Studijoms.lt

1. Spinduliav., kurį sužadina medžiagos dalelių šiluminiai virpesiai vad. šiluminiu arba tempera-tūriniu. Jo intensyvumas ir spektras priklauso nuo spinduluojančio kūno savybių ir temperatūros. Tik šiluminis spunduliavimas gali būti pusiausviras. – spektrinis energ. spinduliavimo tankis

arba geba.Ši svarbiausia kiekybinė kūno šiluminio spinduliavimo charakteristika išreiškia sąryšį tarp temperatūros T ir spinduliavimo pasiskirstymo pagal dažnį v

– absorbcijos geba. Šis dydis priklauso nuo nagrinėjamo kūno temperatūros ir krintančio spinduliavimo dažnio arba bangos il-gio.Kūną, kurio bet kokioje temperatūroje visų dažnių spinduliavimo absorbsijos geba Kirchhofas pavadino absoliučiai juodu kūnu. Jis sugeria visus į jį kritusius spindulius. Kūnas, kurio absorbsijos geba pastovi esant bet kokiam spindu-liavimo dažniui, tačiau yra mažesnėuž vienetą, vad pilkuoju.

2 Konkrečioje temper. kūno emisijos gebos ir ab-sorbcijos gebos santykis nepriklauso nuo kūno pri-gimties – tai visiems kūnams, tarp jų ir absoliučiai juodam kūnui,universali dažnio ir temperatūros funkcija. Šis dėsnis skirtingiems kūnams išreiškia-mas santykių lygybe:

Išvada: kai kūnas smar-kiau išspinduliuoja energiją, tai tomis pačiomis są-lygomis geriau ją ir sugeria. Pvz: suodžiais paden-gta platinos juostelė įkaitusi švyti ryškiau už nepa-dengtą juostelę.Absoliučiai juodo kūno absorbcios geba yra lygi 1, tai nejuodo kūno spektrinis spin-duliav. tankis negali būti didesnis už tos pačios te-mperat. absoliučiai juodo kūno spinduliav. tankį.

3 V.Vynas nustatė tokį dydžių sąryšį: abso-liučiai juodo kūno spektrinio spinduliav. energijos tankio maksimumą atitinkantis bangos ilgis yra atvirkščiai proporcingas kūno temperatūrai, t.y. b – vyno konstanta 0,002898 m*K Absoliuč. juodo kūno spinduliav. max. 6000 K t yra regimojoje spektro srityje. Kai tem-perat. žemesnė, max. esti ilgesnių badgų srityje Švytinčiam kūnui vėstant, jo spektre ima vyrauti vis mažesnio dažnio šviesa, iki tol, kol galų gale kūnas visai nustoja skleisti regimuosius spindulius.

4 Kūnų pusiausviras spinduliav. energijos šviesis yra tiesiog proporcingas absoliut temperatūros T ketvirtajam laipsniui. Teiginys teisingas tik absol-iučiai juodam kūnui – 5,67032*10-8W/(m2*K4). Nejuodų kūnų WT taip pat labai priklauso nuo temperat. Bir n

turėtų būti eksperimentiškai nustatomi dydžiai. Jie priklauso nuo temperat.

5 Hipotezė: osciliator. energija gali būti ne bet kokia – ji kvantuota. yra mažiausias gali-mas osciliator. energijos kiekis; jis vad. kvantu. Plankas gavo absoliučiai juodo kūno spinduliav-imo spektrinio tankio analizinę išraiš-ką:

6. Elektronų spinduliav. iš kietųjų kūnų ir skysčių, absorbavus jiems elektromagnetinį spinduliavimą, vad. išoriniu fotoefektu.1) Elektronai neišlėks iš metalo tol kol amplitudė Emnepasieks tam tikros metalui būdingos krizinės vertės, pakankamos iš-laisvinti elektronui.0K t0 esančio metalo atomų valentinius ekektronus kristale apytisliai galima laikyti laisvais judančiais gylio V0 potencinės energijos duobėje, taigi jų potencinė energija yra neigiama. Kinetinė šių elektronų energija gali kisti nuo 0 iki didžiausio vertės WF. Suminė jų energija yra neigiama.Potencialo duobės gylis irFermio energijos vertė priklauso nuo metako prigimties. Fermio lygmenyje esančiamelektronui suteikus energijos kiekį, lygų A arba už jį didesnį, tas elektronas gali išlėkti iš metalo, – vyksta išorinis fotoefektas.

