuumareaktsioonide elluviimiseks Looduslike kiirgusallikate valik piiratud Lihtsaim kiirendi: Tavaline vaakumdiood või elektronkiirtetoru Lihtne kiirendi annab energiat kuni 10 MeV Energiate suurendamiseks
Punapiir on valgus piir,millest A=h*fp,punapiir. 3.)Sisemise fotoefekti nähtuse leiame päikeseenergiast toituvates plaatides või päikesepatareides. 4.)Punast valgust kasutatakse foto laboratooriumis,sest see ei riku negatiivi.Punase valguse footoni mass on väiksem kui teistel valgustel. 5.)Footoni ja elektroni sarnasused:mõlemad liiguvad väga kiiresti,saab kirjeldada lainetena silmale nähtamatud. 6.)Footonil puudub seisumass. 7.)a-kvantteooria,b-lainet,c-kvant,d-laine-ja kvant,e-lainet 8.)Antud:E=5*10-19J,c=3*108m/s,m=?,Lahendus:E=mc2 m=E/c2,m=...0,6*10-35kg. 9.)A=h*fp=h*c/p,Antud:A=2,9*10-19J,h=6,6*10-34J*s,c=3,108m/s,Lahendus:p=...6,8*10- 7 =0,68m 10.)Antud:A=2,28eV=3,648*10-19J,Ek=3eV=4,8*10-19J,h=6,6*10-34J*s, f=? ,Lahendus:hf=A+mv2/2, f=A+mv2/2//h,f=A+Ek/h,f=...8,448*10-19J/6,6*10- 34 J*s=1,28*1015Hz
suhtes? Nt. isegi kodus voodis magav inimene ei ole igas mõttes paigas, kuna tegelikult pöörleme me kõik koos Maaga ümber selle telje. Kaksikute paradoks:1 lahkub valguse kiirusele lähedasel kiirusel kosmosesse ja 2 jääb koju. Kui 1 kaksik Maale naaseb, on tema jaoks aeg kiiremini läinud ning ta on jäänud nooremaks kui kodune kaksik. See tuleneb aja dilatatsioonist ehk aja aeglustumisest, see toimub suurtel kiirustel, kuna valgus läbib siis suurema teepikkuse. Seisumass: paigal oleva kehamass. Seisuenergia:seisva keha energia. Koguenergia: koosneb keha seisuenergiast ja liikumises või asendist tulenevast energiast. Kineetiline mass: liikuva keha mass.
tuumajõudude ülekandja(d). Kuna hiljem on seda nimetust kasutatud (ja kasutatakse ka praegu) osakeste jaoks, mis ilmselt pole enam elementaarsed, siis on mateeria n.ö. tõelisi ehituskive ja "mörti" hakatud nimetama fundamentaalosakesteks. Mõnikord tehakse ka vahet. Ehituskive - kvarke ja leptoneid - nimetatakse fundamentaalfermionideks. Mördi osakesi - vastastikmõjude (jõudude) ülekandjaid - aga vahebosoniteks. Elementaarosakest määratlevateks omadusteks on seisumass, eluiga, lagunemisprotsessid koos suhteliste tõenäosustega ning kvantarvud: elektrilaeng Q, spinn s, barüonlaeng B, leptonlaengud L, paarsus P, veidrus S, sarm c, ilu b, tõde t, värvilaengud, mõnikord kasutatakse ka isospinni I ja hüperlaengut Y, elementaarosakestel on olemas ka magnetmoment. · Seisumassist räägitakse seetõttu, et liikuvatel (st. energiat omavatel) osakestel on mass suurem. Kuna osakese seisumass tähendab ühtlasi tema vähimat võimalikku
h*f=A* ((m*v2)/2) A=väljumistöö m=mass v=kiirus Piirsagedust fp, mille puhul h*fp=A, nimetatakse fotoefekti punapiiriks. fp=A/h Fotoelement-õhutühi klaaskolb Sisepind on kaetud katoodi kihiga, mille väljumistöö on väike Kolvi keskel on traatsilmus anood. Katoodi valgustamisel eralduvad sealt elektronid, mis anoodile liikudes tekitavad elektrivoolu. Footoni energia on määratud talle vastava laine sagedusega. Footonil puudub seisumass. m=(h*f)/c2 Footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega. p=m*a
