Spektraalaparaadid ja spektrid 1.Spektreid uuritakse, sest see annab meile infot aatomite ja ka aine ehituse kohta. 2.Spektreid uuritakse ja saadakse spektraalaparaatidega. 3.Spektraalaparaadi põhiosa on prisma või difraktsioonivõre. Seal eralduvad erinevate lainepikkustega valguslained üksteisest. Uuritav valgus suunatakse kollimaatorisse. See on toru, mille ühes otsas paikneb sisenemispilu, teises koondav lääts. Kollimootor on vajalik valgusvihu saamiseks; ehitus: sisenemispilu, kollimaatori lääts,prisma, koondav lääts, fotoplaat. 4
DISPERSIOON, SPEKTER, SPEKTRAALANALÜÜS Valguse dispersioon nim. aine abs. murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest (või sagedusest). ·Valge valguse läbiminekul läbi kolmnurkse klaasprisma lahutub valge valgus koostisosadeks ja tekib spekter. ·Aine abs. murdumisnäitaja on seda suurem, mida väikesem on valguse lainepikkus. Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. ·Spektreid saadakse ja uuritakse spektraalaparaatidega: 1. Spektroskoop valgus realiseeritakse visuaalselt (silmaga). 2. Spektrograaf valgus realiseeritakse fotograafiliselt. 3. Spektromeeter valgus realiseeritakse elektriliselt. ··Spektreid jaotatakse oma tekkepõhjuse järgi kiirgus ja neeldumisspektriteks. Kiirgusspekter näitab, millise lainepikkusega ja intensiivsusega valgust keha kiirgab. Neeldumisspekter näitab, millise lainepikkusega valgust ja kui tugevalt keha neelab.
goniomeetri abil. Töö põhimõtteks on anda ülevaade kiirgus-ning neeldumissspektritest ning sellest, kuidas neid spektromeeter-goniomeetri abil uuritakse. Valisin antud teema, sest spektri mõiste ja kõik sellega seonduv jäi mulle keskkoolis arusaamatuks ning kuna nüüd oli võimalus sellest referaat kirjutada, siis seda ma ka tegin. Referaadi esimene osa keskenub teooriale ning räägib spektritest, nende jaotamisest ning millega ja kuidas spektreid uuritakse. Teise osa moodustab koolis tehtud katse. 3 Spekter 17. sajandil hakati sõna "spekter" kasutama optikas, kus see tähendas värvuste skaalat, mida vaadeldi, kui valge valgus oli prismat läbides murdunud. Varsti hakati spektriks nimetama diagrammi, mis näitab valgustugevuse sõltuvust sagedusest või lainepikkusest. Max Planck avastas hiljem, et sagedus iseloomustab elektromagnetkiirguse energiat: E = h ,kus E on
Katse oli seline: Ta lasi valguskiirel langeda läbi aknaluugi väikese ava vertikaalsele juuksekarvale ja nägi vastasasuval seinal järgmist pilti: Järelikult valgus paindus tõkke taha. Et selline nähtus aset leiaks, peab tõkke läbimõõt olema samas suurusjärgus valguse lainepikkusega. (ei tohi erineda üle 10x) Seda nähtust on parem uurida difraktsioonvõre abil. Nt. klaasplaat, kuhu on tõmmatud kriipsud. ...-10 000 mm´le. Sellise võre abil saadakse väga häid spektreid. Spekter tekib sellepärast, et pikem laine paindub rohkem tõkke taha kui lühike. Neid spektreid kasutatakse ainete kindlakstegemisel, tähe pinnatemp. määramiseks, tähtede kauguse ja kiiruse määramiseks. Difraktsiooninähtus näitab, et valguse puhul on tegemist lainetusega. 5. Geomeetrilise optika mõisted. Valguse peegeldumise seadus ja kujutis tasapeeglis. Geomeetriline optika on optika osa, mis uurib valguskiirte liikumist. Selle aluseks on mitmed mõisted:
Valem näitab suhtelist murdumisnäitajat. 33. Mis on valguse dispersioon? Dispersioon on aine murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest (või sagedusest). Väiksema lainepikkusega valguslained murduvad enam läbiminekul klaasprismast. Tekib värviline valgusspekter. 34. Missugust füüsikalist nähtust on kujutatud joonisel? Joonisel on kujutatud valguse dispersiooni. 35. Kuidas jaotatakse spektreid tekke põhjuste järgi? · Kiirgusspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha kiirgab. · Neeldumisspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada.