7. Fotono energija išreiškiama lygybe . Taikant Einšteino masės irenergijos sąryšio dėsnį, fotono masė išreiškiama: Fotonas medžiagoje juda greičiu c. Fotonas yra ypatinga mikro dalelė: ji

mase ir sklidimo greičiu labai skiriasi nuo medžiagos dalelių,pastarosios visada juda greiču, mažesniu už c, arba esti rimties būse-noje.Fotonas apibūdinamas judesio kiekiu (impulsu)

8. . Ji reiškia energijos virsmų tvermės dėsnį.Lygtis atitinka grafiką. Tiesės posvyrio kampo tangentas yra lygus Planko konstantos h skaitinei vertei. Tuomet, kai sugerto fotono energija fotoefektas nevyksta. Jis prasideda tik nuo dažnio vr tenkinančio lygybę Šis dažnis vad. ribiniu.

9. =2,426 pm.

Komptono reiškinys teisiogiai patvirtina elektro-mag. spinduliav.fotoninę prigimtį. Komptono bandymai parodė kad tarp išsklaidytų spindulių, be pagrindinio ilgio bangų, buvo ir didesnioilgio Rengeno spindulių. Rengenas nustatė, kad bangos ilgio padidėjimas nepriklauso nuokrintančios medž. o priklauso tik nuo spindūlių

sklaidos kampo . Koptono reiškin ysvyksta ir sklindant bet kokio dažnio elektromag. spinduliav. Tačiau tik esant labai trumpų bangų (Rengeno ir gama) spinduliams, santykinis pokytis yra pakankamodidumo, kad būtų eksperimentiškai užregistruotas.

10. Rementis kvantine teorija šviesos slėgis su-prantamas kaip suminis impulsas, kurį fotonai perduoda kūno paviršiaus ploto vienetui per sekundę.Šviesos slėgis išreiškiamas lygtimi: P0 – krintančios elektromag. bangos galia, tenkanti pviršiaus ploto vienetui, R – atspindžio kofici., c – šviesos greitis.Jei paviršius, į kurį krinta šviesa yra veidrodinis, tai R lygu 1 ir šviesos slėgis Jei paviršius visiškai neatspindi šviesos, t.y. visiškai ją sugeria, tai šviesos slėgis Vadinasi, veidrodinius paviršius šviesa slegia du kartus stipriau negu visiškai jos neatspindinčius paviršius.

11. Bandymai rodo, kad atominės sistemos – atominio vandenilio – emisijos spektras yra linijinis. Linijos skirstomos į grupes vad.spektro linijų serijomis. Pagal Balmerio formulią galima apskaičiuoti visų vandenilio spinduliavimo spektro linijų, esančių regimojoje srityje, bangų ilgius.

12. Visas atominio vandenilio spinduliavimo spek-tro serijas galima užrašyti Balmerio formule:

R=3,29*1015s-1 Rydbergo konst. Kai n – 1 ,o m – 2, 3, 4, …,gaunama Laimo-no serija; Kai n – 2, o m – 3, 4, 5,…, – Balmerio se-rija; kai n – 3, o m – 4, 5, 6, …, – Pašeno serija ir t.t. Didėjant m visų vandenilio spektro serijų dažniai didėja ir artėja prie serijai būdingo ribinio dažnio.

13. Boro postulatai: 1)stacionar.būsenų postulatai. Egzistuoja tam tikros stacionariojo atomo būsenos, kuriose jis nespinduliuoja. Tokios būsenos atomo elektronai juda tam tikromis stacionarinėmis orbi-tomis ir jų energija nekinta. Atome judančio elek-trono judesio kiekio momentas yra diskretus, kitaip tariant kvantuotas dydis 2) dažnio postulatas: atomui pereinant iš vienos stacionarios būsenos į kitą, spinduliuojamas arba absorbuojamas vienas fotonas. Jo energija lygi abiejų stacionar-iųjų būsenų energijų skirtumui . Kai fotonas išspindul.; jį sugeriant atomas pereina į didesnės energijos stacionariąją būseną. Pagal Boro teoriją atomo energija gali kisti tik diskretiškai. t.y. energija kvantuota. Būsena, kurioje yra mažiausia energija vad normaliąja. Dėl išorinio poveikio atomo energija gali padidėti (n>1). Būsenos vad sužadintomis.