radioaktiivne aine osad surutakse kokku ning siis ületab see kriitilise massi ja tekib tuumade lõhustumine ahelreaktsioonina. Selle käigus vabanev suur energia hulk põhjustab tugeva plahvatuse. · Seoseenergia ja eriseoseenergia. Massidefekt Seoseenergia on energia, mida on vaja tuuma lõhustamiseks üksikuteks nukleonideks ehk prootoniteks ja neutroniteks. Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta, seda saab leida seoseenergia jagamisel nukleonide arvuga. Tuuma seisumass on väiksem kui nukleonide seisumasside summa. Massidefekt on nukleonide seisumasside summast lahutatud tuuma seisumass. Z*Mp+N*Mn>Mt (Z-prootonite arv, Mp- prootoni mass, N-neutronite arv, Mn-neutroni mass, Mt-tuuma mass). · Radioaktiivsuse kasutamine Radioaktiivsust kasutatakse meditsiinis vähiraviks (sest see mõjutab eelkõige kiiresti arenevaid rakke), tuumaenergia saamiseks, tuumapommide valmistamiseks, aktiivse
sest elektron eraldub (peaaegu ei muuda massi, kuna elektroni mass on tühiselt väike võrreldes prootoni massiga), prooton jääb tuuma, tekitades ühe laengu juurde. Uurides energiat, selgus, et lähtetuuma energia ei võrdu uue tuuma ja elektroni energia summaga osa energiat kaob kuhugi. Sveitsi füüsik Pauli oletas 1930 a, et prootoni ja elektroni sünniga neutronist sünnib veel mingi nähtamatu osake, mis viib kaasa osa energiat. Sellel osakesel puudub seisumass ja laeng, mistõttu on raske teda avastada. Seda osakest nim neutriinoks. 26 aasta pärast neutriino teoreetilist avastamist tõestati tema olemasolu ka eksperimentaalselt. Hiljuti selgus, et neutriinol on siiski seisumass, st ta eksisteeriks ka paigalseistes. Tema antiosake on antineutriino. KUI PALJU ON ELEMENTAAROSAKESI? Osa teada olevatest elementaarosakestest kannavad seda nime teenimatult, sest võib olla nad veel jagunevad meile praegu teadmatul viisil. Nad võivad olla liitosad
2. Kui elektron läheb ühelt orbiidilt üle teisele, siis aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. 8) See tähendab seda, et aatomi kindel olek määrab selle, millisel orbiidil ta olla saab. Lubamatuid orbiite olemas olla ei saa, sest aatomi olek on juba varem määranud selle, millistel ta olla saab ning see ei saa muutuda. 9) Footon on sama, mis kant. Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake. Paigalseisvana ei saa eksisteerida, sest tema seisumass on 0, mis tähendab, et seda ei eksisteeri. 10) Kui footon tabab aatomit ergastustasemel, sunnib ta aatomit kiirgama. Kui ergastatud aatomit tabab just säärase energiaga footon, mille aatom igal juhul kiirgaks, väljastatakse sealt sedamaid teine footon.
Aegruum-aegruum, füüsikaliste sündmuste neljamõõtmeline ruum, mille koordinaadid on aeg t (sel juhul pikkusühikutes) ja kolm ruumikoordinaati x, y ja z Kaksikute paradoks- Aja dilatatsioon aja aeglustumine suurtel kiirustel. Liikuvas süsteemis toimuvad protsessid, näivad paigalseisvale vaatlejale aeglustunutena. Kellakäigu sõltuvus liikumise kiirusest peegeldab ka aja ja ruumi vahelisi seoseid (kell käib seda aeglasemalt, mida kiiremini ta ruumis liigub) pikkuse kontraktsioon e lühenemine; keha liikumissuunaline pikkus on erinevates inertsiaalsüs erinev ning seda väiksem, mida suurem kiirusega keha liigub. Lüheneb liikumissihiline mõõde. Keha pikkuse olenevus tema liikumise kiirusest ei tähenda keha kokkutõmbumist, vaid peegeldab lihtsalt aja ja ruumi vahelisi seoseid (näib nii pikana). Väikeste liikumiskiirustel on pikkuse erinevus väike. l omapikkus; l' näiv pikkus liikudes l' = l1 v²/c²; tuletame kiiruse v = c 1 l'²/l² ma...