seega väheneb energia, millega võib kaasneda elektroni kukkumine tuuma. See teooria kestis 2 aastat, sisi täiendas N. Bohr seda molekuli, pannes elektronid stabiilselt liikuma. N.Bohr Täiendas Rutherfordi aatomimudelit, kus elektronidel on kindel trajektoor. Bohri aatomimudel võimaldas arvutada spektrijoonte lainepikkusi ja ionisatsioonenergia väärtust, kuid selle põhjal ei õnnestunud ennustada keerulisemate aatomite spektreid ning ei osatud seletada, miks on mõni spektrijoon lõhenenud. Ionisatsioonenergia-elektronide eraldumine neutraalseist aatomeist või molekulidest. See teooria kestis 11. Aastat, enne kui tuli kvantmehaanika. W. Heisenberg Heisenberg koos E. Schrödingeriga 1925.a arvutasid välja mikroosakeste mehaanika, kus võtsid arvesse ka laineomadusi. Nende arvutamismeetod oli küll erinev, kuid lõpptulemused olid samad. Ja nii tuligi välja uus teooria, mis kandis nime kvantmehaanika
hf, mis võrdub nene olekute energiate vahega. E= Em-Ek 23.1 a) 1-kiirgab valgust b) Suurima energuaga footon on 1 c) Suurima lainepikkusega footon - 4 2-kiirgab valgust 3-neelab valgust 4-kiirgab valgust 5-neelab valgust Aatomi statsinaarne oleks on olek mille aatom ei kiirga Aatomi põhiolek on I taseme olek E1 Aatomi ergastatud olek on E2,E3,E4 jne Joonspekter on spekter, mis koosneb üksikutest värvilistest joontest. Spektrograaf on aparaat, millega saab spektreid jäädvustada. 23.14 a)Suurimaks energiaks on b) (4-1) Ek=-0,84 E= Em-Ek E= -13,55-(-0,84) =12,71 eV Em=-13,55 (3-2) Ek=-1,51 E= Em-Ek E= -3,38-(-1,51) =14,58 eV Em=-3,38 (5-3) Ek=-0,54 E= Em-Ek E= -1,51-(-0,54)= - 0,97 eV Em=-1,51 c)Vesiniku aatom võib kiirata 6 erineva energiaga footonit: 4-1,4-2,2-1,4-3,3-2,3-1 23.18
Aatomifüüsika 1.Rutherfordi aatomi mudeli vastuolud 1) Kui elektron liigub ümber tema orbiidil, siis ta liigub kiirendusega(kesktõmbekiirendus) Kiirgab mingit kiirgust (elektronmagnetlained) st, elektroni energia peaks vähenema. Orbiidi raadius peaks vähenema. 2)Kõik aatomid kiirgavad joonspektreid ja erinevate keemiliste elektronide aatomid kiirgavad erinevaid spektreid. Joonspekter- koosneb üksikutest lainepikkustest. 2.Bohri postulaadid 1)Aatom võib püsivalt eksisteerida kindlate energiatega statsionaalses olekus 2)Statsionaalses olekus aatom ei kiirga ega neela valgust. 3.Vesiniku aatomi energia taseme põhioleku energia ja kuidas arvutada ülejäänud. Vesiniku aatomi kiirgus ja neeldumisjooned moodustavad seeriaid 4.Balmeri seeria (joonte värvid, vastavad energiamuutused, kiirgus neeldumine spektris. Neli erinevat värvi joont
Väiksema lainepikkusega valguslained murduvad enam läbiminekul klaasprismast. Tekib värviline valgusspekter. 34. Missugust füüsikalist nähtust on kujutatud joonisel? Joonisel on kujutatud valguse dispersiooni. ©anmet.ptg 2007 5 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ 35. Kuidas jaotatakse spektreid tekke põhjuste järgi? · Kiirgusspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha kiirgab. · Neeldumisspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada.
Väiksema lainepikkusega valguslained murduvad enam läbiminekul klaasprismast. Tekib värviline valgusspekter. 34. Missugust füüsikalist nähtust on kujutatud joonisel? Joonisel on kujutatud valguse dispersiooni. ©anmet.ptg 2007 5 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ 35. Kuidas jaotatakse spektreid tekke põhjuste järgi? · Kiirgusspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha kiirgab. · Neeldumisspektrid näitavad, millise lainepikkuse ja intensiivsusega valgust keha neelab. 36. Kuidas jaotatakse spektreid iseloomu järgi? · Pidevspektrid esindatud kõik lainepikkused. Omane tahketele kehadele ja vedelikele. Kiirguse saamiseks tuleb neid kuumutada.
elektronide üleminekutest tema aatomites. Iga aine kiirgab talle ainuomast valgust, st prismast läbilaskmisel saame talle ainuomase spektri. Nagu ei ole kahte ühesugust sõrmejälge, ei ole ka kahte ühesugust spektrit. Spektraalanalüüsi täpsus on hämmastav: see avastab juba 10 -11 grammi ainet. Spektromeeter on üldnimetus spektraalriistale, mille detektor(id) võimaldab mõõta kiirguse intensiivsust ühel või mitmel lainepikkusel Spektroskoop võimaldab optilisi spektreid vaadelda ja visuaalselt hinnata. Enamasti nähtava spektriosa jaoks. Spektromeetrite tüübid Järjestikune kiirguse intensiivsust erinevatel lainepikkustel mõõdetakse järjest (üksteise järel). Paralleel samaaegselt mõõdetakse intensiivsusi mitmel erineval lainepikkusel mitme detektori abil. Multiplex üks detektor registreerib samaaegselt erinevate lainepikkustega kiirguste intensiivsusi. Nt. Fourier spektromeeter.