14. Atomas gali sugerti tik tam tikras energijos porcijas – atomo energija yra kvantuota. Bandymai parodė, kad tolydžiai didėjant įtampai U iki 4,9 V, anodo srovė Iamonotoniškai didėja. Kai energija W
15. Šviesai būdingos ir bangų, ir dalelių savybės. Šviesos banginės savybės išryškėja dispersijos, in-terferencijos, difrakcijos poliarizacijos reiškiniuo-se. Reiškiniai, kuriems galima pritaikyti Maksvelio elektromagnetinio lauko teoriją. Šitokios bangos apibūdinamos dažniu, bangos ilgiu, amplitude. Pradine faze, poliarizacija ir t.t.

16. Korpuskulinės savybės išryškėja – spindulia-vimo ir absorbcijos t.y. sąveikos su medžiaga, reiškiniuose. Aiškinant absoliučiai juodo kūno spinduliavimo ir absorbcijos dėsningumus, foto-efektą, Komptono reiškinį, šviesa laikoma korpuskulių srautu. Ji apibūdinama fizikiniais dydžiais: energija , mase m, judesio kiekiu p

Kuo mažesnis spindulių dažnis, tuo silpniau pasreiškia jų korpuskalinės savybės. Šviesos banginės ir korpus-kulinės prigimties sąryšis išryškėja nagrinėjant kūnų apšviestumą. Pagal šviesos banginę teoriją paviršiaus apšviestumas konkrečiame taške yra proporcingasšviesos bangos amplitudės Em kvadratui, o pagal korpuskulinę – proporcingas krintančių fotonų srauto tankiui n. Taigi dydžiai Em ir n tarpusavy yra susiję .

17.Broilio hipotezė: dvejopa prigiktis būdinga ne tik šviesai , kiekviena dalelė pasižymi ir bangų, ir korpuskulų savybėmis. Kiekvieną dalelę galima aprašyti tam tikra banga. Jos ilgis ir dalelės judesio kiekį p sieja lygybė . Kai dalelės ernergija nelabai didelė (v
18. Elektronine optika vad elektronikos šaka, tirtianti elektringųjų dalelių (elektronų ir jonų) juostų formavimą, valdymą ir jų praktinį naudo-jimą. Neutroninė optika – yra neutroninės fizikos dalis, tirianti lėtųjų neutronų (jų energiją mažiau už vieną eV) sąveiką su medž. Ji nagrinėja neutronų atspindį ir lūžimą dviejų medž. riboje, neutrono pluošto visišką vidaus atspindį nuo medž. ribos neutronų difrakciją periodinėse struktūrose.esmė:

rementis elektroninės optikos tyrimais sukurti elektron. lęšiai, elektron.prizmės, elektron. veidro-džiai. Pagaminti elektrooptiniai keitikai, elektron-iniai vamzdžiai, elektroniniai mikroskopai.

19. Niutono dėsniais pagrįsta mechanika vad klasikine. Fizikos šaka tinkanti mikrodalelėmis, vad. kvantine mechanika. Klasik. ir kvant. me-chanikai tinka bendri fizikinių dydžių tvermės postulatai: energijos, judesio kiekio, jo momento, elektros krūvio ir t.t. Kai kurie kiti kvantinės mechanikos dėsniai labai smarkiai skiriasi nuo klasikinės mechanikos dėsnių. Klasikinės fizikos požiuriu dalelės judėjimas iš esmės skiriasi nuop sklidimo: visų pirma, bangai būdingas tolydumas, o fotonui – diskretumas. Todėl klasikinė fizika tokios prigimties negali paaškinti. Kvantinės fizikos požiūriu šviesos negalima laikyti nei bangomis, nei korpuskulomis,

kaip tos sąvokos suprantamos klasikinėje fizikoje.

