Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Spektrijooned ja energiatasemed". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
aatom, gaas, spekter, footon, joonspekter, aatomid, spektrid, kvandi, spektrijooned, energiatasemed, kiirgama, gaasides, joonspektrid, kvant, kaotama, tasemetel, valguskvandi, energiad, valgusega, lastes, põrkuda, külmastPõrkumine oleks mõeldamatu, kui aatomi positiivne laeng jaguneks ühtlaselt üle terve ruumi. 22.11.12 4 Aatomi koostisosad. Prooton ja neutron on ligikaudu võrdse massiga, mis on 2000 korda suurem elektroni massist. NIMETUS MASS(kg) LAENG(C) Elektron 9,1*10-31 -1,6*10-19 Prooton 1,6726231*10-27 +1,6*10-19 Neutron 1,674928*10-27 0 Tavaolekus on aatom elektriliselt neutraalne. Seega peab prootonite arv tuumas ja teda ümbritsevate elektronide arv võrdne olema. Seda arvu nimetatakse laenguarvuks Z, mis on tähtsaim aatomit iseloomustav suurus. Vahemaad aatomi osakeste vahel on ülisuured, aatom sisaldab palju tühja ruumi. 22.11.12 5 Aatomi ehitus ja kvantfüüsika1 1. Ainuke seletus on, et positiivne laeng on koondunud elektronidest tuhandeid kordi massiivsemasse kompaktsesse tuuma
jagamatu · XVII sajandil aatomi idee taassünd inglise keemik John Dalton käsitles keemilist elementi ainena, mis koosneb ainult üht tüüpi aatomitest. Aatomifüüsika alused · XVIII ennustati uue aatomist väiksema osakese elektroni olemasolu · 1897 elektroni avastamine J.J. Thomsoni poolt · Thomsoni aatomimudel "rosinasai" · 1906 määras elektonide arvu aatomis · Thomson tõestas, et ühe ja sama keemilise elemendi aatomid on ühesugused Rutherfordi katse ja planetaarne aatomimudel · 1905 alustati raadiumi poolt kiiratud - osakeste hajumise uurimisega · 1906 tõestati, et - osakeste laeng peab olema 2e (kahekordne positiivne elementaarlaeng) , hiljem saadi teada, et tegelikult on - osake heeliumi aatomi tuum 2 He 4 · 1908 töötati koos H.Geigeriga välja - osakeste elektriline registreerimismeetod, mis võimaldas
avastamist 1911.a. Tuuma avastamine põhineb Rutherfordi katsel, mille käigus kiiritati õhukest kullalehte -osakestega. Katse käigus avastati, et osad -osakesed põrkusid plaadilt tagasi. Põrkumine oleks mõeldamatu, kui aatomi positiivne laeng jaguneks ühtlaselt üle terve ruumi. Aatomi ehitus ja kvantfüüsika1 Ainuke seletus on, et positiivne laeng on koondunud elektronidest tuhandeid kordi massiivsemasse kompaktsesse tuuma Planetaarmudeli järgi kujutab aatom endast ~1023 korda vähendatud Päikesesüsteemi laadset moodustist. Seejuures on keskseks kehaks tuum, mille ümber tiirlevad elektronid. Kaudsetest eksperimentidest on teada saadud aatomi mõõtme suurusjärk ~10-8cm Tuuma mõõtme suurusjärk on aga veelgi väiksem ~10-13 cm. Elektroni vaadeldakse punktmassina. Tuumade koostisse kuuluvad positiivse laenguga prootonid ja laenguta neutronitest. Ainukesena on lihtsaima elemendi vesiniku aatomi tuumas ainult 1 prooton