· Laiemas tähenduses kasutatakse mingeid objekte iseloomustava füüsikalise suuruse väärtuste kogumit ja nende väärtuste jaotust paljudest sellistest objektidest koosnevas süsteemis. Näiteks gaasi molekulide puhul saab rääkida kiiruse spektrist, erineva massiga osakeste puhul massispektrist. Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Spektraalaparaadid. Spektreid saadakse ja uuritakse spektraalaparaatidega. Need lubavad kindlaks teha valguse spektri. Selleks peavad nad selgelt eristama erineva lainepikkusega laineid. Spektraalaparaadi põhiosaks on prisma või difraktsioonivõre. Seal eralduvad erinevate lainepikkustega valguslained üksteisest. Prismaspektariaalaparaadi ehituses suunatakse uuritav valgus aparaadi ossa, mida nimetatakse kollimaatoriks. See on toru, mille ühes otsas paikneb sisenemispilu, teises koonduv lääts.
vr = c = cz = H 0d c valguse kiirus [ca 300 000 km/s] lainepikkuse muut nihketa lainepikkus z punanihe H0 Hubble'i konstant d kaugus [Mpc] 3. Kauguse arvutamine. vr c v r = H0d d = = H0 H 0 Suur osa punanihkeid on mõõdetud optilistelt spektritelt. Tavaliselt tehakse seda 1-5 meetrise keskmise teleskoobiga ning keskmise lahutusvõimelise spektrograafiga. Spektreid, millelt punanihkeid mõõdetakse on kahte tüüpi: 1.Kiirgusspekter tüüpiliste A tähe karakteristikutega. Ka on näha H II ala kiirgusjooni, tüüpiline spiraalgalaktikale, kus on käimas tähetekke protsessid (vt ülemine joonis). 2.Neeldumisspekter tüüpiliste G ja K tähtede karakteristikutega. Enamjaolt omane elliptilistele galaktikatele, kus ei toimu enam tähetekke protsesse (vt alumine joonis). · Milleks mõõdetakse Inimlik uudishimu
HP33120A väljundsignaali kujuks siinuse, mille amplituud oli 50 mV ja sagedus 90 kHz-i. Ühendasime signaali analüsaatori sisendile ja valisime analüsaatori jaoks parameetrid, mis sobiksid signaali spektri mõõtmiseks. Mõõtsime spektrijoone amplituudi ja sageduse ning saime, et tulemused langevad peaaegu kokku generaatori väljundsignaali andmetega. 2. Mõõtsime analüsaatori abil sama sagedusega ja suurusega, kuid siinusest erineva kujuga perioodiliste signaalide spektreid. Selleks seadsime generaatori väljundsignaali kujuks nii nelinurga, kolmnurga ja kahepoolse kolmnurga ning mõõtsime markeri abil spektrijoonte kõrgused ja samuti ka joonte sagedused. Saadud tulemused kandsime tabelisse nr. 1. 3. Mõõtsime amplituudmoduleeritud (AM) ja sagedusmoduleeritud (FM) signaalide spektrid. Selleks kasutasime signaali allikana kõrgsagedusgeneraatorit välise modulatsiooniga reziimis.
astronoomiliste objektide kohta • Näiteks nimetati Andromeeda galaktikat Andromeda udukoguks, enne kui Edwin Hubble galaktikad avastas • Edwin Powell Hubble • Andromeeda galaktika ehk Andromeeda udu on meie Galaktika (Linnutee) naabergalaktika • Asub 2,9 miljoni valgusaasta kaugusel • Selgub, et naabergalaktika on teinud kokkupõrke 29. jaanuaril 2007 • Hawaii saarel on astronoomid vaadelnud Andromeeda galaktika ääreosade ja tähtede spektreid, ning otsustasid, et ta on umbes 700 miljonit aastat tagasi põrganud kokku teise galaktikaga • Niisuguse häirituse tõttu võis tekkida ketta spiraalne struktuur • Eestis on Andromeeda udukogu vaadeldav aasta ringi. • Paremad õhtused vaatlusajad on sügisel ja talvel. Andromeeda galaktika on palja silmaga nähtav vaevumärgatava udulaiguna. • Väga hästi vaadeldav on ta 7–8- kordse suurendusega bin okli abil. Kui suurendus ületab 10 korda, on
15. Millest sõltub aine absoluutne murdumisnäitaja ? Valguse sagedusest või lainepikkusest. 16. Valguse dispersiooniks nimetatakse. valguse murdumisnäitaja sõltuvust sagedusest(lainepikkusest).Seda põhjustab valguse elektromagnetlainete vastastikmõju 17.Vikerkaare põhjuseks on : Vikerkaar tekib sellepärast ,et valguslained murduvad ja peegelduvad vihmapiiskadeks. 18. Spektriks nimetame diagrammi mis : näitab valguse intensiivsuse jaotumist lainepikkuste või sageduste järgi. 19.Spektreid tekitatakse spektraalaparaatide abil, mille põhiosaks on spektomeeter või spektroskoop. 20.Kiirusspektreid liigitatakse : pidevspektrid ja joonspektrid. 21.Spektraalanalüüs lubab spektri põhjal kindlask teha : üliväikesi ainekoguseid. 22. Aatom saab olla kindla energiaga olekus ,mida kirjeldavad energiatasemed ja neile vastavaid energiaväärtusi tähistavad arvud,mida nimetatakse peakvantarvudeks(n=1,2,3 jne).Olekus kus elektron on tuumale