20. Banginės savybės būdingos kiekvienam elek-tronui. Ryšium su tuo iškyla de Broilio bangų pri-gimties bei mikrodalelės judėjimo trajektorijos problemos. Atskiras elektronas, praeidamas pro plyšį, neišplinta. Jis patenka į tam tikrą fotoplok-štelės taką. Iš anksto atspėti, į kurį tašką pataikys elektronas, neįmanoma. Tikimybė didžiausia vidu-ryje tarp plyšių ir mažiausia ties kreivės įdubomis. Kreivė vaizduoja įvykio dažnio pasiskirstymą vad statistiniu pasiskirstymu. Kreivė tokia, kokią intensyvumu numato banginė teorija de Broilio bangoms praėjus dviejų lygiagrečių plyšių sistemą ir intervalus. De Brailio banga – nefizikinė banga. Ji patogi matematinė priemonė neįprastoms mikro-dalelių savybėms paaiškinti.

21. Mikrodalelių būsenų, kurias tiksliai apibūdina judesio kiekis, tuo pačiu laiko momentu neįmano-ma tiksliai apibūdinti koordinatėmis ir atvirkščiai. Vienu ir tuo pačiu metu mikrodalelės koordinatės ir atitinkamos judesio kiekio projekcij-os neapibrėžtumų sandauga yra ne mažesnė už h Ji išreiškia fundamentalų kvantinės mechanikos principą: mikrodalelių būsenų, kurias tiksliai api-būdina judesio kiekis, tuo pačiu laiko momentu neįmanoma tiksliai apibūdinti koordinatėmis ir atvirkščiai.Kanoniškai jungtiniams dydžiams Heizenbergo nelygybė užrašoma: . W – dalelės energija, – laikas. Heizebergo nelygyė tinka bent kokias fizikinės sistemos (ir makros-kopinės) kanoniškai jungtiniams dydžiams.

22. Tamprioji banga sklinda tik mežiagine terpe. Elektromag.banga gali sklisti ir vakuume. Tačiau de Brailio banga nėra fizikinė banga; ji naudojama todėl, kad taip patogiau paaiškinti neįprastas mikr-odalelių savybes. Todėl ją aprašanti banginė funk-cija ir jos amplitudė tiesiogiai eksperimentiškai nestebimi ir fizinės prasmės neturi.Fizikinę prasmę turi tik modulio kvadratas Tikimybė, aptikti dalelę bet kurio laiko momentu t bent kokiame erdvės taške x, y, z yra proporcinga ją aprašančios banginės funkcijos modulio kvadratui

Išvada: mikrodalelei nebūdinga tiksli koordinatė ir apibrėžta trajektorija.

23. Iš Boro postulato išplaukia, kad banginė funk-cija turi tenkinti tam tikras sąlygas: 1) visoje egzistavimo srityje banginė funkcija t.b. vienareikšmė, baigtinė, tolydinė ir kvadratiškai integruotina (jeigu dydžio integralas visame kintamųjų intervale yra baigtinis). Be to ji t.b. toly-di ir be lūžių, taigi jos išvestinė t.b. tolydinė ir baigtinė.

24. Bendroji lygtis : i – menamasis vienatas, – Hamiltono operatorius. Fizikoje svarbūs atvejai, kai dalelės juda stacionariųjų jėgų lauke. Tuomet dydis V=V(x, y, z) yra dalelės pote-ncinė energija, kuri nuo laiko tiesiogiai nepriklau-so. Tokia dalėlės būsena vad. stacionariąja. Lyg-tis: sudedami ar atimami tik tais pačiais vienetais W konstanta reiškia energiją. Jei dalelės potencinė energija V=0 tuomet W yra jos kinetinė energija. (W-V yra kinet., o W –plnut. energija). Tuomet lygtis:

25.Dalelė, kurios neveikia jėgų laukas vad laisvąja. Jo potencinė energija V=const. Patogu laikyti =0.

Laisvai judanti dalelė aprašoma pilnąją bangine funkcija: pirmas narys aprašo plokščiąją monochromat. bangą, sklindančią teigiama kryptimi antras – atitinka tokią pat, tik sklindančią priešinga kryp-timi. Laisvoji dalelė aprašoma plokščiąja monohrom.banga.Dalelės energija nekvantuota. Jos koordinatės neapibrėžtumas yra be galo didelis.

26. Dalelės ar kūno potencinė energija V priklauso nuo tos dalelės (kūno) koord.. Kai ši energija, kin-tant dalelės (kūno) padėčiai erdvėje, turi minimalią vertę, sakoma, jog dalelė (kūnas) yra potencialo duobėje. Potencialo duobėje esančios dalelės ener-gija W yra kvantuota . Didėjant

sužadin-imo energijai, atstumai tarp gretimų tikimybės tankio maksimumų mažėja.