1) ERT 1.printsiip: Kõik inertsiaalsed taustsüsteemid on neis kulgevate protsesside kirjeldamisel samaväärsed. 2) ERT teine printsiip: Valguse kiirus ei sõltu suunast üheski süsteemis ja on kõikides inertsiaal süsteemides ühesugune. 3) ERT 2.printsiibist järeldub aja suhtelisus ja valguse kiirus ei sõltu suunast Näide: Rongiga seotud taustsüsteemis jõuab valgus samal ajal rongi algusesse või lõppu, ehk sündmused on samaaegsed. 4) Kaksikute paradoks: seotud ajavoolamise kiiruse relatiivsusega. Kui üks kaksikutest viibib kaua suurel kiirusel, siis vananeb ta aeglasemini. Maale naastes aga vananeb ta õigesse ajavahemikku tagasi. 5) Aja sõltuvus, keha liikumise kiirusest. Valem. Aja kulg, mis on liikumatu uuritava keha suhtes, nimetatakse omaajaks. Kell, mille suhtes keha liigub kiirusega v näitab aja vahemiku t, ehk omaaeg on minimaalsem. 6) Milline suurus ERT ei sõltu taustsüsteemi valikust? Valem Valguskii...
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? Footon ei saa eksisteerida paigalolekus. Omandab tekkimise hetkel kiiruse ja neeldumisel annab ära oma energia sellele kehale, kus ta neeldub ja lakkab olemast. 4. Mis on fotoefekt? Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. 5. Fotoefekti põhivõrrand koos seletustega! hf=A + (mv)2/2 hf footoni energia (J) (mv)2/2 metalli pinnast välja löödud elektroni kineetiline energia(fotoelektron) m elektroni mass (9.1 * 10-31 kg)
Elektrostaatika Elektrostaatika on füüsika osa, mis uurib paigalseisvate elektrilaenguga kehade vahelist vastasmõju. Elektrilaeng Elektrilaeng on füüsikaline suurus, st et see on keha omadus, mida saab mõõta (on olemas mõõtühik, tähis, arvutuseeskiri). Elektrilaeng ei ole iseseisev nähtus ega objekt. Laengu mõistet kasutatakse erineva tähendusega: 1) keha omadus osaleda mingis vastasmõjus, 2) seda omadust kirjeldav füüsikaline suurus, 3) osakeste kogum, millel on kõnealune omadus. Elektrilaeng näitab, kui tugevasti kehad osalevad elektrilises vastatikmõjus. Keha, millel on elektrilaeng, nim elektriseeritud ehk laetud kehaks. Punktlaenguks nim sellist laetud keha, mille mõõtmed on tühised võrreldes kaugustega teiste laetud kehadeni või elektrivälja punktideni. Kehad laaduvad (saavad elektrilaengu) kahel viisil: hõõrdumisel ja kokkupuutes teiste laetud kehadega. Elektrilaeng võib kanduda ...
*Relatiivsusprintsiip mehaanikas: Füüsikaseadused on kõigi jõuvabalt liikuvate vaatlejate jaoks ühesugused ja keegi neist ei saa oma erilisust teiste ees tõestada. *Erinevad tegelikud või kujuteldavad vaatlejad moodustavad erineivaid taustsüsteeme kehade liikumise kirjeldamiseks. *Intertsiaalsüsteem: selline taustsüsteem ,mis on seotud kiirenduseta, s.o välise jõuta ehk teiste suhtes ühtlaselt sirgjooneliselt liikuvate vaatlejatega. Intertsiaalsüsteemi paigalseisvale kehale mõjuvate jõudude summa on null ning selliste kehadega fikseeritud koordinaatteljed ei muuda suunda. N: Maa ja temal seisvad vaatlejad ei liigu *Maailmaeetri hüpoteesist loobumine: katses jaotati valguskiir pool-läbipaistva peegli abil kaheks. Kiired suunati risti-rästi asetsevalt teele. Tekkis inferentspilt ,kus valguse tugevus kasvas või kahanes sõltuvalt kujunenud faasinihkest. Kui valguse kiirus erinevates suundades oleks olnud erinev ,siis oleks see inferentspilt...