43. Vikerkaare tekkimine. Vikerkaar tekib, kui inimene seisab ja tema selja taga olev päike pole kõrgemal kui 42 kraadi ning ees sajab vihma. Vikerkaar tekib sellepärast, et valguslained murduvad ning peegelduvad vihmapiiskades. 44. Mis on spekter ja miks kasutatakse? Spekter on valgusriba, milles on 7 erinevat valgust ning mis näitab, millistest koostisosadest valgus koosneb. Spektrit kasutatakse väga erinevates valdkondades, kuna spektreid on väga erinevaid. Tänapäeval on spektrite saamine ja uurimine väga laialt levinud, alustades teadustega ja lõpetades kriminalistikaga. Füüsikas öeldakse, et spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Spektreid saadakse ja uuritakse spektraalaparaatidega. 45. Spektrite liigid. Ainete kiirgust iseloomustavad kiirgusspektrid. Neid saab jaotada kaheks: Joonspektrid: koosnevad erivärvilistest joontest tumedal taustal
ning ehitusja montaazitöödel. Nimetus ja avastamine Prantsuse õpetlane Jules Janssen võttis ette pika reisi Indiasse, kus Päikese krooni nähtavus arvati olevat parem. Sealt lähetas ta Pariisi Teaduste Akadeemiale telegrammi, milles teatas, et avastas Päikese spektris vesiniku spektrijoonte kõrval eredad kollased jooned, mis polnud iseloomulikud ühelegi tol ajal tuntud elemendile. Võrreldes hoolikalt kõikide tuntud ainete spektreid, jõudis ta veendumusele, et tegu on senitundmatu elemendiga. Nüüd lähetas Janssen akadeemiasse oma uurimistulemustest pikema aruande, kuid post liikus aeglaselt ja kiri jõudis Pariisi alles 24. okt 1868 a. Samal päeval saabus siia ka Joseph Norman Lockyeri kiri Londonist, mis oli teel olnud kõigest neli päeva. Järgmisel päeval loeti mõlemad kirjad akadeemia koosolekul ette. Kaks teadlast maailma eri paikadest teatasid peaaegu üheaegselt uue elemendi avastamisest Päikesel
aatomi ehituse mudeleid (kirjeldust, nende plusse ja miinuseid): Daltoni (piljardi kuul) +lihtne –ei anna piisavalt infot aine kohta, Thomsoni (rosinakukkel)+lihtne, mõõtmed – ei seletanud joonspektrite tekkimist, Rutherfordi (planetaarne) +hästi arusaadav – vastuolu mehaanika ja elektrodünaamikaga, Rutherfordi-Bohri (kvantmudel) + kirjeldab hästi ühe elektroniga aatomi spektri tekkimist, - suurema elektronide arvuga spektreid ei suuda täpselt kirjeldada, kvantmehaaniline + lähim võimalik mudel tegelikkusele, - liiga raskesti arusaadav. Oskan: m v2 ch c selgitada, mida näitavad valemid E kvant A E K ehk h f A , p , ,
galaktika tuumast. Ühe täistiiru galaktikas teeb Päike 200 miljoni aasta jooksul ( üks galaktiline aasta ) . Maalt vaadates asub Linnutee galaktika tuum Amburi tähtkujus. Päike tiirleb koos oma planeetidega ümber galaktika keskme kiirusega 300 km/s. Ühe täistiiru galaktikas teeb Päike 200 miljoni aasta jooksul. Tüüpiline kaugus galaktikate vahel on u. kümme korda suurem nende läbimõõdust. Valdaval enamikul galaktikatest, mille spektreid on suudetud pildistada, on spektrijooned nihkunud spektri punase otsa poole ( nn. punanihe ). Selline eemalekihutamine ei ole juhuslik, vaid galaktikate eemaldumise kiirus on võrdeline nende kaugusega, kasvades 100 km/s võrra iga miljoni parseki (Mpc) kohta. 15 miljardit aastat tagasi olid kõik galaktikad koos ühes kohas. Tänapäeva kosmoloogia üldtunnustatud hüpoteesi kohaselt tekkis kogu meie praegu vaadeldav hiiglaslik Universum, mille nähtavas osas
Joonspektrid on aatomite spektrid. Nende helendus ei sisalda iga lainepikkusega valgust, vaid liitub teatavate kindlate lainepikkustega valgusvoogudest. 6. Mida joonspektri tekkimine kinnitab aatomi kohta? - Tähendab, et aatomeist kiiratakse kindla energiaga aatomeid. 7. Millist seaduspära märgati spektrijoonte asendis? - jooned on rühmitunud spektriaalseeriatesse,igas seerias moodustavad jooned koonduvaid jadasi. 8. Mida pandi tähele vesiniku spektreid uurides ja milline võrrand võimaldab seda nähtust kirjeldada? - Pandi tähele, et jooned on rühmitunud spektriaalseeriatesse,igas seerias moodustavad jooned koonduvaid jadasi. 9. Mida nimetatakse Balmeri seeriaks? - Balmeri seeriaks nim. vesinikspektris nelja joont. Need on punane, roheline ja kaks sinist. 10. Millele kindlate spektrijoonte tekkimine elektronide liikumise kohta aatomis viitavad - Et elektronid liiguvad kindlatel orbitaalkihtidel 11
