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: 1)Metalli pinnalt väljunud elektronide arv sõltus valguse intensiivsusest. 2)Väljunud elektronide kiirus ei sõltunud valguse intensiivsusest, vaid valguse sagedusest ( värvusest) 3)Fotoefekti ei tekkinud kui sagedus oli väiksem teatud piirisagedusest, mis sõltus ainest. Aastal 1905 avaldas Albert Einstein fotoefekti teooria. Oma teoorias näitas ta, et valgus kiirgub kvantidena...
Seda nähtust nimetatakse fotoefektiks. Fotoefektil on kaks seaduspärasust: 1) Ainest ajaühikus välja löödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega. See tähendab, et intensiivsem valgus sisaldab rohkem valguse osakesi ehk valguskvante ehk footoneid ja iga kvant lööb ühe elektroni välja. 2) Välja löödud elektronide ehk fotoelektronide energia ei sõltu valguse intensiivsusest vaid on määratud valguse sagedusega. Seega suurema sagedusega valguskvandid on suurema energiaga ja suudavad ka elektronidele rohkem energiat anda. Fotoefekti tekitamiseks peaks aine olema laetud negatiivselt. Sel juhul hakkab välja löödud elektron kehast elektrilise tõukejõu mõjul eemalduma ja keha laeng väheneb. Ka peab ainele langema piisavalt suure sagedusega valgus, et selle kvandid suudaksid ainest elektroni välja lüüa. Elektroni välja löömisel teeb valgus tööd. Vähimat energiat, mille
ajaühikus läbi pinnaühiku. · Millisel sajandil sai alguse valguse olemuse teaduslik käsitlus? 19.saj · Kuidas nimetatakse korpuskulaarteooriat? osakesteteooria · Mida põhjustavad erineva lainepikkusega valguslained? Erineva värviaistingud. · Mida võib saada põhivärvuste liitmisel? Valge värvuse. · Milline valgus annab kõige tugevama aistingu? Rogeline valgus. · Mis on monokromaatne laine? Laine mille lainepikkus ei muutu. · Valguskvandid teise sõnaga. Footon · Hüpotees teise sõnaga. oletus · Valguse kiirus vaakumis? C 3*108 m/s · Milles seisneb ,,kasvuhooneefekt"? maa keskmine temperatuur praktiliselt ei muutu tõuseb tasapisi. · Milline valgus on silmadele kahjulik? ultravalgus · Mis põhjustab osooniauke? Freoonide laialdane kasutus tehnikas ja olmes · Millist valgust kiirgavad kõik kuumad kehad? infravalgust · Nähtava valguse lainepikkused?
· Fotosünteesi käik: Fotosüntees toimub kloroplastides.Selles on kaks etappi: valgusstaadiumi ja pimedusstaadiumi. Valgusstaadiumis toimuvad reaktsioonid vajavad valgusenergiat, see ergastab klorofülli molekule ning ei saa toimuda pimedas. Pimedusstaadiumi reaktsioonid valgust ei vaja, need toimuvad pimedas ja valges. · Fotosünteesi valgusstaadiumis: reaktsioonid algavad klorofülli ergastamisega. Valguskvandid löövad elektrone klorofülli koostisest teistele pigmentidele. Pigmente mööda liikudes ja järk-järgult neile oma energiat ära andes jõuavad elektronid algsesse kohta tagasi. Elektronide energia abil sünteesitakse ATP, sellega muudetakse valgusenergia keemilise sideme energiaks. Ergastatud klorofüllimolekulid teostavad vee fotooksüdatsiooni ja klorofüll saab tagasi puuduvad elektronid. Hapnikuaatomid liituvad molekulideks ja eraldatakse atmosfääri
autofosforüleeritakse seotakse mingi valk H+ATPaasiga, mis põhjustab selle aktiveerumise. Õhulõhede avanemisel sulgrakkude membraan hüperpolariseerub/depolariseerub Miks? Õhulõhede avanemisel valguses aktiveerub rakumembraani H+-ATP-aas, sekreteeritakse rohkem prootoneid ja membraanipotentsiaal hüperpolariseerub (muutub negatiivsemaks) Kirjutage põhjus-tagajärg ahel mis viib hommikul õhulõhede avanemisele. 1) Valguskvandid aktsepteeritakse fototropiinide PHOT1 ja PHOT2 (valgud, mille flaviinne component tajub sinist valgust) poolt, mis fosforüleerivad ülekandeahela, mis aktiveerib Prooton-ATPaasi 2) Prooton-ATPaas, transportsüsteem sulgrakkude membraanis, hakkab prootoneid sulgrakkudest välja transportima 3) membraan muutub negatiivsemaks (seespool negatiivseid laenguid rohkem) ehk hüperpolariseerub