(pooljuhtdioodidest), mis on omavahel elektriliselt ühendatud suurteks patareideks. Kui ühendada pooljuhid voolutarvitiga, siis suunduvad elektron ja auk oma pooljuhtide poole tagasi, tekitades elektrivoolu. 8. Footonil pole seisumassi. Footoni mass on formaalne ja on seotud energia-mass seosega: m=h*f / C2. Footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega ning selle suund ühtib valguslaine levimissuunaga. 9. Footoni seisumass on 0 ning seetõttu liigub ta vaakumis alati valguse kiirusega C. Ta ei saa eksisteerida paigalolekus. 10. Valguse rõhk on mehaaniline mõju, mille pinnale ta langeb. Valguse rõhk on võrdeline intensiivsusega mida rohkem footoneid ajaühikus pinnaühikule langeb, seda suurem on valguse rõhk. 11. Neid keemilisi reaktsioone, mis toimuvad ainult valguskvantide osavõtul nimetatakse fotokeemilisteks. Fotokeemilisteks reaktsioonideks on näiteks fotosüntees ja osooni
Elektrostaatika Elektrostaatika on füüsika osa, mis uurib paigalseisvate elektrilaenguga kehade vahelist vastasmõju. Elektrilaeng Elektrilaeng on füüsikaline suurus, st et see on keha omadus, mida saab mõõta (on olemas mõõtühik, tähis, arvutuseeskiri). Elektrilaeng ei ole iseseisev nähtus ega objekt. Laengu mõistet kasutatakse erineva tähendusega: 1) keha omadus osaleda mingis vastasmõjus, 2) seda omadust kirjeldav füüsikaline suurus, 3) osakeste kogum, millel on kõnealune omadus. Elektrilaeng näitab, kui tugevasti kehad osalevad elektrilises vastastikmõjus. Keha, millel on elektrilaeng, nim elektriseeritud ehk laetud kehaks. Punktlaenguks nim sellist laetud keha, mille mõõtmed on tühised võrreldes kaugustega teiste laetud kehadeni või elektrivälja punktideni. Kehad laaduvad (saavad elektrilaengu) kahel viisil: hõõrdumisel ja kokkupuutes teiste laetud kehadega. Elektrilaeng võib kanduda ühelt kehalt teise...
hästi välja. Lebedevi katse- ta kastutas väga täpset rõhu mõõteriista- tiivikut. Valguse toimel tiivik pöördub veidi, mida sai seletada ainult valguse rõhuga. Valguse rõhk on tohutult väike (1m 2 päikesele risti olevale pinnale mõjub valgusrõhk 4*10 -8N. Need 2 näidet tõestasid, et valgust tuleb teatud juhtudel vaadelda kui valgusosakeste voogu. Selle osakestel e kvandil e footonil on olemas mass, kuid puudub seisumass. Nii kui ta tekib, on tal kohe valguse kiirus. Ainult selle tõttu, et valgusel on olemas mass on ta võimeline avaldama rõhku ja lööma ainest välja elektrone. Max Planck- saksa füüsik, lõi kvantoptika. Ta tõestas, et valgusosakeste energia sõltub valguse sagedusest. Valem E=h*f kus E valgusosakeste energia, f- valguse sagedus h Plancki konstant (h=6,62*10 -34J*s). üldiselt jääb valgusosakeste mass suurusjärku 10-36 kg. fotoefekti uuris põhjalikult Albert Einstein. Tema
kihilise ehitusega. Nukleon on tuuma koostisosa. Prooton ja neutron on nukleoni kaks olekut. Positron on elektroni antiosake. Positroni mass võrdub elektroni massiga; positronil on positiivne elementaarlaeng, mis võrdub elektroni laengu absoluutväärtusega. Positron ja elektron annihileeruvad kohtumisel ja sünnib kaks gammakvanti. Neutriino on elementaarosake, mis osaleb vaid nõrgas ja gravitatsioonilises vastastikmõjus. Elektrilaeng võrdub nulliga, samuti seisumass. Elementaarosake on mikroosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikaprotsessides kui jagamatu tervik. Igale elementaarosakesele vastab antiosake, mis erineb osakestest mingi karakteristiku poolest. 1. leptonid, mis osalevad gravitatsioonilises, elektromagnetilises ja nõrgas vastastikmõjus, kuid ei osale tugevad vastastikmõjus. Neil puudub sisemine struktuur. 6 osakest + 6 antiosakest. Nt elektron, positron, elektronneutriino, antielektronneutriino. 2