näiteks pärast Suurt Pauku tekkinud esimeste galaktikate kohta. Nendelt tulev valgus on suure punanihke tõttu infrapunapiirkonda nihkunud. Peale selle peetakse Webb'i oluliste tegevusaladena silmas galaktikate, tähtede ja planeetide tekke ning evolutsiooni uurimises. Webbi pardale paigutatakse kolm vaatlusriista, millega hakatakse analüüsima kogutud kiirgust. Üks neist pildistab taevakehi lähi-infrapunakiirguses lainepikkusel alla 5 mikromeetri, teine registreerib samas lainealas spektreid. Kolmas instrument oskab teha nii pilte kui spektreid lainepikkustel mis asuvad vahemikus 5-27 mikromeetrit. Jääb vaid loota, et vähem kui kümendi pärast on Webb'i abiga lahendatud nii mõnigi kosmolooge ja astrofüüsikuid vaevanud probleem. Ilusad värvilised fotod omapärastest taevakehadest, mida oleme seni saanud Hubble kosmoseteleskoobiga tulevad siis maapealsetest hiidteleskoopidelt. 1.4 Kavandamisel on mitmeid uusi kosmose- ning raadioteleskoope, mis hakkavad töötama
Tallinna Tehnika Ülikool Keeruliste helide valjustaju Referaat Koostaja: Tarvo Schmeimann Tallinn 2008 Inimese kuulmissüsteemi ebalineaarsus tekitab harmoonilisi spektreid, niipea kui kaks siinusheli kõrva ärritavad. Teatud mõttes näibki kõrv harmoonilisi spektreid eelistavat. Tuleks niisis küsida, kas see eelistusharmooniliste spektrite ja puhaste intervallide suhtes on nii tugev, et mitteharmooniliste spektritega mäng on algusest peale mõttetu. Mainitud eksperimendis näib igatahes järelduvat, et kõrva eelhäälestus on võrdlemisi tähtsusetu Kui meid huvitab see, kuidas heli tegelikult tajutakse, on selle heli akustiline kirjeldus täiesti mõttetu. Inimese kuulmissüsteem pole riist, millega analüüsitaks sagedust, heli taset või
Sisaldavad gaasi ja tolmu, millest tekib uusi tähti. Gaas, tolm ja noored tähed paiknevad õhukeses pöörlevas kettas, mis ümbritseb vanadest tähedest koosnevat kerajat keskosa mõhna. 12.Milliseid galaktikaid nim aktiivseteks? Neid, mille spektris esinevad tugevad emissioonijooned. 13.Mis on kvasarid? Tähesarnased objektid, mille punanihe ja absoluutne heledus on võrreldav galaktikate omaga. 14.Kirjeldage kvasarite ja aktiivsete galaktikate tuumade spektreid. Aktiivsete tuumade kiirguse pidev spekter erineb oluliselt tähekiirguse omast, meenutades pigem raadioallikate nn. Sünkrotronkiirgust kui normaalsete tähtede soojusliku kiirguse spektrit. Kiirgus väikesest tuumapiirkonnast, tugevate magnetväljade olemasolu, tuumadest näha väljapurskeid. Kvasartide energia päritlolu: mustadele aukudele langeva gaasi akretsioon (-astronoomias taevakehade massi suurenemine aine langemise tõttu taevakehale ümbritsevast keskkonnast). 16
Sisaldavad gaasi ja tolmu, millest tekib uusi tähti. Gaas, tolm ja noored tähed paiknevad õhukeses pöörlevas kettas, mis ümbritseb vanadest tähedest koosnevat kerajat keskosa mõhna. 12.Milliseid galaktikaid nim aktiivseteks? Neid, mille spektris esinevad tugevad emissioonijooned. 13.Mis on kvasarid? Tähesarnased objektid, mille punanihe ja absoluutne heledus on võrreldav galaktikate omaga. 14.Kirjeldage kvasarite ja aktiivsete galaktikate tuumade spektreid. Aktiivsete tuumade kiirguse pidev spekter erineb oluliselt tähekiirguse omast, meenutades pigem raadioallikate nn. Sünkrotronkiirgust kui normaalsete tähtede soojusliku kiirguse spektrit. Kiirgus väikesest tuumapiirkonnast, tugevate magnetväljade olemasolu, tuumadest näha väljapurskeid. Kvasartide energia päritlolu: mustadele aukudele langeva gaasi akretsioon (-astronoomias taevakehade massi suurenemine aine langemise tõttu taevakehale ümbritsevast keskkonnast). 16
moodulitena, mida astronaudid saavad avakosmoses viibides uute vastu vahetada. Vaatlusriistade moodul on oma suuruse poolest võrreldav taksofoniputkaga. Astronautide tegevuse hõlbustamiseks on HST välispinnal kinnihoidmiseks kümneid käepidemeid. Kokku on HST-l praeguseni olnud üheksa vaatlusriista, kaks ootavad veel üles viimist. Nad võib jagada kolme rühma: taevakehadest ilusaid pilte tegevad kaamerad, nende spektreid registreerivad spektromeetrid ja heleduse muutusi uurivad fotomeetrid. Elektrienergiat annavad kosmoseteleskoobile päikesepatareid, mille koguvõimsus ületab praegu viit kilovatti. Maa varjus viibides saab teleskoop elektrienergiat akupatareidest. Teleskoobi suunamiseks vaatlusobjektidele kasutatakse hoorattaid, mida on kokku neli ja millest vähemalt kolm peavad olema töökorras. HST-l puuduvad täielikult rakettmootorid, sest neist