vähemalt 1 footon, mis aga muudaks ka elektroni liikumise iseloomu. Kehtib nn. nõiaring: mida täpsemalt tahame elektroni lokaliseerida, seda lühemalainelisem (suurema sagedusega) peab olema valgus. Seda enam aga elektroni häiritakse! Nii tekibki paradoks. Kvantmehaanika olemus · Erinevalt klassikalise füüsikast lubab kvantmehaanika mikroobjektide uurimisel üldjuhul ennustada vaid teatud sündmuste toimumise tõenäosusi. · Mikromaailmas, kus uurimisvahendid , näiteks valguskvandid, on oma "suuruselt" samasugused kui uuritavad objektid, näiteks elektronid, ei ole võimalik vältida uurija mõju uuritavale nähtusele või objektile, uurimisakt ise tekitab märgatava vea kas elektroni asukoha või siis liikumishulga määramisel (kiiruse) määramisel. Heisenbergi määramatuse printsiip · Ei ole võimalik üheaegselt kui tahes täpselt mõõta mingi objekti koordinaati ja liikumishulka; mida täpsemalt me püüame mõõta koordinaati, seda
Mahtuvusdiood ehk varikap on ränidiood, mille puhul kasutatakse p-n-siirde mahtuvuse sõltuvust vastupingest. Diood toimib sel juhul elektriliselt tüüritava muutkondensaatorina, mille elektroodidevahelise dielektriku - siirde - tõkkekihi paksus suureneb vastupinge suurenemisel. Põhiliselt kasutatakse mahtuvusdioodi raadiotehnikas võnkeringide häälestamiseks soovitud sagedusele. 41. Fotodiood. Fotodiood – valgusele reageeriv pooljuhtelement. Läbi õhukese p-kihi langenud valguskvandid genereerivad pn-siirde alas laengukandjaid – elektronaukpaare. PNsiirdes olevaelektrivälja mõjul kogunevad tekkinud elektronid siirde N-piirkonda ja augud P-piirkonda. Laengud põhjustavad dioodi viikude vahel potentsiaalide vahe, mida nimetatakse fotoelektromotoorjõuks. 42. Valgusdiood. Millest sõltub valgusdioodi värvus? Valgusdiood (LED-Light Emitting Diode) – PN-siirdega pooljuhtelement, mis kiirgab ümbritsevasse ruumi elektromagnetlaineid. Elektromagnetlained võivad
Okkakao mõju kuusiku heleduskordajatele: paremini avastatav spektri nähtavas ja keskmises infrapunases. Sobivad ka muutuste avastamiseks enne ja pärast kahjustust piltide võrdlemine - Geomeetrilisel optikal baseeruvad taimi kujut kui teatud geom kujundeid - Statistilise modelleerimise e Monte-Carlo mudelid valguskvandi kulgemist modelleeritakse arvutis, fikseerida iga taimelehe asend ruumis. Arvutis lastakse peale valguskvandid, modelleeritakse kiire kohanemine valguslehel. Leitakse tõenäosus, kas valguskvant neelatakse või pegeldatakse. MC meetod protsesside virtuaalsete mudelite konstrueerimiseks, et hinnata teatud statistilisi suurusi: keskmine, dispersioon, kovariants (valguskvandi juhusliku tee kirjeldamine, suur mudelite perekond, kõiksugused taimkatted võimalikud, nõuab kiiret arvutit, täpne, kui katsetuste arv piisavalt suur).
lubatavale vastupingele vastava minimaalse mahtuvuse suhet; 3. hüvetegur Q = Xc/ RK , kus Xc on mahtuvusdioodi reaktiivtakistus ja R kaotakistus; 4. mahtuvuse temperatuuritegur on mahtuvuse suhteline muutus temperatuuri muutu- misel 1 °C võrra. Photodiode 5.6. Fotodiood Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs p-n-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude - paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi p-ossa ja elektronid n-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on toodud joonisel 5.4. JOONIS 5.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud. See on fotodioodi generaatori ehk foto-
võnkeringide häälestamiseks soovitud sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid. Mahtuvusdioodi tüüpiline mahtuvuse sõltuvus pingest on toodud joonisel 2.3. 15 JOONIS 2.3. 2.6. Fotodiood (Photodiode) Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs P-N- siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi P-ossa ja elektronid N-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on joonisel 2.4. JOONIS 2.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud
sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid. Mahtuvusdioodi tüüpiline mahtuvuse sõltuvus pingest on toodud joonisel 2.3. JOONIS 2.3. 2.6. Fotodiood (Photodiode) Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs P-N-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi P-ossa ja elektronid N-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on joonisel 2.4. JOONIS 2.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud
siirde ristlõike 1 mm2 kohta. Kuna laseri joonmõõtmed siirde tasapinnas on c.a. 0,1 mm, siis kujuneb nn pöördhõive reziim juba 50 mA vooluga. Kirjeldatud tingimustel tekib valguskvante rohkem kui neid neeldub, sest pöördhõive tõttu on valentsvööndi lae lähedal väga vähe elektrone, millele kvandi energia saaks kanduda. Selle tulemusena siirde tasapinnas leviv valguslaine võimeneb (tema amplituud suureneb). Rekombinatsioonide arvu saab suurendada pannes valguskvandid siirde tasapinnas edasi-tagasi liikuma. Selleks moodustatakse optiline resonaator, lihvides pooljuhi monokristalli kaks otstahku paralleelseteks peegliteks (joonis 4.13 a). Peegeldunud kvandid võivad mitu korda läbida pöördhõivestatud piirkonna, kutsudes esile uute rekombinatsioonide ning seega kvantide tekke. Pärast mitmekordset peegeldumist väljub valguskiir läbi ühe (poolläbipaistva) peegli. Laserdioode kasutatakse laialdaselt kiudoptikas saatjatena, lasertöötluses,
valgusvoost. Fotodiood sisaldab PN-siirde kuhu võib tungida valgusvoog(joonis2 14.09). Selleks, et PN- siire oleks võimalikult suure pinnaga ja, et sinna saaks langeda võimalikult palju valgust on ülemine P- kiht kaetud väga õhukese läbipaistva kulla kihiga, millega saadakse väga hea kontakt ülemise P-osaga. Kahe erineva juhtivusega piirkonna vahel on tõkkekiht. Selles kihis laengukandjaid ei ole, kui sinna langevad valguskvandid tekitavad omajuhtivuse laengu kandjaid, kuna nende energia neeldub. Iga valguskvandi neeldumise kohas tekkivad laengukandjate paarid, see on üks elektron ja üks auk. Tõkkekihis mõjuva elektrivälja toimel liiguvad elektronid N-ossa ja augud P-ossa. Erinevatesse osadesse liikunud laengute toimel tekib klemmidel potentsiaalide erinevusel
Fotosünteesi käik: Fotosüntees toimub kloroplastides.Selles on kaks etappi: valgusstaadiumi ja pimedusstaadiumi. Valgusstaadiumis toimuvad reaktsioonid vajavad valgusenergiat, see ergastab klorofülli molekule ning ei saa toimuda pimedas. Pimedusstaadiumi reaktsioonid valgust ei vaja, need toimuvad pimedas ja valges.Fotosünteesi valgusstaadiumis: reaktsioonid algavad klorofülli ergastamisega. Valguskvandid löövad elektrone klorofülli koostisest teistele pigmentidele. Pigmente mööda liikudes ja järk-järgult neile oma energiat ära andes jõuavad elektronid algsesse kohta tagasi. Elektronide energia abil sünteesitakse ATP, sellega muudetakse valgusenergia keemilise sideme energiaks. Ergastatud klorofüllimolekulid teostavad vee fotooksüdatsiooni ja klorofüll saab tagasi puuduvad elektronid. Hapnikuaatomid liituvad molekulideks ja eraldatakse atmosfääri
naaberrakkudes 50. Millest on tingitud turgori muutus õhulõhede avanemisel hommikul Õhulõhede avanemise sagedaseks põhjuseks on turgori tõus rakkudes kaaliumi ioonide kontsentratsiooni kasvu tõttu. Õhulõhede avanemisel valguses aktiveerub rakumembraani H+-ATP-aas, sekreteeritakse rohkem prootoneid ja membraanipotentsiaal hüperpolariseerub (muutub ~50mV negatiivsemaks), K+ kanalid avanevad ja ioonid liiguvad tsütoplasmasse ja edasi vakuooli antipordis prootonitega. · valguskvandid sinine ja punane H+-ATPaas aktiveerum ehk rohkem H+'e transporditakse vastu nende gradienti tsütosoolist välja membraanipotentsiaal Vm muutub negatiivsemaks [K+] [sahharoos] [malaat] [Cl-] kontsentratsioonid tõusevad veepotentsiaal väheneb H2O liigub sisse turgor tõuseb õhulõhed avanevad 51. Milline valgus soodustab õhulõhede avanemist ja milliste pigmentide poolt see adsorbeeritakse
38 madalamale energianivoole tagasi. Energia vabaneb kas soojusena, mis kandub naabermolekulidele, või valgussähvatusena (fluorestsentsina). Kui emiteeruv energia on piisavalt suur, võib aset leida keemilise sideme katkemine või elektroni lahkumine ja iooni tekkimine. Molekulid neelavad energiat valikuliselt neelduvad need valguskvandid, mille energia võrdub normaal- ja ergastatud oleku orbitaalide energiate vahega. Mida väiksem on see erinevus, seda pikalainelisem kiirgus aines neeldub, mida suurem seda lühilainelisem. Suurimat energiat nõuab s-elektronide üleminek.
kiiratakse ilmaruumi. Selle protsessi käigus tekivad üha raskemad elemendid, Kui tekib isotoop 56Fe, siis see on nii stabiilne, et enam ei ühine teiste isotoopidega ja termotuuma reaktsioon lõpeb. Temperatuur ja rõhk hakkavad tähes langema, kuid gravitatsioon jääb. Selle tulemusena tekib tähe kiire kokkutõmbumine, nn kollaps. Täht tõmbub kokku nii väikeseks keraks, mille gravitatsiooniväli tõmbab tagasi ka sealt kiirguvad valguskvandid. Päikesetaolise tähe jaoks on musta augu raadiuseks arvutatud 3 km. Vaata ka http:// opik.obs.ee 109
annaabi.ee 
