mida toodetakse õhukesest pooljuhtmaterjalist põhimikule. Kiipe kasutatakse peaaegu kõigis elektroonikaseadmetes. 11. Mis on kvantsiire ja kuidas see tuleneb laine teoorias ? Kvantsiirete üleminekutel aatomites tekivad valguse mikrovälgatused. 12. Mis on metastabiilne energia tase ? Seisund, kus aatomite üleminek ergastatud seisundist põhiseisundisse on blokeeritud mingi valikureegli tõttu. 13. Millest ja kuidas sõltub spektrijoone intensiivsus ? Intensiivsuse jaotus spektrijoonte vahel sõltub aga tugevasti füüsikalistest tingimustest keskkonnas, kus toimub aine ergastamine. 14. Mis on spontaanne kiirgus? on kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. 15. Mis on laser ? Mille poolest erineb tavavalgusest ? On seade valguse saamiseks, kus kasutatakse optilist võimendust footonite stimuleeritud kiirgumise läbi
edastatava sümboli valik sümboli ASCII kood kuni viimase 0 nivoo lõpuni jooksul edastati Odd, sümbolis "1" arv V (0110101) 464,0 mks 9 paaritu Edastuskiirus (bit/s): Edastus kiiruse arvutus: 9bit/464mks=19 390(bit/s) 3.3 Modemühendus arvutite vahel Andmeedastust ei toimu, 30,0 Hz 368 Hz 2 spektrijoone sagedused Edastatakse mõlemalt poolt sümbolit @, 980 1,19 1,67 1,86 4 spektrijoone Hz kHz kHz kHz sagedused Võrrelda joonis 3 ja Spekter on laiem. Andmed liiguvad liinis. saadud katsetulemusi 3.4 Kodune individuaalülesanne Alg andmed: Õppilas kood = 158274 Korrutada=27 Kiirus=14400 Data=7 Paarisus=Paaritu Stopp-Bitte=2 Lahendus: andmemaht=158274*27=4273398 bit Bitte pakettis kokku=1+7+1+2=11 bit
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: TO: DIFRAKTSIOONIVÕRE Töö eesmärk: Töövahendid: Skeem Tabel Spektrijoone lainepikkuse määramine difraktsioonivõre ja goniomeetri abil Järk Parem Vasak m maksimum maksimu m
Erineva printsiibiga iga punkt, kuhu valguslaine jõuab, muutub lainepikkuse korral on ka nurk alfa erinev, s.t.eri värvi valguste uueks elementaarlaine allikaks. Elementaarlainete liitumisel maksimumid tekivad eri kohtadesse. Spektrijärk=k. Kui k=1, siis tekib tekib interferents. Lainetus tugevneb kui kohtuvad 2 väikseima kõrvalekaldega spektrit. Kui k=2, siis 2 suurema laineharjad või põhjad. kõrvalekaldega spektrit. b=spektrijoone kaugus ekraanil otsesihist, a=ekraani kaugus difr.võrest. Valguse murdumine on valguse levimiss. Muut. kahe kesk. piiril. Optika uurib valguse jm kiirguste olemust, levimist, mõju Murdumist põhjus. levimiskiiruste erinevus. Esineb kõigi lainete ainetele, tekkimist, rakendusvõimalusi. VALGUSE puhul. Murdumisnäitaja on abs., kui I kesk. on vaakum. Geom. OLEMUS: Newton: valgus on osakeste voog, mis levib
kõrgusel) või punast (umbes 250 km kõrgusel) valgust. Molekulaarne lämmastik kiirgab aga punakat või violetset valgust. Nende värvuste vaheldumine pakub lummavat vaatemängu. Virmaliste värvus oleneb heledust esilekutsuvate laetud osakeste energiast. Sellest sõltub, milliseid lämmastiku ja hapniku aatomite ja molekulide ergastatud olekuid need osakesed suudavad esile kutsuda. Virmaliste spektris võib leida üle saja spektrijoone, sagedamini esinavad ioniseeritud lämmastiku molekulide sinised ja ioniseeritud atomaarse hapniku ergastamisel kiirgunud rohelised ning punased spektrijooned. 4 Virmalised 5 Kuidas tekkivad virmalised? Päike saadab välja elektromagnetilist kiirgust ( valgus, raadiolained, röntgenkiirgus,