27. Praktiškai susiduriama su ne stačiakampiais, o sudėtingesnės formos potencial.barjerais. Pagal klasik. fiziką dalelė, kurios pilnut. energija W
28. Osciliatorius yra bet kokia fizikinė (mechaninė, elektromagnetinė, kvantinė) sistema, virpanti apie pusiausvyros padėtį. Kvantinis osciliatoriaus sąvo-ka yra svarbi kūno fizikai, elektromag. spinduliavi-mui, molekulių vibraciniams spektrams. Kvantinio osciliatoriaus nulinė energija: 0oK temperatūroje kristalo atomų virpėjimo energija . Taigi klasikinio osciliatoriaus galima mažiausia energi-jos vertė t.b. =0. Tačiau kristalo atomų virpėjimo sąlygojama šviesos sklaida net labai žemoje temp ( ) neišnyksta. Taigi kvantinio tiesinio osci-liatoriaus minimali energijos vertė gaunama, kai V=0, o ji lygi: (nulinė energija). Ji yra mikrodal. korpuskulinio banginio dualizmo išvada.

29. Impulso momentas (judesio kiekio momentas) svarbi sukamojo judėjimo charak. mikrosistemos būsena (atomo, molekulės) apibūdinama ne tik energija, bet ir judesio kiekio momentu bei jo projekcija tam tikroje ašyje. Klasikinėje mech. dalelės judesio kiekio momento L modulis ir jo kryptis erdvėje vienareikšmiškai nusakoma trimis jo projekcijomis Lx, Ly, Lz, Kvantinėje mecha. šiuos dydžius pakeičiame jų operatoriais. Ypatu mas: kvantinėje mechan. vienu metu negalima nusakyti dalelės judesio kiekio momento modulio ir jo krypties erdvėje. Tačiau vienu metu tiksliai galima nusakyti judesio kiekio momento modulį L(arba L2)ir tik vieną jo projekciją. Judesio kiekio (mikrodalelės) momentas L gali įgyti tik tam tikras vertes, t. y. Jis kvantuotas. Kvantmechaninė judesio kiekio momento išraiška: L – elektrono orbitinis impulsas. l – orbitinis arba šalutinis skaičius.

30. ; ( ) m – bet koks teig. arba neig. skaičius taip pat ir nulis.Dydis l nusako vektoriaus L modulį, o m projekciją ašyje Oz. Judesio kiekio momento projekcijos ašyje Oz išraiška yra bendra, t.y. ji nepriklauso nuo dydžio L prigimties. Kad sektoriaus projekcija Lz yra kvantuota, rodo, jog šis vektorius su fizikine kryptimi Oz gali suda-ryti tik tam tikrus kampus. Šis dėsningumas vad. judesio kiekio momento erdviniu kvantavimu.

31. m – bet koks teigiamas ar neigiamas sveikas skaičius, taip pat ir 0. Gauaname, kad judesio kiekio momento projekcija ašyje Oz yra dydžio kartotinė, t.y. kvantuota.

32. l – gali įgyti tik tam tikras ver-tes. Jis vad atitinkamu kvantiniu skaičiumi. Mik-rodalelės judesio kiekio momentas L gali įgyti tik tam tikras vertes, t.y. jis yra kvantuojamas. Jeigu L yra atomo elektrono orbitinis judesio kiekio mo-mentas, tai l vad orbitiniu arba šalutiniu kvantiniu skaičiumi. Tuo atveju jis įgauna svaikajam skaičiui kygias vertes, pradedant nuo 0. l vertės: 0 1 2 3 4 5 6. Simbolinis žymėjimas s p d f g h i. m – bet koks teigiamas ar neigiamas sveikas skaičius. Taip pat ir 0. Jeigu l yra atomo elektrono orbitinis judesio kiekio momentas, tai dydis m vad magne-tiniu kvantiniu skaičiumi. Taigi dydis l nusako vektoriaus l modulį, o m – šio vektoriaus projekciją ašyje Oz.