Kõik elementaarosakesed on valged, kõik kvargid värvilised. Igale fundamentaalosakesele vastab samasuguste omaduste, ent vastandmärgilise laenguga antiosake. Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad e. kaovad ära, mass muutub puhtaks energiaks footoniks. Kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. Kui osakese moodustavad kaks kvarki, tekib värviline meson (ebastabiilne, laguneb mõne aja pärast). Vaheosakesed on footon e valgusosake e valguskvant (puudub seisumass, ainest footoni välja kiirgamisel hakkab ta kohe liikuma valguskiirusega ühtlaselt sirgjooneliselt, suurte masside läheduses kõverdub ka valguskiire trajektoor) ning gluoon (ei oma elektrilaengut ega seisumassi, värviline, kannab üht värvi ja üht antivärvi, põhjustab tugevat vastastikmõju). Virtuaalne osake suudab jäävaid füüsikalisi suurusi kahe ruumipunkti vahel nii üle kanda, et ta ise pole jäävuse seadusega seotud
· Neeldumisspekter tekib ergastamisel, kui spektrid neelduvad ja tekitavad musti jooni · Spektraalanalüüs on aine määramine spektri abil. Selle plussid- ei riku aine koostist, piisab ühest molekulist, uuritav ei pea asuma laboris Kvantteooria · Valgusosake e kvant e footon · Ühe valgusosakese energia e kvandi energia. E= h*f · Kvandi omadused: Paigalseisvat footonit pole olemas seisumass =0 Valguse kiirus 3* Liikuva osakese mass m= Impulss p=m*c · Fotoefekt on nähtus, kus valgusosake lööb metallist välja elektroni(jääb heledam laik) · Kvant teeb elektroni välja lüües tööd, väljumistöö A= h* · Elektron saab kaasa kineetilise energia K= · Einsteini võrrand E= A + K · Kaks seaduspärasust: Elektronide arv sôltub valguse intensiivsusest(lampide arvust)
neutroniks. Mõlemal juhul võib ka tekkida ka gammakiirgus. -lagunemine Beetalagunemise puhul võib neutron prootoniks muutuda, või prooton neutroniks muutuda. Võib ka tekkida gammakiirgus. Sõnaseletusi: Positron elektroni antiosake. See on elementaarosakese vastasosake, mille elektrilaeng ja muud kvantarvud on vastupidise märgiga. Antiosakese seisumass on osakese massiga võrdne. Neutrino neutriinod. Tekivad tuumareaktsioonides nõrga vastasmõju tulemusena. Elektronhaare Elektronhaarde käigus haarab tuuma üks prootonitest elektroni ja muutub neutroniks. Tuumareaktsiooni ülejäänud energia eraldub gammakvandina. Aatomituuma lõhustumine Aatomituuma lõhustumise puhul jaguneb tuum kaheks võrreldava massiga tuumaks
Fotokeemilisteks reaktsioonideks nimetatakse keemilise reaktsioone, mis toimuvad ainult valguskvantide osavõtul. MIS ON FOOTON- Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk kvant (valguskvant). Footon on vaheosake (boson spinniga 1), mis vahendab elektromagnetilist vastasmõju. Footon (erinevalt näiteks gluuonist) ise oma vahendatava vastasmõju laengut ei kanna ja on elektriliselt neutraalne. Tema seisumass on 0 ning seetõttu liigub ta vaakumis alati valguse kiirusega . Valguse kiirus kui universaalne füüsikaline konstant ongi defineeritud footoni liikumise kiiruse kaudu vaakumis. Valguse laine- ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. Laineomadused avalduvad rohkem siis, kui lainepikkus on suur. Kvantomadused avalduvad rohkem siis, kui lainepikkus on väike.