Aine ehitus- aatomifüüsika Mikromaailm- aine elementaarosakesed ja nendega toimivad füüsikalised protsessid. Uurimismeetod- kaugne katse Makromaailm- maailm, kus kehtib klassikaline füüsika oma seadustega. Kergesti katsetega kontrollitav Thomsoni I aatomimudel: Puudub tuum (tegelikult mitte) Rosinasai- on olemas elektronid, mis paigutuvad suvaliselt Aatom on terviklikult positiivselt laetud. (Tegelikult neutraalne) T. Arvas, et elektronid on positiivsed. Sarnasus: on elektronid ja laeng Rutherford avastas tuuma -osake- heeliumi aatomituum R. alustas selle uurimist. 1906 tõestati, et -osakeste laeng peab olema 2e. (kahekordne positiivne elementaarlaeng- kõige väiksem eksisteeriv laeng looduses) tähis e e= 1,6 · 10 C R. Avastas, et vesiniku aatomi tuumalaeng on +e Kulla aatomi läbimõõt on 3 · 10 m
1896.a. – Henri Becquerel: avastas radioaktiivsuse 1902.a. – Ernst Rutherford ja Frederick Soddy: radioaktiivsus on aatomite muundumine 1909.a. – Robert Millikan: mõõtis elektroni laengu ja tegi kindlaks, et see on vähim laeng looduses 1911.a. – Ernst Rutherford: pommitas õhukest kuldlehte He aatomi tuumadega ja jälgis nende hajumist. 1. Kirjelda Thomsoni aatomimudelit. Miks räägitakse aatomi mudelist? Mis on mudel? - Kujutab rosinakuklina, kus elektronid on rosinad ja saiaks on aatom. - sest me ei näe aatomit ja ei tea, milline see on. Meil on olemas informatsioon, mis tuleb osakeste ja kiirguste kaudu - mudel on ettekujutis uuritavast objektist 2. Kirjelda Rutherforfi katset. Mida sellega püüti uurida? - alfaosakesed suunati väga õhukesele kuldlehele ja jälgiti nende käitumist ja haihtumist ning ka tagasipõrkumist. - et teada saada, milline on aatomimudel - mõõdetakse osakeste hajumisnurka 3. Millised järeldused tehti Rutherfordi katsest?
1896.a. Henri Becquerel: avastas radioaktiivsuse 1902.a. Ernst Rutherford ja Frederick Soddy: radioaktiivsus on aatomite muundumine 1909.a. Robert Millikan: mõõtis elektroni laengu ja tegi kindlaks, et see on vähim laeng looduses 1911.a. Ernst Rutherford: pommitas õhukest kuldlehte He aatomi tuumadega ja jälgis nende hajumist. 1. Kirjelda Thomsoni aatomimudelit. Miks räägitakse aatomi mudelist? Mis on mudel? - Kujutab rosinakuklina, kus elektronid on rosinad ja saiaks on aatom. - sest me ei näe aatomit ja ei tea, milline see on. Meil on olemas informatsioon, mis tuleb osakeste ja kiirguste kaudu - mudel on ettekujutis uuritavast objektist 2. Kirjelda Rutherforfi katset. Mida sellega püüti uurida? - alfaosakesed suunati väga õhukesele kuldlehele ja jälgiti nende käitumist ja haihtumist ning ka tagasipõrkumist. - et teada saada, milline on aatomimudel - mõõdetakse osakeste hajumisnurka 3. Millised järeldused tehti Rutherfordi katsest?
