KVANTTI Määrämittainen paketti

Esitys aiheesta: "KVANTTI Määrämittainen paketti"— Esityksen transkriptio:

1 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.

2 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

3 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:

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

5 𝐸 𝑘 𝑚𝑎𝑥 =ℎ𝑓− 𝑊 0 ; energiayhtälö

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

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

8 1.4 Aaltohiukkasdualismi
Kaksoisrakotyö, hiuksen paksuus tai lasertyö jne. De Broglie s. 34

9 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

10 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

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

12 ENERGIATASOKAAVIO

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

14 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

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

16 Vetyatomin spektri

17

18 BRAGGIN LAKI

19 Kvarkit 1964 teoria: protonit ja neutronit koostuvat pienemmistä hiukkasista

20

21 Leptonit esiintyvät erillisinä hiukkasina

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

23

24 Gravitaatio vallitseva kosmisessa mittakaavassa

25 Sähkömagneettinen sähkövaraus hiukkasten perusominaisuus
hylkivä/vetävä voima

26 Vahva vuorovaikutus aiheuttaa ydinvoiman
kvarkkien välinen, lyhyt kantama

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

28

29 Kosmos 1. Tähdet ja niiden kehitys (s.143) 2. Aurinkokunta (s.146)
3. Galaksit ja galaksijoukot (s. 148) netissä sivut: Särkänniemen tähtiakatemia

30 Röntgentomografia