b) Lõunapoolusel c) Ekvaatoril d) Mõnes muus kohas 2. Millises kohas Maal näeb vaatleja V tähe ööpäevast teed taevasfääril nii , nagu see on kujutatud kõrvaloleval joonisel? (paremale suunduv nool) lõunapoolkeral. 3. Neptuun, mille keskmine kaugus Päikesest on 30 a.ü., avastati 1846.a. Mis aastal lõpetab Neptuun ümber Päikese oma esimese täistiiru, arvestades avastamise ajast? 1/T2ruudus=1/30kuubis. (164,3) 4. Spektrijoone punanihke järgi määrati galaktika eemaldumise kiiruseks 250km/s. Kui kaugel asub see galaktika meist? Vanus anda kilomeetrites. v=H*s s=v/H. S=250/75(see 75 on const)=3,33 Mpc. 1 pc = 3,08572 · 1016 m 5. Millistest taevakehadest koosneb päikesesüsteem? Päikesest, planeetidest, tähtedest, asteroididest. 6. Loetlege 8 suurt planeeti alates Päikesest! Merkuur, Veenus, Maa(kuu), Marss, Jupiter, Saturn, Uraan, Neptuun. 7. Mis on komeet
järku moonutus on sama suur kui sisendsignaal. Töö käik 2 1. Jälgisime analüsaatori abil antud sagedusega siinussignaali spektrit. Selleks seadsime generaatori 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
y = Um⋅sin(ω⋅ t+φ), kus y on signaali kuju, Um on amplituud (mitte efektiivväärtus), ω on ringsagedus ja φ on faas. Antud: Um=700 mV = 0.7V f=200 Hz φ= π/2 rad ω = 2πf = 2 * π * 200 = 400π = 1256.6371 y = Um*sin(ω⋅t+φ) y = 0.7 * sin (400π * t + π/2) Uef [V] = Um / √2 = 0.7 / √2 = 0.4950 V Uef [dBV] = 20*log(0.495) = -6,1079 dBV T = 1/f = 1/200 = 0,005 Signaalipildil näidata ära amplituud ja periood ning spektripildil näidata ära spektrijoone kõrgus (pinge efektiivväärtus ühikutes dBV) ja sagedus. Lisada vastavad arvutused. Kokkuvõte ja järeldused Laboriga õppisin lugema spektri- ja signaalpilte nii terminalseadme rahuseisundis (toru hargil) kui ka terminalseadme hõiveseisundis (torult võetud). Kahjuks ise mõõtmisi ei saanud teostada, seega pidin teostama arvutused ja lugemised ettemõõdetud piltidelt. Lisaks eelnevale õppisin pinge efektiivväärtuse leidmist ja et kuidas teisendada spektripildilt leitud
on vahemikus ug = 45...95 mV ja sagedus vahemikus fg = 60...110kHz; - Ühendasime signaaligeneraatori väljundi analüsaatori sisendiga (vt joon 5.). - Valisime analüsaatori jaoks parameetrid, mis sobivad signaali spektri mõõtmiseks: o Valisime kesksageduse fg = 75kHz ning väljundsignaali amplituudi ug = 50mV o analüüsitava sagedusriba laius näiteks B = fg= 75kHz o lahutusvõime vahemikust f =3 kHz RBW - mõõtsime spektrijoone amplituudi u ja sageduse f ning kontrollisime, kas tulemused langesid kokku generaatori väljundsignaali andmetega. Meie mõõdetud tulemused olid : väljundsignaali amplituud U=50,280±0,503 mV Generaatori sagedus f =75800,000±0,375 Hz. 3.) Mõõtsime analüsaatori abil sama sageduse ja efektiivväärtusega, kuid siinusest erineva kujuga perioodilise signaali spektri. Juhendaja öeldud signaali kuju oli nelinurkne. - Valisime analüsaatori jaoks parameetrid, mis sobisid signaali spektri