Soojuskiirguseks nimetatakse sellist kiirgust, mida keha emiteerib ainuüksi soojusenergia arvel. See on ka üks soojusülekande vormidest (lisaks soojusjuhtivusele ja konvektsioonile). soojuskiirguse intensiivsus ja spekter keha temperatuurist. Madalatel temperatuuridel (mõnisada kraadi) on hõõgumine vaevumärgatav ja on punaka tooniga. Temperatuuri tõstmisel soojuskiirguse intensiivsus kasvab ja kiirgav keha omandab alguses kollaka (hõõglamp, 3000°), seejärel valge (Päike, 6000°) ja lõpuks sinaka tooni (alates ca 8000°). Küll aga järeldub üldistest termodünaamilistest kaalutlustest, et iga keha peab alluma Kirchhoffi seadusele: termilise tasakaalu tingimustes on keha kiirgamisvõime ja
AATOMIFÜÜSIKA Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, mis on ergastamata olekus neutraalne. Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest vastavalt läbimõõtudele 10 -15 ja 10 -10 m, massiga suurusjärgus 10 - 27 ...... 10 - 25 kg. Aatomi mass on koondunud 99,9 % ulatuses aatomi tuuma, tuuma tihedus on 10 17 kg / m 3 . Elektronid paiknevad aatomi tuuma ümber kihiliselt , seejuures välimises kihis olevate elektronide arv määrab ära aatomi keemilised omadused. Aatomi elektronkatte laeng moodustub elementaarlaengute kordustest . 1 e = -1,6 10 - 19 C
toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht); S - stsintsilloskoop (mikroskoop, mille ette on pandud tsinksulfiidiga kaetud ekraan). Mõõdetakse hajumisnurka . Planetaarne aatomimudel 2. teema - Bohri postulaadid
AATOMIFÜÜSIKA areng - Thompsoni mudel ehk ''keeksi'' mudel. Selle järgi koosneks aine elektronide pilvest, mille sees on üksikud suure massiga + laengud. See meenutab nagu rosinatega keeksi. Rutherfordi katse: pommitas kuldlehte alfaosakestega (alfaosake- heeliumi aatomi tuum, suure massiga kiirguse jaoks ning + laenguga). Tulemusena enamus alfaosakesi läbis kuldlehte ilma takistuseta. Osad kaldusid kõrvale ja üksikud nagu põrkusid tagasi. Järeldused: 1) aatom koosneb enamus tühjusest ehk vaakumist 2) aatomis peab olema + laeng koondunud väga väikesesse kuid raskesse ruumiossa (aatomituum) 2. Planetaarne aatomi mudel (osakesed, asetus, laeng, mass, arvud + joonis) Aatom koosneb tema keskel asuvast tuumast, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomtuum koosneb prootonist ja nerutronist (v.a vesinik). Aatomituuma ja elektronide vahel on väga palju vaakumit. Mass - aatomi põhimass on koondunud tuuma. Prootoni mass võetakse võrdseks 1 a.m.ü'ga.
Pascali seadus: kinnises anumas olevale vedelikule või gaasile avaldatav rõhk antakse edasi igas suunas ühteviisi. Raskusjõust põhjustatud vedeliku rõhk: p=gh (h vedelikusamba kõrgus) Tihedus näitab, kui suur on ühikulise ruumalaga keha või ainehulga mass. Valem: =m/V Üleslükkejõud on võrdne keha poolt väljatõrjutud vedelikule mõjuva raskusjõuga. Valem: F =gV (V allpool vedeliku pinda paikneva kehaosa ruumala) ; Archimedese seos Soojusõpetus Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Molekul on aine väikseim osake, milleks on vastavat ainet võimalik mehaaniliselt jaotada, ja mis säilitab selle aine keemilised omadused. Temperatuur: T=273+t Ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel, kus molekule loetakse punkmassideks ja molekulide põrgetel anuma seinaga nende kiiruse väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruse suund. Samuti ei arvestata molekulide vahelist vastastikmõju. Temperatuur on määratud molekulide keskmise kineetilise energiaga
kõveruskeskpunkti poole ja on kiirusvektoriga risti. joonkiirus Ringliikumisel läbitud teepikkuse ja selleks kulunud aja suhe. periood Ringliikumisel ühe täisringi tegemise aeg. sagedus Ühes ajaühikus tehtud täisringide arv. hälve Keha kaugus tasakaalu asendist. amplituud Maksimaalne keha kaugus tasakaalu asendist. ristlaine - laine, kus võnkumine toimub levimissihiga risti. pikilaine laine, kus võnkumine toimub piki levimissihti. Soojusõpetus ideaalne gaas lihtsaim gaasi mudel. omadused : a) molekulid on punktmassid. b) molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed. ( molekulide kiirus ei muutu) c) molekulide vahel ei ole vastastikmõju. molekul molekulaarfüüsikas nimetatakse molekuliks aineosakest, mis osaleb soojusliikumises.(keemilises mõttes molekulid, ioonid ja aatomid) siseenergia kõikide keha koostisosakeste liikumisest (kineetiline energia) ja vastastikmõjust