33. Neesant magnetinio lauko (B=0), atomų spinduliavimo dažniai v1 ir v2. Magnetiniame lauke (B 0), be parrindinio daž-nio v1, atomai dėl atrantos taisyklių spinduliuoja dydžiu didesnio dažnio ir mažesnio dažnio spindulius.Taip pat yra ir su dažniu v2. Magnetiniame lauke kiekviena spektrinė linija suskyka į 3 artimas linijas. Šis reiškinys vad. normaliuoju Zėmano reiškiniu.

34. Elektronas pasižymi savuoju judesio kiekio momenru, vad. sukiniu arba spinu. Kiekvienam elektronui visuomet būdingas ne tik tam tikras krū-vis, rimties masė, bet ir sukinys, ir t.y. jam būdin-gos ypatingos savybės, be kurių jis neegzistuoja. I grupės nesužadinto atomo visų elektronų, išskyrus valentinį, sukiniai tarpusavyje, kompensuojasi. Tuomet atomo magnetinį momentą nusako valen-tinio elektrono sukinys: S – sukinio kavntinis skaičius. Elektrono sukinio magnetinis kvantinis skaičius ms=+-1/2. Elektrono sakinys .

35. Principas: Vienoje kvantinėje sistemoje nagali būti dviejų (ar daugiau) antisimetrinėmis banginė-mis funkcijomis aprašomų dalelių, jeigu visi kvan-tiniai skaičiai yra vienodi.dalelės banginės funkci-jos simetriškumas susijęs su jos sukiniu. Dalelės, kurių sukinio kvantinis skaičius yra pusinis (1/2, 3/2 ir t.t.) aprašomos antisimetrinėmis banginėmis funkcijomis. Dalelės vad. fermijonais (tai elektro-nai, nukleonai, neutrinai ir t.t.). Tada principas ska-mba taip: Vienoje kvantinėje sistemoje negali būti dviejų fermijonų, turinčių visus tuos pačius kvanti-nius skaičius. Tada viename atome negali būti dviejų ar daugiau elektronų, kurių 4 kvantinių skaičių rinkiniai būtų vienodi. z(n, l, m, ms)=0 arba 1Elektronų pasiskirstymas atome pagrįstas Paulio principu ir mažiausios energijos principu.

36. Rengeno spindulių bangos ilgis trumpesnis už ultravioletinių. Jų bangų ilgis Elektronus greitina tarp katodo ir anodo sudaryta aukšta įtampa U.Greitieji elektronai, susidūrę su anodu, stabdomi. Didžioji elektronų energijos dalis virsta šiluma ir tik maža dalis ( % ) – Rengeno spinduliais.šie virsmai yra atsitiktiniai, šis spektras vad. ištisiniu.

37. Jeigu elektronus greitinanti įtampa viršija tam-tikrą anodo medžiagai būdingą vertę, tuomet Ren-geno spindulių spektras būna sudarytas iš dviejų dalių:be stabdomojo spinduliavimo stebimas mo-nochromatinis. Jis būdingas stabdančiai medžiagai, todel vad. būdinguoju spinduliavimu. Intensyvu-mas priklauso nuospinduliuojamos bangos ilgio taškuose atsiradę intensyvumo šuoliai.

38. Būdingojo spinduliavimo spektro linijos susi-telkusios į serijas. Jos vad. K, L, M, N, ir t.t. serijo-mis. Kiekviena serija sudaryta iš keleto linijųJos žymimos indeksais atitinkamai didėjan-čiam dažniui. Atomą apšaudant didelės energijos elektronais, K sluoksnio elektronas gali gauti iš jų energijos kiekį, pakankamą išlėkti iš atomo. Tokio atomo kitų sluoksnių elektronams pereinant į K sluoksnyje susidariusią vakanciją, išspinduliuoja-ma K serijos atitinkama spektro linija. Kai apšau-dant atomą elektronais, vakancija susiardo L slou-ksnyje, tuomet, užimant ją M, N, ar kino tolimes-nio sluoksnio elektronams, spinduliuojamos L serijos spektro linijos.

39. Mozlis atrado dėsnį, apibūdinantį Rengeno spindulių būdingojo spektro linijų dažnio v ir ato-minio skaičiaus Z saryšį. Dėsnis:kvadratinė šaknis yra atominio skaičiaus tiesinė funkcija. Ji užrašo-ma: – ekranavimo konstanta a – kiekvienai linijų serijai būdinga konstanta.