Fotonit & hiukkaset Flashcards
(54 cards)
mitä kiihtyvässä liikkeessä oleva sähkövaraus säteilee?
sähkömagneettista säteilyä
lämpösäteily
aineen rakenneosaset ovat jatkuvassa värähdysliikkeessä ja säteilevät sen takia sm-säteilyä = lämpösäteily
lämpösäteilyn spektri
jakauma, kuinka paljon kutakin taajuutta kappaleen lämpösäteilyssä on
musta kappale
fysikaalinen malli kappaleesta, joka ei heijasta lainkaan sähkömagneettista säteilyä eli kaikki sen lähettämä säteily on sen lämpösäteilyä
fotonin energia
E = hf
c=fλ
planckin kvanttihypoteesti
valo kulkee erillisinä energiapaketteina, joita kutsutaan fotoneiksi, joiden enerigia on E =hf
sironta
säteily tai hiukkaset osuvat johonkin esteeseen ja niiden liikesuunta muuttuu
thomsonin sironta
valo voi sirota vaihtaen suuntaa, mutta valon taajuus pysyy samana (eli valo siroaa varatusta hiukkasesta menettämättä energiaa)
- tällaista sirontaa tapahtuu hyvällä tarkkuudella silloin, kun varattuun hiukkaseen osuvan fotonin energia on hyvin pieni
comptonin sironta
valo siroaa varatusta hiukkasesta ja luovuttaa sille energian
deltaE = h(f1 - f2)
voidaan mallintaa että elektroni voi saada fotonilta tämän verran lisää liike-energiaa
fotonin liikemäärä
valon liukkaluonteeseen kuuluu, että fotonilla on liikemäärä
p = E / c = h / lambda
valosähköinen ilmiö
valoa osuu jonkin materiaalin (yleensä metallin) pintaan ja pinnasta irtoaa elektroneja
tämä tapahtuu silloin, jos materiaaliin absorboituvan fotonin energia on suurempi kuin elektronin irrottamiseen tarvittava irrotustyö, jolloin elektroni irtoaa: näitä elektroneja irtoaa yhtä monta kappaletta kuin riittävän suurienergisiä fotoneja absorboituu
irrotustyö Wo
minimienergia, joka tarvitaan elektronin irrottamiseen materiaalin pinnasta (materiaalille ominainen vakio)
elektronin saama suurin mahdollinen liike-energia
E(kmax) = E(fotoni) - Wo = hf - Wo
valosähköisen ilmiön rajataajuus
se valon taajuus, jolla elektronit juuri ja juuri irtoavat materiaalin pinnasta eli kaikki fotonin kuluu elektronin irrottamiseen
eli rajataajuudella fotonin energia E = hf on yhtä suuri kuin irrotustyö Wo —>
Wo = hf –> f = Wo / h
miten valon (fotonin) taajuus vaikuttaa fotonin energiaan? entä aallonpituuteen?
E = hf, eli mitä suurempi taajuus sitä suurempi energia
mitä suurempi taajuus, sitä (c = f*lambda -> lambda = c / f) pienempi aallonpituus (pieni aallonpituus merkitsee korkeaa energiaa!)
de Broglien lait
hiukkasen aaltoluonteeseen liittyvä aallonpituus:
λ = h / p = h / mv
ja
hiukkasen kokonaisenergia
E = hf
aaltohiukkasdualismi
valo ja hiukkaset käyttäytyvät tietyissä tilanteissa kuten aallot ja tietyissä tilanteissa kuten hiukkaset
pysäytysjännite
pysäyttää nopeimmankin elektronin
:
W = Ekmax, sähköinen voima tekee työn
W = qU = eU
eli eU = Ekmax
rutherfordin koe
ohutta kultakalvoa pommitettiin positiivisesti varatuilla alfahiukkasilla (He) -> alfahiukkasten olisi pitänyt läpäistä kultakalvo lähes suuntaansa muuttamatta, mutta kokeissa havaittiin että osa alfahiukkasista muutti suuntaansa merkittävästi ja osa kimposi takaisinpäin; koska alfahiukkanen on positiivisesti varattu, rutherford päätteli että atomin positiivisen varauksen täytyy olla hyvin tiivisti atomin keskiosassa ja elektronien tuli siis olla tämän positiivisen ytimen ympärillä suuremmalla alueella muodostaen ytimen ympärille elektroniverhon
kvanttimekaaninen atomimalli
kvanttimekaanisessa atomimallissa elektronit ovat positiivista ydintä ympäröivässä tilassa ja niiden energiat voivat olla vain tiettyjä kvantittuneita arvoja; elektronit eivät tässä mallissa ole ympyräradoilla, vaan niiden sijaintia kuvaa tietty todennäköisyysjakauma, joka riippuu niiden energiasta sekä siitä, miten muut elektronit ovat asettuneet
nukleonit
ytimen hiukkaset eli protonit ja neutronit
nuklidi
= atomin ydin
huom myös, saman alkuaineen atomeja, joilla on eri määrä neutroneja ytimessä kutsutaan tämän alkuaineen isotoopeiksi; tietyn isotoopin ydintä kutsutaan kyseisen isotoopin nuklidiksi
massaluku
A = protonit + neutronit
järjestysluku
Z = protonien määrä