Laine levimiskiiruse ja lainepikkuse seos v = f Joonkiirus v m/s Nurkkiirus w rad/s Raadius r m Periood T s Kesktõmbekiirendus an m/s2 Sagedus f Hz s-1 II kursus. Soojusõpetus Ideaalne gaas ja termodünaamikaalused Ideaalne gaas selline gaas, mille molekulide mõõtmeid pole vaja arvestada ja mille molekulidevaheline vastastikmõju on tähtsusetult väike. Ideaalse gaasi olek ja oleku muutumine ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul aine vähim osake, mis säilitab sama aine keemilised omadused, molekul koosnedb aatomitest
12. klassi kordamisküsimused. 1.osa ,,Aatom, molekul, kristall" 1. Millega tegeleb mikrofüüsika? Millega tegeleb makrofüüsika Mikrofüüsika tegeleb mikromaailmas olevate seaduste ja seaduspärasustega (prootonid, elektronid). Makrofüüsika tegeleb makromaailma füüsikaga (aistingud ja tajud). 2. Kirjelda aatomi ehitust. Mis on elementaarlaeng? Aatom koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevatest negatiivse elektrilaenguga elektronidest. Elementaarlaeng on prootoni ja elektroni täpselt võrdne laeng, 1,6 * 10^-19 3. Mis on joonspekter? Joonspekter ehk aatomi spekter on kindla lainepikkusga valguskiir. 4. Kirjelda lühidalt kuidas aatom energiat omandab/loovutab. Aatom omandab ja loovutab energiat kindlate kvantumite kaupa, sest kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid. 5
keskkonnas levides v(2). Vastavalt murdumisseadusele on nende suhe jääb suurus, mida füüsikas nimetatakse suhteliseks murdumisnäitajaks. Absoluutne murdumisnäitaja Keskkonna absoluutseks murdumisnäitajaks nimetatakse antud keskkonna murdumisnäitajat vaakumi suhtes. Dispersioon Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvust valguse lainepikkusest (või sagedusest) nimetatakse dispersiooniks. Spekter Spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Näiv kujutis Näivast kujutisest räägitakse siis, kui kiired ise ei lõiku, küll aga lõikuvad nende pikendused. Mingi teine optiline süsteem, näiteks silm, võib selle näiva kujutise teha tõeliseks. Tõeline kujutis Tõeline kujutis tekib siis, kui lõikuvad kiired. Seda on võimalik tekitada ekraanile. n(10) keskkonna absoluutne murdumisnäitaja, langemisnurk, murdumisnurk, n(21)
39. Sirgliikumise hetkkiirus ja kiirendus kiirus antud hetkel v=s/t kiirendus antud hetkel a=v/t Kiirendus näitab kuipalju kiirus muutub ajaühikus Kiirus näitab, kui palju muutub liikuva keha asukoht ruumis ajaühiku jooksul ehk kui suure teepikkuse läbib keha ajaühiku jooksul mööda oma trajektoori. 40. Ühtlaselt muutuv pöörlemise pöördenurga ja lõppkiiruse valem = t -nurkkiirus -pöördenurk = ot ± t2/2 Molekulaarkineetiline teooria. 41. Ideaalne gaas. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand 1)gaasi molekulid on lõpmatu väikesed 2)põrked molekulide vahel abs. elastsed 3)nii hõre, et puuduvad molekulide vastastikmõjud. Võib Ep mitte arvestada. PV/T=const MKTPV Võrrandi tuletamisel vaadeldakse molekulide absoluutselt elastseid põrkeid vastu seina. MKTPV väidab, et gaasi rõhk p sõltub gaasimolekulide kontsentratsioonist n ja ühe molekuli keskmisest kineetilisest
a. Rõhk on 4 korda suurem 16. Kui ühe ja sama jõuga mõjuda 4 korda suuremale pindalale, siis a. Rõhk on 4 korda väiksem 17. Rõhk on a. Jõud jagatud pindalaga 18. Millise anuma põhjas on vedeliku rõhk kõige suurem? a. Kõikide anumate põhjas on ühesugune rõhk (p=gh) 19. Milline keemiline element on Universumis kõige enam levinud? a. Vesinik 20. Kas on õige väide: "Minu ja minu vanaema kehas olevad aatomid on ühevanused" a. Õige Soojus 1. Millises keskkonnas milline soojusülekande liik? a. Vaakumis ainult soojuskiirgus b. Tahketes kehades põhiliselt soojusjuhtivus c. Vedelikes põhiliselt konvektsioon d. Gaasides põhiliselt konvektsioon 2. Millised on mikro-, millised makroparameetrid? a. Molekuli mass mikro b. Molekulide keskmine kiirus mikro c. Temperatuur makro d. Rõhk makro