5) Spektroskoopia: Joonte intensiivsus tähe atmosfääri tingimused- temp.ja gaasi tihedus Joonte kuju tähe tüüp Spektrijooned keemiline koostis Doppleri nihe tähe liikumine (kui kiiresti täht meile läheneb, kui kiiresti kaugeneb) Lähenev täht valguse sagedus suureneb lainepikkus väheneb (sininihe) Kaugenev täht valguse sagedus väheneb lainepikkus suureneb (punanihe) spekter liigub pikalainelise valguse suunas Kiiruse määramisel mõõdame spektrijoone puna- või sininihke see on vaatlejasihiline (omaliikumine teiste kaugete tähtede suhtes) 6) Tähtede värvus ja spektriklass: tähe värvus=temperatuur Kuum- sinine Jahe- punane 7) Tähtede heledus ja näivsuurus: 6 klassi (heledamad 1. kl, nõrgimalt nähtavad silmaga 6.kl) Tähesuurus- tähe heleduse mõõtühik (Päikese heledus -27 m, nõrgimate galaktikate heledus 28 m NB! see on näivheledus) 8) Tähtede värvuse-heleduse diagramm e. Hertzsprungi-Russelli diagramm
võimalusi elektronide ergastamiseks ja seega lainepikkusi, mida aatom saab elektronergastusel kasutada. Kasutatakse metallide määramiseks ja ei reageeri erinevatele aatomi oksüdatsiooniastmetele. Vajalik on proovi eeltöötlus ja metallide lahusesse viimine. Leek- aatomabsorbtsioonspekroskoopia instrument Instrumendi funktsioonid 1* proovi transport leeki 2* spektraalüleminekute indutseerimine 3* vajaliku spektrijoone isoleerimine 4* kiirguse kasvu/kahanemise detekteerimine 5* tulemuse esitamine Leek peab võimaldama atomiseerimist ja ei tohi aatomeid ioniseerida. Leekatomisaator koosneb udustist ja põletuskambrist. Proov juhitakse pihustatuna läbi leegi, toimub ergastus. Küttegaasid juhitakse segamiskambrisse ja imetakse läbi kapillaari segistisse ka analüüsitav lahus, kus see pihustub. Leegis kõrgel temperatuuril lahus aurustub ja atomiseerub.
dispergeerivast elemendist (vôre vôi prisma), mis jaotab kiirguse lainepikkiste järgi, kollimaatorist, mis koondab paralleelse kiirguse fokaaltasandisse pilu kujutistena ja väljundpilust, mis selekteerib tarviliku lainepikkusega kiirguse. dx d dispersioon: D f d d lahutusvôime: R d 2w spektrijoone laius: ; D Pilu laius w, määrab ära signaal/müra suhte aga ka lahutusvôime (töötavad üksteisele vastu) Prismad valmistatakse eri sorti kaasidest vastavalt spektriosale. Filintklaasil on suur dispersioon ja kvartsil väike. Prismat valgustatakse paralleelse kiirgusega. d Prisma lahutusvôime: R t dx
M punased tähed ( Antaares ) Kaksiktäht kujutab endast tähepaari, mis vastastikuse raskusjõu poolt seotuna tiirlevad üksteise ümber, ühes kindlas tasandis. Visuaalkaksik, tiirlemistasand vaatekiirega risti või üsna vähe kaldu ( tähepaari liikumine on suuremas teleskoobis hästi jälgitav) Varjutusmuutlik kaksiktäht, tiirlemistasand on kaldu või meie poole ,,serviti", nii et paarilised perioodiliselt teineteise taha ,, peitu poevad" . Spektraalkaksik, toimub spektrijoone perioodiline lõhenemine, mis toimub seetõttu, et üks paarilistest tuleb meie poole, teine aga eemaldub meist. Üksiktähed on sama haruldased, kui kaksikud ( mitmikud ) inimestel. Põhjanael, lähim täht, on kolmiktähed. Supernoova on oma arengu lõppjärku jõudnud täht, mille heledus kasvab ootamatult miljoneid kordi. Plahvatuse tulemusel võib tekkida ülitihe objekt (neutrontäht, must auk), energiahulk on võrreldav Päikese poolt kogu tema eluea jooksul kiiratava energia hulgaga.
