KVANTTI Määrämittainen paketti Kuvaa tapahtumia hiukkastason mittakaavassa Klassinen mekaniikka ei päde Pienin mahdollinen energiapaketti, kutsutaan myös luonnon perusvoimien välittäjähiukkasiksi Helium ei normaalipaineessa jäädy -> 20 ilmakehässä tilanne muuttuu.Heliumista saadaan suprakiinteää ainetta Suprajohtavat aineet: sähkövastus on nolla Elektronit etenevät johteessa pareina, jotka liikkuvat synkronissa sekä toisten elektroniparien kanssa että metallijohteen hilavärähtelyjen kanssa.

Säteily paljastaa Sähkömagneettisen aalto on sähkökentän ja magneettikentän tasovärähtelyä Mitä on lämpösäteily: Rakenneosasten värähtelyä, joka lähettää lämpötilamuutoksista johtuen sähkömagneettista säteilyä -> jatkuva spektri Emittoivat ja absorboivat Mustan kappaleen säteily on lähes ideaalinen säteilylähde; spektri johtuu vain lämpötilasta s.12

KAVANTTIHYPOTEESI Aine vastaanottaa ja luovuttaa sähkömagneettista säteilyä vain kvantteina 𝐸=ℎ𝑓, missä f on sät. taajuus ja h Planckin vakio Säteily muodostuu hiukkasmaisista osista Fotonit ovat massattomia ja liikkuvat valon nopeudella Liikemäärä ja aaltoliikkeen perusyhtälö Valosähköinen ilmiö: http://opetus.tv/fysiikka/fy8/valosahkoilmio/

VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ SM –säteily (valo) aiheuttaa elektronien irtoamista metallin pinnasta kutsutaan valosähköiseksi ilmiöksi Modern Physics

𝐸 𝑘 𝑚𝑎𝑥 =ℎ𝑓− 𝑊 0 ; energiayhtälö

Kysymykset ed. luennosta Valosähköinen ilmiö s.17 ja oppilastyö Kvantti energia-pakettina Valokvantti eli fotoni s. 13 Yksikkönä eV Knigth appletit Phet appletit Kotitehtävät

Röntgensäteily X –säteilyä löytyy kaikkialta (avaruudessa; kohteen olosuhteitatutkittaessa)

1.4 Aaltohiukkasdualismi Kaksoisrakotyö, hiuksen paksuus tai lasertyö jne. De Broglie s. 34

AALTOHIUKKASDUALISMI Säteilyn lajeilla on sekä aalto- että hiukkasominaisuus; hiukkasilla kuten elektroneilla ja protoneilla havaittiin tietyissä tilanteissa aaltoluonne. De Broglien lait kytkevät yhteen säteilyn aallonpituuden ja taajuuden säteilyn hiukkasten liikemäärään ja energiaan s.35

Atomimallin kehitys Dalton; alkuaine koostuu atomeista, jotka ovat jakamattomia Thomson; löysi elektronin ja loi ensimmäisen mallin atomirakenteesta (rusinakakku) Rutherford; löysi atomin ytimen. Esitti aurinkokuntamallin Bohr; yhdisti sirontakokeen ja enrgian kvantittumisen. Esitti vetyatomin mallin Schrödinger; Elektronien tila voidaan kuvata aaltofunktiolla

Bohrin malli vetyatomille POHJANA MALLILLE ON KVANTTITEORIA eli atomi lähettää ja vastaanottaa säteilyenergiaa kvantteina

ENERGIATASOKAAVIO

FLUORESENSSI FOSFORENSSI Virittyneet atomita palavat yhden tai useamman välitilan kautta VÄLITTÖMÄSTI virittymisen tapahduttua FOSFORENSSI Viritystila on pitkäikäinen. Nämä aineet säteilevät vielä virittävän säteilyn loputtuakin

SPEKTRIT Aineen sisältämät alkuaineet selviää Röntgensäteily -> elektroniverhon rakenne Atomimivoimamikroskopia (AFM) -> löytyy jopa yksittäiset atomit Aineen rakennetta tutkittaessa hyödynnetään sirontakoetta -> löytyy hilarakenteet, atomin rakenteet, ytimet sekä vielä pienemmät rakenteet: Siroavien hiukkasten de Broglien aallon aallonpituus on oltava kohteen kanssa samaa suuruusluokkaa Tyypillisimmät ammukset ovat elektroni, positronit, protonit, neutronit ja alfahiukkaset. Kiinteän aineen tapauksessa röntgenkvantit. Sirontakulma ratkaisee johtopäätökset aineen rakenteesta

Spektri on säteilyn intensiteetin aallonpituus- tai taajuusjakauma Spektri on säteilyn intensiteetin aallonpituus- tai taajuusjakauma. Spektri voi olla jatkuva tai viivaspektri

Vetyatomin spektri

BRAGGIN LAKI

Kvarkit 1964 teoria: protonit ja neutronit koostuvat pienemmistä hiukkasista

Leptonit esiintyvät erillisinä hiukkasina

Perusvuorovaikutukset etävuorovaikutuksia useimmat makroskooppiset vuorovaikutukset (kitka, tukivv) selitettävissä sähkömagn. vv:n avulla kentän käsite

Gravitaatio vallitseva kosmisessa mittakaavassa

Sähkömagneettinen sähkövaraus hiukkasten perusominaisuus hylkivä/vetävä voima

Vahva vuorovaikutus aiheuttaa ydinvoiman kvarkkien välinen, lyhyt kantama

Heikko vuorovaikutus vahvaa ja sähkömagneettista vuorovaikutusta heikompi neutriinot vuorovaikuttavat vain tällä vv:llä aineen kanssa

Kosmos 1. Tähdet ja niiden kehitys (s.143) 2. Aurinkokunta (s.146) 3. Galaksit ja galaksijoukot (s. 148) netissä sivut: Särkänniemen tähtiakatemia http://www.sarkanniemi.fi/oppimateriaali/tahtiakatemia/index.html

Röntgentomografia