Energia on mateeria liikumist ja interaktsiooni kirjeldav kvantitatiivne mõõde, mida mõõdetakse dzaulides. Energia ei teki ega kao vaid muundub ühest liigist teise. 7. Nim klassikalise aatomi orbitaalmudeli põhiraskusi. Kuidas kaasaegne kvantmudel neist üle saab? 1) Klassikalise aatomimudeli kohaselt peaks elektron oma energia ära kiirgama tuumale kukkuma, tegelikult seda ei juhtu, kuna elektron ei liigu mööda kindlat orbiiti. Tegelikkuses seda ei toimu, sest aatomid on stabiilsed ja tavaliselt ei kiirga energiat. 2) Sama elemendi aatomid on üksteisega eristamatult sarnased. Klassikaline mudel seda ei eelda. Elektron võiks tiirelda igasugustel kaugustel tuumast. Seega peaks ka igasuguse suurusega aatomeid olemas olema. 8. Mis ühendab tööd ja soojust, mis eristab? Töö ja soojus on mõlemad energia ülekande viisid, kuid töö on suunatud vektoriaalne suurus, aga soojus on osakeste kaootiline liikumine. 9
ei lakka hetkekski. Miks see nii on, ei teata. Teiste liikumiste korral peab olema mingi liikumise põhjus. Seda põhjust nimetatakse jõuks. Jõudusid võib jaotada kaheks liigiks: jõud, mis ilmnevad kehade vahetul kokkupuutel ja jõud, mis mõjuvad ka siis, kui kehad kokku ei puutu (mõju toimub välja vahendusel). Et vahetus kokkupuutes olev üks keha saaks teisele mõjuda, peab see keha olema erilises seisundis: deformeeritud. Selleks, et käsi, vibu või gaas silindris avaldaks teisele kehale (veepang, nool, kolb) jõudu tuleb lihaseid pingutada, vibu vinna tõmmata või gaas kokku suruda. Vahetul kokkupuutel ilmneb ka teisi jõude, näiteks hõõrdejõud. Selles jaotises vaatleme liikumist kirjeldavaid mõisteid ja suurusi, mis on kasutatavad kõikide liikumisvormide korral. Anname ülevaate liikumist kirjeldavatest klassikalistest seadustest ning liikumisega seotud füüsikalistest suurustest ja seostest nende vahel. 5.1
Energia – keha võime teha tööd, toimida välise jõu vastu. Mõõdetakse džaulides (J). Kineetiline, potentsiaalne ja elektromagnetiline energia. Välise mõju puudumisel on süsteemi koguenergia jääv (energia jäävuse seadus). Prootonite arv tuumas on aatomi järjenumber e aatomnumber. Neutronite arv tuumas võib sama elemeni eri aatomites erineda. Prootonite ja neutronite koguarv tuumas on massiarv. Isotoobid - sama järjenumbri, kuid erineva massiarvuga aatomid Aatomid – aine koosneb aatomitest. Aatomid on enamasti ühinenud molekulideks või moodustuvad ioonseid tahkiseid (nt NaCl). (molekulideks ühinemata, ioniseerimata aatomitest koosnevaid ained leidub harva, nt väärisgaasid). Keemiline element – kindla tuumalaenguga aatomite liik Molekulivalem – annab infot, mitu millise elemendi aatomit on molekulis, nt C4H9Cl (klorobutaan). Struktuurivalem – annab lisaks infot ka selle kohta, kuidas on aatomid omavahel seotud NÄIDE
Elektrolüütides kehtib Ohm'i seadus: 1836. a.,tehes elektrolüüsikatseid erinevate ainetega, avastas M. Faraday kaks lihtsat seadust: 1) Elektroodil eralduva aine mass on võrdeline elektrolüüti läbinud laenguga. 2) Võrdetegur sõltub ainest ja teda nimetatakse elektrokeemiliseks ekvivalendiks. Aine elektrokeemiline ekvivalent on võrdeline aatommassi ning pöördvõrdeline valentsiga. Mõlemad seadused saab kokku võtta ühte valemisse: Gaasid - Definitsiooni järgi koosneb gaas vabadest molekulidest; et need peavad olema elektriliselt neutraalsed, ei saa gaas elektrit juhtida. Et gaasilises keskkonnas tekiks vool, tuleb seal kõigepealt tekitada laengukandjaid. Voolu gaasides nimetatakse elektrilahenduseks (gaaslahenduseks). See lahendus võib olla kaht tüüpi: 1. Sõltuv lahendus, kui laengukandjaid (ioone, elektrone) tekitab mingi kõrvaline allikas (soojus, valgus, radioaktiivne kiirgus).