aga mikroalade keemiline analüüs SEM, STEM, SAM. 61. Mis vahe on reaalsetel ja ideaalsetel kristallidel? Ideaalsete kristallide korral puuduvad kristallil defektid, kuid selliseid esineb väga harva. Reaalsetel kristallidel aga esinevad tavaliselt mingisugused defektid, nt võre deformatsioonid, dislokatsioonid, kasvu seiskumine, alamterade struktuur, lisandid 62. Mille järgi määratakse kristalli suurust difraktomeetrias? Seda määratakse spektrijoone laienemise järgi, kui objektiks on pulber 63. Kuidas määratakse aatomite paiknemist difraktsioonanalüüsil? Seda määratakse difrageerunud intensiivsuste analüüsil, kui objektiks on monokristall või üldise difraktogrammi täpsustamise meetodil, kui objektiks on pulber. 64. Kuidas määratakse kristalli ideaalsust difraktsioonanalüüsil? Seda määratakse kas otsesel pildistamisel, kui objektiks on monokristall või joone kuju analüüsil, kui objektiks on pulber 65
M.W Tarves avastasid ka 1% ulatuse: neooni, randooni ja CO2 ja veel krüptooni · Krüptoon avastati · Elemendi, ühendite täitegaas, lainepikkuse · Krüptoon on väärisgaas Suurbritannias, Londonis kasutusalad tänapäeval: etalon , UV laserid, UV (vananenud nimetusega aastal 1898. päevavalguslambid, laseri spektrijoone abil on inertgaas). välklambid, ekketesterite defineeritud meeter, luminestsentslampides. Sõnad tähesegadikus: a)Vertikaalselt: alkaloid, arseen, dubnium, duralumiinium, soolad, leutsiin, baarium, anood, amiid, osoon, radoon, molekul, nitraat, element, alkohol, antimon, labor, bensiin, kineetika, silaan b)Horisontaalselt: lantaan, krüptoon, astaat, leelis, indool,
Selliselt mõõtke kõigile ettenähtud järku maksimumidele (vähemalt 3 eri järku kummalegi poole tsentraalset maksimumi) vastavad nurgad nii paremal kui vasakul pool nullmaksimumi, nihutades pikksilma kogu aeg ühes suunas. Lugemid kandke tabelisse 19.1. 6. Katsetulemused esitage kontrollimiseks juhendajale ja seejärel lülitage aparaat välja. Tabel 19.1 Spektrijoone lainepikkuse määramine difraktsioonivõre ja goniomeetri abil Parem Vasak Järk sin α mp maksimum maksimum 2α m αm λ D R m α mp α mv 7. α mp , λ , D ja R arvutage vastavalt valemi (3), (2), (4) ja (9) abil. Difraktsioonivõre konstandi väärtus d arvutage võrel antud arvu abil
aastal. 1 s võrdub 133 Cs aatomi teatud kahe energianivoo vahelisele üleminekule vastava kiirguse 9 192 631 770 perioodiga. 1 40000000 Pikkus: Meeter (m) on ligikaudu Pariisi läbiva Maa meridiaani pikkusest. 1 m 86 on võrdne Kr aatomi kiirguse oranži spektrijoone 1 650 763, 73 lainepikkusega. Meeter 1 299792458 võrdub kaugusega, mille läbib elektromagnetiline tasalaine vaakumis sek-ga Mass: Kilogramm (kg) 1 kg võrdub ligikaudu 1 liitri puhta vee massiga temperatuuril 15 oC
Detektor registreerib signaali vähenemise Keskkonnaproovides kasutatakse toksiliste metallide elementse sisalduse määramiseks, nt As, Ba, Cr, Pb, Hg, Se, Ag Seletage induktiivselt seotud plasma aatomemissiooni spektroskoobi (ICP- AES) tööpõhimõtet. Mis töökomponentidest koosneb seade? Mis komponente määratake keskkonnaproovides selle seadme abil? Maatriksefektid on minimaalsed võrreldes näiteks AASga. Samuti võimaldab AES määrata kuni 60 elementi korraga vastava spektrijoone eraldamise teel. AASi puhul peab vahetama vastava õõneskatoodlampi iga metalli määramisel Plasma genereeritakse raadiosageduse magnetväljas Kvartstoru otsa ümber on mähis, läbi mille voolab vahelduvvool Läbi kvartstoru 3-kordsete seinte suunatakse argooni voog 1. Proov suunatakse plasmasse vesi-argoon aerosoolina 2. Kõrgel temp (6000-8000K)- proovis olevad ühendid atomiseeruvad 3. Aatomid ioniseeruvad ja hakkavad footoneid kiirgama 4