Valem. 3. Mida nimetatakse valguse langemis-,peegeldumis- ja murdumisnurgaks? Oska joonistada. 4. Mida nimetatakse keskkonna suhteliseks, mida absoluutseks murdumisnäitajaks? Nende seos. 5. Mida nimetatakse valguse dispersiooniks? 6. Kuidas aine murdumisnäitaja sõltub valguse värvusest? 7. Selgita vikerkaare tekkimist. 8. Mis on spekter ja kuidas see tekib? 9. Millistest osadest koosneb spektroskoop ja milline on nende osade ülesanne ning asetus? 10. Kuidas spektreid liigitatakse ja mis nende erinevuse põhjustab? 11. Milles seisneb spektraalanalüüs ja milline aatomite omadus seda võimaldab? 12. Millised eelised on spektraalanalüüsil keemilise analüüsiga võrreldes? Kvantoptiks(Voolaid) §12.-§16. 1. Selgita Plancki valemit. Mida see valem seostab? 2. Milles seisneb fotoefekti nähtus? 3. Sõnasta ja selgita fotoefekti kahte seadust. 4
isemoodi . Läänemaades hakati värvide mõju psüühikale ja ravivõimalusi tõsisemalt uurima eelmise sajandi teisel poolel, ehkki tegelenud on sellega nii Aristoteles, da Vinci, Newton kui ka Goethe. Plaanipärane värvide terapeutiline kasutamine algas 19. sajandi lõpul. 6. Üks värviteooria liike põhineb kolmel põhivärvil - sinine, punane ja kollane. Need põhivärvid annavad spektreid, mis mõjudes inimesele nägemisretseptorite kaudu avaldavad kas rahustavat või aktiveerivat toimet. Ühes eksperimentaalses katses tõestati seaduspärasus, et inimese temperatuuritaju sõltub ümbritsevast värvist. Nii võib külmas (sinises-rohelises) ruumis sama temperatuuri tunnetada 3-4 kraadi võrra madalamana kui soojas (punases-oranzis) ruumis. Värvid, olles igapäevase elu lahutamatud kaaslased, mõjutavad sageli inimese tujusid ja enesetunnet, tervist ja käitumist
temperatuuri ja kiirgusvõime kaudu. Massi leidmine on keeruline, v.a juhtudel, kui tähel on kaaslane. Kaksiktähtede masse saab hinnata gravitatsiooniseaduse abil. 17. Milliseid järeldusi saab teha tähespektrist? Lk. 64. · Joonte lainepikkuste ja intensiivsuste järgi saab hinnata täheaine keemilist koostist · Spektrijoonte ühesugune laienemine väljendab tähe pöörlemist · Joonte lõhestumine võimaldab hinnata magnetvälja tugevust Tähtede suur mitmekesisus; on spektreid, kus jooned puuduvad, aga ka spektreid, kus pidev alusjoon on vaevu aimatav; 90% ainest on H, 9% on He ning 1% rasked elemendid (tähtede kaupa üsna suured erinevused) 18. Mis on Hertzsprungi-Russelli diagramm? Kuidas seda koostada? Iga tähte tähistab punkt graafikul, mille telgedeks on spektriklassi ja absoluutne tähesuurus. Värvus-heledus diagramm (HR-diagramm) näitab tähtede arvulist jaotust t* ja heleduse järgi. 20. Millest tekivad tähed
elektronid aeglustuvad. Aeglased elektronid ei jaksa negatiivselt laetud võret läbida ja voolutugevus langeb. Suurema pinge korral võib nähtus korduda mitu korda. Selline voolutugevuse vähenemine näitab, et aatom ei neela suvalisi energiaid, vaid ainult kindlaid energiaväärtusi. 13)Millist seaduspära märgati spektrijoonte asendis? Spektrijoonte asendis märgati, et nad moodustavad koonduvaid jadasid. 14)Mida pandi tähele vesiniku spektreid uurides ja milline võrrand võimaldab seda nähtust kirjeldada? Vesiniku spektrit uurides pandi tähele, et jooned moodustavad kindlaid rühmi, mis hakkavad korduma. 15)Kuidas arvutada vesiniku spektrijoontele vastavate kvantide sagedust ja lainepikkust? 16)Mida nimetatakse Balmeri seeriaks? Balmeri seeria-vesiniku spektrijoonte rühm, mis jääb nähtava valguse ossa. 17)Millise järjekorra numbriga energiatasemele peaks vesiniku aatom minema, et
Kuna Kuu liikumine on äärmiselt detailselt teada, andis see võimaluse suure täpsusega määrata 3C 273 asukoht. Tuli vaid fikseerida ajahetked, mil Kuu ketas allika varjas ning jälle nähtavale tõi. Täpsete koordinaatide järgi õnnestus fotoplaatidelt leida vaste - väga nõrk ja udune laik, mille keskel paistis väga hele täpp. Palomari observatooriumi teadlane Maarten Schmidt püüdis mõõta objekti spektrit. Ta oli harjunud mõõtma galaktikate spektreid, ent uus objekt osutus nii heledaks, et esimene ekspositsioon oli ülesäritamise tõttu kasutuskõlbmatu. Järgmistel öödel õnnestus tal lõpuks saada heleda valgusallika perfektselt säritatud spekter. Sellel oli näha laiu kiirgusjooni, mille lainepikkus ei võimaldanud neid seostada ühegi keemilise elemendiga. Schmidt otsustas veidi katsetada ning võrdles spektrit tähespektrite kõige levinuma joontekomplektiga - vesiniku nn Balmeri seeria joontega. Tema suureks