Elektrolüütides kehtib Ohm'i seadus: 1836. a.,tehes elektrolüüsikatseid erinevate ainetega, avastas M. Faraday kaks lihtsat seadust: 1) Elektroodil eralduva aine mass on võrdeline elektrolüüti läbinud laenguga. 2) Võrdetegur sõltub ainest ja teda nimetatakse elektrokeemiliseks ekvivalendiks. Aine elektrokeemiline ekvivalent on võrdeline aatommassi ning pöördvõrdeline valentsiga. Mõlemad seadused saab kokku võtta ühte valemisse: Gaasid - Definitsiooni järgi koosneb gaas vabadest molekulidest; et need peavad olema elektriliselt neutraalsed, ei saa gaas elektrit juhtida. Et gaasilises keskkonnas tekiks vool, tuleb seal kõigepealt tekitada laengukandjaid. Voolu gaasides nimetatakse elektrilahenduseks (gaaslahenduseks). See lahendus võib olla kaht tüüpi: 1. Sõltuv lahendus, kui laengukandjaid (ioone, elektrone) tekitab mingi kõrvaline allikas (soojus, valgus, radioaktiivne kiirgus).
(ilma aistingulise infotöötluseta). Atomistlik printsiip väidab, et nii aine kui väli ei ole lõputult osadeks jagatavad. Mõlemal on olemas vähimad portsjonid (füüsikalised aatomid), mida aine korral nimetatakse elementaar- või algosa- 5 kesteks, välja korral aga kvantideks (atomistliku printsiibi kitsas tähendus). Sõna aatom (kr.k. atomos) tähistabki (antud teadmiste tasemel) jagamatut algosakest. Atomistlikku printsiipi võib ka vaadelda kui maailma kohta info saamise üldist põhimõtet (lai tähendus). Sel juhul lähtutakse tõdemusest, et kogu Universumi omadused tulenevad aatomi omadustest. Füüsikaline aatom on reduktiivse põhjusliku ahela alglüli. Kiire tee füüsikasse (käesolevas aines kasutatav lähenemine) seisneb aatomi põhiomaduste defineerimises
Füüsikas tähendab see niisuguste füüsikaliste suuruste eelistamist, mille tähendus (looduse nähtus või omadus) on meeleelunditega tajutav. Näiteks pikkus või kiirus nägemise abil, jõud lihaspinge vahendusel. Atomistlik printsiip väidab, et nii aine kui väli ei ole lõputult osadeks jagatavad. Mõlemal on olemas vähimad portsjonid, mida aine korral nimetatakse elementaar- või algosakesteks, välja korral aga kvantideks. Sõna aatom (kr.k. atomos) tähistabki (antud teadmiste tasemel) jagamatut algosakest. Tõrjutusprintsiip (ehk Pauli printsiip) väidab, et ühe algosakese mõõtmetega määratud ruumipiirkonnas võib paikneda maksimaalselt kaks vastandlike spinnidega aineosakest. Ülejäänud tõrjutakse välja. Aineosakesed ehk fermionid alluvad tõrjutusprintsiibile, väljaosakesed ehk bosonid aga mitte. Töö A on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutumisel tehtavat pingutust
tahkislasereid. Lisaks saab lasereid liigitada genereeritava kiirguse järgi: iraser (infrapuna-), uvaser (ultraviolett-), raser või xaser (röntgenikiirguse) ja gaser (gammakiirguse laser). Gaaslaserid on enamasti alalislaserid. Ergastamiseks rakendatakse neis harilikult töögaasis toimuvat elektrilahendust, harvemini ergastatakse neid keemiliselt, valgus- või korpuskulaarkiiritusega. Elementaarkiirgureiks on neis aatomid (näiteks Ne), ioonlasereis ioonid (Ar +, Cd+-aur), molekullasereis molekulid (CO2). Molekullasereis rakendatakse võnkeseisunditevahelisi siirdeid. Niisuguste molekullaserite kasutegur on 10-30%. Gaaslaseritega on saadud valguse seni ületamatud koherentsus, monokromaatilisus ja suunatus. Võimsamad ja suurimad gaaslaserid on jugalaserid ehk gaasidünaamilised laserid (võimsus 10 4-105 W). Neis lastakse tuline aktiivgaas läbi düüside ülehelikiiruslikult paisuda, kusjuures ta