elektron liigub sellel kiirusega 2,3 10 6 m / s. v = 2,3 10 6 m s - 1 2 r = n 1.3.6. Kui suur on kiirusega 10 m / s liikuva tolmukübemekese de Broglie´ lainepikkus, kui selle mass on 10 - 10 g ? 10 1.5.1. Arvutada spektrijoonta energiatasemete vahe Balmeri spektriaalseerias, mis vastab üleminekule energiatasemelt kvantarvuga 40 kvanttasemele n = 41. 1.5.4.Arvutada Bohri postullaadi järgi vesiniku spektrijoone lainepikkus, mis vastab üleminekule olekust E 3 olekusse E 2. Milline lainepikkus ja sagedus vastab sellele üleminekule ? 15.1. Arvutada elektroni ja prootoni vahel möjuv elektrostaatiline külgetõmbejõud, kui ekektron tiirleb prootonist kaugusel 5 10 - 11 m. + 15.2. Missuguse kiirendusega liigub elektron heeliumiioonis ( He ) ringorbiidil ümber tuuma 15.7
pikilainelisel osal. Temperatuur on jaotuskõvera maksimumi järgi kergesti määratav. Tähe temperatuuri ja kiirgusmaksimumi lainepikkuse vahel on lihtne seos, nn Wieni nihkeseadus. Niisiis tähe temperatuuri mõõtmiseks tuleks uurida tähe kiirgust võimalikult suures lainepikkuste vahemikus ja määrata koht, kus tähe kiirgus on kõige tugevam. ( 1.) Tähe kiiruse mõõtmine Tähe kiiruse määramiseks mõõdame mingi spektrijoone puna- või sininihke. Laboris mõõdetud vesiniku alfajoone lainepikkus on 656,3 nm. Kui mingi tähe spektris mõõdetakse alfajoone lainepikkuseks näiteks 656,7 nm, on nihe 0,4 nm. Tähe kiiruse leiame valemist kiirus = valguse kiirus x (nihe/ labori lainepikkus). Spektrist saame teada vaid vaatlejasihilise kiiruse, mis on suunatud vaatleja poole või vaatlejast eemale. Et arvutada tähe tegelikku kiirust ruumis, peame teadma veel vaatekiirega risti suunatud kiirust. See nn
tasakaaluolekusse, kiirgavadki need molekulid valguskvante, mida näeme virmalistena. (Kuusk 2005) Virmaliste valgus tekib samamoodi kui päevavalguslampide ja reklaamide neoontuledes, kus elektrivool hõrendatud gaasis põhjustab gaasi helendamist. Virmaliste värvus sõltub esilekutsuvate laetud osakeste energiast. See määrab ära milliseid lämmastiku ja hapniku aatomite ning molekulide ergastatatud olekuid need suudavad esile kutsuda. Virmaliste spektrist võib leida üle 100 spektrijoone, sagedamini esinevad sinised, punased ja rohelised spektrijooned. (Kuusk 2005) Virmalisi esineb nii põhja- kui lõunapoolkeral. Põhjapoolkeral esinevaid nimetatakse Aurora Borealis ja Lõunas Aurora Australis (vastavalt põhja- ja lõunakoit). Ühiselt nimetatakse neid Aurora Polaris – polaarkoit. (Wikipedia 2013) Põhjakoit valgustab põhjapoolset horisonti roheka kumaga, mõnikord ka kahvatu punasena, mis tekitab tunde, et Päike paistab valest suunast
1 1. Aeg: Sekund (s) on ligikaudu 31556925,9747 troopilisest aastast 1900. aastal. 133 1 s võrdub Cs aatomi teatud kahe energianivoo vahelisele üleminekule vastava kiirguse 9 192 631 770 perioodiga. 1 2. Pikkus: Meeter (m) on ligikaudu Pariisi läbiva Maa meridiaani pikkusest. 40000000 1 m on võrdne 86Kr aatomi kiirguse oranzi spektrijoone 1 650 763, 73 lainepikkusega. 1 Meeter võrdub kaugusega, mille läbib elektromagnetiline tasalaine vaakumis sek-ga 299792458 3. Mass: Kilogramm (kg) 1 kg võrdub ligikaudu 1 liitri puhta vee massiga temperatuuril 15 oC 4. Elektrivoolu tugevus: Amper (A)
Ainete identifitseerimine toimub arvuti abil, kus võrreldakse summaarses spektris olevaid jooni andmebaasis olevate puhaste ainete joonte komplektidega. Aine on tuvastatud kui proovist võetud spektris ning andmebaasis oleva spektri kõik piigid langevad kokku nii asukoha kui ka suhtelise intensiivsuse järgi. Joonistel (Joonis 2.54, Joonis 2.55, Joonis 2.56) on erinevate puhaste ainete spektrijoonte komplektid esitatud summaarse spektri all erinevat värvi verikaaljoontega, mis tähistavad spektrijoone asikohta ning nende pikkus tähistab piikide suhtelist kõrgust standardproovis. Selline esitlusviis on visuaalse väärtusega, tegelik joonte kokkulangemine määratakse arvutiprogrammi abil. Lisaks ainete identifitseerimisele saab arvutiprogrammi abil hinnata ainete ligikaudset kontsentratsiooni soolade segus ning ka suhtelist keemiliste elementide jaotust soolade proovis. Soolade sisaldus algproovis määratakse arvutuslikult algproovi massi ning väljaeraldatud soolade massi kaudu.
annaabi.ee 