sisepeegeldumise tulemusena on valgus juba tilgast pääsenud enamjaolt välja ja kaare tekitamiseks ei jätku valgust. Seda järku kaar tekib päikesega samas suunas, olles päikese keskpunktist umbes 42,5 kraadi kaugusel 4. järku vikerkaar moodustab 3. paari, olles selle lähedal, umbes nagu 1. ja 2. järku vikerkaared on paaris, samuti on värvijärjestus vastupidine. 10.Spektriks nimetame diagrammi, mis näitab valgustugevuse sõltuvust sagedusest või lainepikkuses 11.Spektreid tekitatakse spektraalaparaatide abil, mille põhiosaks on prisma või difraktsioonivõre. 12.Kiirgusspektreid liigitatakse pidevspektrid ja joonspektrid. 13.Spektraalanalüüs lubab spektri põhjal teha kindlaks: Ainete koostise kindlakstegemist nende spektrite järgi, kasutatakse joonspektril. Eelised: ·Tundlik meetod ·Ta ei muuda aine keem. koostist ·On võimalik analüüsi teha suurte vahemaade tagant (nt.tähtede keem. koostis) ·Täpne ja lihtne. 14
FTIR (Fourier Transform Infra Red) spektromeetrias registreeritakse kiirguse võngete profiil (signaali intensiivsuse muutus ajas) ja saadakse interferogramm (aja teljel spekter). Interferogrammile rakendatakse Fourier´i teisendus ja saadakse tüüpiline infrapunaspekter (sageduse teljel spekter). Seade koosneb fikseeritud peeglist, poolläbilaskvast peeglist ja üles-alla liikuvast peeglist, mille kaudu jõuab laserist valgusvoog proovini. FT-IR on palju eeliseid: Parem signaal/müra suhe, Spektreid saab registreerida kiiresti, Lainepikkuste skaala väga usaldusväärselt paigas Seletage leekaatomabsorptsiooni spektroskoobi (FAAS) tööpõhimõtet. Mis töökomponentidest koosneb seade? Mis komponente määratakse keskkonnaproovides selle seadme abil? Proov pihustatakse koos kütte- ja oksüdeerimisgaasidega segamiskambrisse Proov jõuab atsetüleenivooluga leeki Leegis metallilised ühendid lagunevad aatomiteks
Kahe kiire süsteemides saab sltuvusi krvaldada valgusallika moduleerimise ja valguskiire ühe osa suunamisele kontrol-llahusele. Modulaator on ühendatud peegliga nii, et kui modulaator on avatud esimenst korda läheb kiir läbi kontrollproovi. Kui modulaator on avatud teist korda läheb kiir läbi proovi. Kontroll-lahus on tuntud kvantsaagisega aine (quantum counter), mille spekter säilitatakse arvutis ja selle abil saab korrigeerida tundmatuid spektreid. 15 : 2D spektroskoopia emissioonspekreid mdetakse väga paljudel ergastuse lainepikkuse väärtustel. Fosforestsentsi mtmine: kasutatakse sama aparatuuri, mida fluerestsentsi mtmisel, kuid proov on Dewari anumas, vedela lämmastiku vi heeliumi temperatuuril. Kasutatakse modulaatoreid, mis lubavad ergastada, nii et emissiooni registreerimise ajal ergastus ei sega mtmist
ja kiirgusvõime kaudu. Massi leidmine on keeruline, v.a juhtudel, kui tähel on kaaslane. Kaksiktähtede masse saab hinnata gravitatsiooniseaduse abil. 17. Milliseid järeldusi saab teha tähespektrist? Lk. 64. • Joonte lainepikkuste ja intensiivsuste järgi saab hinnata täheaine keemilist koostist • Spektrijoonte ühesugune laienemine väljendab tähe pöörlemist • Joonte lõhestumine võimaldab hinnata magnetvälja tugevust Tähtede suur mitmekesisus; on spektreid, kus jooned puuduvad, aga ka spektreid, kus pidev alusjoon on vaevu aimatav; 90% ainest on H, 9% on He ning 1% rasked elemendid (tähtede kaupa üsna suured erinevused) 18. Mis on Hertzsprungi-Russelli diagramm? Kuidas seda koostada? Iga tähte tähistab punkt graafikul, mille telgedeks on spektriklassi ja absoluutne tähesuurus. Värvus-heledus diagramm (HR-diagramm) näitab tähtede arvulist jaotust t* ja heleduse järgi. 19. Mis on peajada
liikmeks. Ta osales ka Los Alamose aatomiprojektis, mille tulemusena valmis esimene aatomipomm.Mõistes esimesena võimalikku tuumsantaazi, esitas ta juba enne tuumapommi valmimist 1944.a. Suurbritannia peaministrile Churchillile ja USA presidendile Rooseveldile ettepaneku seada sisse rahvusvaheline kontroll tuumarelva üle. Tema viiest pojast - Aage Bohrit sai füüsikune Nobeli preemia. Suri 1962.a. Kuid paraku ka Bohri teooria põhjal ei õnnestunud ennustada keerulisemate aatomite spektreid, samuti seda, miks mõni spektrijoon on lõhenenud kaheks kõrvutiasetsevaks jooneks või seda, miks mõni joon on laiem kui teised. 1924.a. esitas prantslane Louis de Broglie hüpoteesi, mille kohaselt peaksid kõigil osakestel olema ka lainelised omadused nagu footonitelgi . Seletus, miks on elektroni liikumisel ühed orbiidid lubatud, teised keelatud , tuleneb laineomaduste ja korpuskulaarsete omaduse vahelisest seosest .