on samasuguse ehitusega nagu heeliumi aatomi tuum. Amorfseteks aineteks nimetatakse tahkeid aineid, millel puudub kristallstruktuur. Neil on vedelikele sarnane omadus voolata. Beetakiirgus kujutab endast kiirelt liikuvate elektronide voogu. Bohri aatomimudel tugineb postulaatidele. Aatomis tiirlevad elektronid ümber tuuma ringorbiitidel ilma energiat kiirgamata. Neid orbiite nimetatakse statsionaarseteks orbiitideks. Elektroni üleminekul ühelt statsionaarselt orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab kindla sagedusega elektromagnetilist kiirgust. Kiiratud või neelatud footoni energia on määratud täisarvuga n, mida nimetatakse peakvantarvuks. Coulomb'i seadus: Kaks punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse r ruuduga: F = kq1q2/r2, kus k on SI süsteemi ühikute korral 9 . 10 9 N. m2/C 2. Difraktsiooniks nimetatakse valguslainete kandumist varju piirkonda. Varju
levimisega (veelained, elektromagnetlained), ja pikilaineid, kui keskkonna osakesed võnguvad piki laine levimise suunda. Seos laine levimiskiiruse ja lainepikkuse vahel. Lähtume ühtlase liikumise põhivõrrandist s = v t . v See kehtib ka laine levimise kohta ning asendades s ja t T , saame = v T ehk f . 2. kursus SOOJUSÕPETUS Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju (toimuvad ainult elastsed põrked). Ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul on väikseim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises. Siseenergia on: 1
levimisega (veelained, elektromagnetlained), ja pikilaineid, kui keskkonna osakesed võnguvad piki laine levimise suunda. Seos laine levimiskiiruse ja lainepikkuse vahel. Lähtume ühtlase liikumise põhivõrrandist s = v t . v See kehtib ka laine levimise kohta ning asendades s ja t T , saame = v T ehk f . 2. kursus SOOJUSÕPETUS Ideaalne gaas ja termodünaamika alused Ideaalne gaas on lihtsaim mudel gaasi kirjeldamiseks, milles ei arvestata molekulide mõõtmeid ja vastastikmõju (toimuvad ainult elastsed põrked). Ideaalse gaasi olek on makrokäsitluses olukord, mis on määratud gaasikoguse rõhu p, ruumala V ja absoluutse temperatuuri T konkreetsete väärtustega. Ideaalse gaasi oleku muutumine toimub siis, kui p, V või T mingi väärtus muutub. Molekul on väikseim osake, millest ained koosnevad ja mis on pidevas kaootilises liikumises. Siseenergia on: 1
Põhjuseks on molekulidevahelised tõmbejõud ja molekulide üleminek erineva kiirusega liikuvate vedelikukihtide vahel. Vedelikel on veel üks omadus, mis seiseneb selles, et vedelik võib tungida peenikestesse torudesse, kapillaaridesse. Sellest ka nähtuse nimetus – kapillaarsus. Gaasides asuvad molekulid üksteisest kaugel, nii et nad pole praktiliselt vastastikmõjus. Molekulid saavad seetõttu vabalt liikuda, ainult aegajalt põrkudes. Seepärast gaas täidab alati kogu anuma. Ainet gaasilises olekus nimetatakse gaasiks, kui aine sellel temperatuuril ei saa olla vedelas olekus. Kui aine saab antud temperatuuril olla nii vedelas kui gaasilises olekus, kasutatakse auru mõistet. Gaase iseloomustatakse peamiselt kolme suurusega: temperatuur, rõhk ja ruumala. Temperatuur on määratud molekulide liikumiskiirusega: mida suurem kiirus, seda kõrgem temperatuur.