Tuumajõud - maailma tugevaim jõud m.ü. kohta. Tänu neile on tuum tohutult püsiv kooslus, lõhkumiseks vaja suurt energiat. Need mõjuvad ka väljaspooltuuma väikses raadiuses. Seosenergia - energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhkumiseks üksikuteks osadeks. Tänu tuumajõule on see suur. Massidefekt - tuuma seisumass on alati väiksem tema modustavate osakeste seisumasside summast. Energia jäävuse seaduse põhjal eraldub samasugune energia nagu seosenergia tuuma moodustamisel, see energia tekib massidefektist. Eriseosenergia - seosenergia m.ü. kohta. Oleneb elemendist. Tuumareaktsiooni energiat on võimalik eraldada kas viimaste elementide lagunemisel või esimeste ühinemisel. Uraan - looduslik U(92,238). Tuumafüüsika jaoks on oluline U(92,235), mis moodustab 1/140 looduslikust uraanist
Piirkiiruseks vaakumis on valguse kiirus- seda ei saa ületada siit tulenebki üks põhiline füüsikaline seadus. Nagu juba eelnevalt mainitud, on füüsikaseadused kõigis inertsisüsteemides ühesugused. Keha kiirendamisel kasvab järjest keha mass, mistõttu vajab keha ka vastavalt järjest suuremat jõudu. Näeme, et kiirus läheneb küll valguse kiirusele, kuid kunagi ei ületa ega saavuta seda. Kui keha seisab paigal on tal seisumass. Liikuval kehal on mass alati suurem kui seistes. Lisamassi annab kehale lisatud kineetiline energia. Relatiivsusteooria peamiseks tekkepõhjuseks oli asjaolu, et mõõtes valguse kiirust kahelt üksteise suhtes liikuvalt objektilt, saab mõlemal juhul valguskiiruse see ei sobinud kokku Newtoni ruumikäsitlusega.
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
kaaon 0,498 Näiteid mesonitest: Vaheosakesed Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk valguskvant. Footon on vaheosake, mis vahendab elektromagnetilist vastasmõju. Footon ise oma vahendatava vastasmõju laengut ei kanna ja on elektriliselt neutraalne. Tema seisumass on 0, seetõttu liigub ta vaakumis alati valguse kiirusega C . Valguse kiirus kui universaalne füüsikaline konstant ongi defineeritud footoni liikumise kiiruse kaudu vaakumis. Footon ei saa laguneda, kuna puudub temast kergema seisumassiga osake. Teiseks ei saa footon laguneda ka põhjusel, et liikudes valguse kiirusega tema jaoks aeg seisab. Footoni jaoks toimub kiirgumine ja neeldumine samaaegselt jätmata vahepeal võimalust lagunemiseks.
Ja impulssi kindlas seoses vastavalt liikumise suunale, vastastikmõju kandev footon pole jäävuse seadustega kitsendatud-nim. Virtuaalseteks.ei saa püüda, sest see oleks jäävuse seaduse rikkumine.on nähtamatud.virtuaalsete footonite poolt tekitatud eriline tõmbumine hoiab koos el. Aatomis, aatomeid molekulis, molekule kehas. Vahendavad virtuaalosakesed on omased kõigile vastastikmõju liikidele.tugevat vastastikmõju kvarkide vahel vahendavad gluuonid.on 8 eri tüüpi, puudub seisumass ja el.laeng, kuid erinevalt footonist kannavad vastastikmõju laengut(värvilaengut).vahetades gluuoneid vahetavad kvargid värvilaenguid.et kvark ei jääks gluuonit välja kiirates ilma värvita, peab lahkuv gluuon uht värvi ära viies samas teise kohe asemele jätma.seepärast kannab gluuon korraga üht värvi ja antivärvi sõltuvalt tüübist.prootonis on nii kvargid kui gluuonid(kvarke alati 3, gluuoneid määramata arv.tekivad ja kaovad vahetades kvarkide värve).
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