sageduse suurenedes (lainepikkuse väiksem) sinakamaks. 2) Punanihe – monokromaatse valguse muutumine sageduse vähenedes (lainepikkus suurem) punakamaks. Esineb ka valgusega väljaspool nähtavat piirkonda. Näiteks infrapunapiirkonnas sageduse suurenemise korral muutub valgus tegelikult punasemaks, kuid tegemist on endiselt sinise nihkega. Kasutus: Tähtede liikumise jälgimine: Täht on valguse allikas. Astronoomid mõõdavad tähtedelt saabuva valguse spektreid. Kui spektri jooned nihkuvad saab teha järeldusi tähe liikumise kohta. Ultraheli, infraheli Ultraheli: Sagedus üle 20 000 Hz. Lainepikkus väljendub kui kiirus 330 m/s. Sageduse suurenedes (λ lühenedes) muutuvad takistused suhteliselt suuremaks ja difraktsiooni (lainete paindumine tõkete taha) osatähtsus väheneb Mida lühem λ, seda sirgjoonelisemalt levib laine Ultraheli kasutamine: 1. Ultrahelilokaator - objektide asukoha mittekontaktne määramine. 2 põhiplokki: UH-
võib tõenäoliselt lugeda orbiidiliikumiseks (suure vahekauguse tõttu nõrga raskustungi mõjul); optilised on paarid, mis näitavad sirgjoonelist liikumist üksteise suhtes, nii suurt, et seda tõenäoliselt vastastikuse raskustungi mõjuga seletada ei saa. Väärtuslik on juba paljas teadmine, et antud tähtede paar moodustab ühe füüsikalise süsteemi; uurides statistiliselt füüsikaliste paaride komponentide omadusi (heledusi, spektreid, suhtelisi kaugusi), võib muu seas teha huvitavaid järeldusi tähtede arenemiskäigu kohta. Nüüdisajal on see vast ainus võimalus Struve ja tema järglaste kogu töövilja ärakasutamiseks. Veel huvitavamad oleksid suurearvulised andmed kaksiktähtede orbiitide kujude ja perioodide kohta, kuid need, nagu öeldud, võivad praeguste uurimisviiside juures välja kujuneda alles aastatuhandete jooksul; praegu
UV ala (160 375 nm); Ksenoon kaarlahenduslamp (190 1000 nm). Lainepikkuse selektorid: Vastavalt lainepikkuse selektorile jagatakse instrumendid: Fotokolorimeeter (Valgusfilter) (Kiirguse vahemik paarkümmend nm; Valmistatakse nt värvilisest klaasist; Ei võimalda registreerida aine spektrit!); Spektrofotomeeter (Monokromaator) (Kitsa lainepikkuse vahemiku selekteerimine; Enamasti difraktsioonvõre baasil; Võimaldab lainepikkust sujuvalt muuta st registreerida spektreid). Mõõtmised viiakse läbi küvettides. I don't want to know the answers, I don't need to understand Küveti materjal: Kvarts (sobib alates 190 nm); Klaas (sobib alates ca 300 nm); Plastik (nähtavas alas). Küveti optilised tahud peavad olema puhtad (ei tohi olla purusid, tilku, ...). Lahus ei tohi sisaldada hägu. Tulenevalt neelduvuse definitsioonavaldisest on vaja mõõta proovile pealelangevat (I0) ja proovi läbinud kiirgust (I)
väljuda läbi pilu. Spektraalriistu kasutatakse spektraalanalüüsi korral: so. ainete keemilise koostise kindlakstegemiseks. Selleks kasutatakse aatomist või molekulist kiirgunud või neeldunud valgust. Kiirgusspektri saamiseks tuleb aine panna helenduma (soojuskiirgus, sädelahendus, luminestsents, jne). Tekkinud valgus juhitakse spektraalriista ja registreeritakse spekter. kiirgusspektrid võivad olla kas pidevad või joonspektrid. Spektrijoon on sisenemispilu värviline kujutis. Pidevaid spektreid annavad hõõguvad tahkised, vedelikud ja väga tihedad gaasid. Joonspektri annavad hõredad hõõguvad gaasid. Kiirgusspekter näitab kiirgunud valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste järgi. Neeldumisspektri saamiseks kasutatakse pideva kiirgusspektriga valgusallika valgust. Neeldumisspektri saamiseks pannakse uuritav aine valgusallika ja spektraalriista sisenemispilu vahele. Ka neeldumisspektrid võivad olla pidevad või joonspektrid.
annaabi.ee 