suurusi (nt inpulsimoment), mille väärtused võivad muutuda ainult hüppeliselt. Sellepärast nimetataksegi mikromaailma füüsikalistele nähtustele kohandatud teooriat kvantteooriaks. 2. Milles seisneb musta kiirguse mõistatus? Max Planck lõi 1900.a hüpoteesi energiakvantide olemasolu kohta. Selle hüpoteesi abil tuletas Planck katsega kooskõlas valemi absoluutselt musta keha (õõnesruumi) kiirgusenergia spektraalse jaotuse jaoks. (Aine aatomid kiirgavad elektromagnetilisi laineid. Samamoodi on võimalik, et keha neelab peale langevat valguskiirgust muundades seda soojuskiirguseks. Max Plancki arvutuste kohaselt peaks Maxwelli laine teooria kohaselt keha jahtuma 0 K-ni. Aga tekib hoopis soojuslik tasakaal. Selles seisnebki musta kiirguse mõistatus.) Maxwelli elektromagnetlainete teooria osutus lühilainelises piirkonnas mõttetuks keha oleks pidanud soojuskiirguse kiirgamisel pidama jahtuma 0 K-ni.
1 3. Elektromagnetism 3.1. Elektriline vastastikmõju 3.1.1. Elektrilaeng. Elektrilaengu jäävus seadus. Iga keemilise aine aatom koosneb klassikalise - teooria kohaselt positiivselt laetud tuumast ja selle ümber tiirlevatest negatiivse laenguga elektronidest. Mitmesuguste ainete aatomite koosseisu kuuluvad elektronid on ühesugused, + kuid nende arv ja asend aatomis on erinevad. Mistahes keemilise elemendi aatom tervikuna on normaalolekus elektriliselt neutraalne. Sellest järeldub, et aatomituuma positiivne laeng on võrdne elektronide negatiivsete laengute summaga.
...................................... 13 2.2. Aatomi ehitus. ......................................................................................................... 13 2.2.1. Aatomnumbrid. ............................................................................................... 13 2.2.2. Aatommassid. .................................................................................................. 13 2.3. Aatomite elektronstruktuur. Vesiniku aatom. ........................................................ 14 2.3.1. Kõrvalepõige kvantmehhaanikasse. Kvantarvud............................................. 15 2.4. Keerulisemate (multielektroonsete) aatomite elektronstruktuur. ......................... 16 2.4.1. Aatomi suurus.................................................................................................. 16 2.4.2. Elektron-konfiguratsioon elementides. .......................
Keemia on teadus, mis uurib aineid ja nendega toimuvaid muundumisi ja muudatustele kaasnevaid nähtusi. Aatom koosneb aatomituumast ja elektronidest, elektriliselt neutraalne. Keemiline element on aatomite liik, millel on ühesugune tuumalaeng (111 elementi, 83 looduses). Molekul koosneb mitmest ühe või mitme elemendi aatomitest (samasugustest või erinevatest). Molekul on lihtvõi liitaine väikseim osake, millel on sellele ainele iseloomulikud keemilised omadused. Ioon on aatom või omavahel seotud aatomite grupp, mis on kas andnud ära või liitnud ühe või enam elektroni, omades seetõttu kas positiivse (katioon) või negatiivse laengu (anioon). Aatom, molekul Aatom koosneb aatomituumast ja elektronidest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootonid ja neutronid ei ole jagamatud, vaid koosnevad kvarkidest. Prootoni laeng on positiivne, neutron on elektriliselt neutraalne, elektroni laeng negatiivne.