Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Odpoved fyzika - Coggle Diagram
Odpoved fyzika
Emisia a absorpcia svetla
Laser
pracuje na princípe stimulovanej emisie žiarenia.
Pri vzájomnej interakcii svetla s látkou môže nastať:
Spontánna (samovoľná) emisia svetla
Elektróny samovoľne prechádzajú z vyššej energetickej hladiny na nižšiu.
Tento dej nie je vyvolaný vonkajším pôsobením.
Stimulovaná (vynútená) emisia svetla
Nastáva u vzbudených atómov látky vonkajším pôsobením.
Prechod zo vzbudeného stavu do stavu s nižšou energiou je vyvolaný pôsobením elektromagnetického poľa.
má rezonančný charakter, môže ju vyvolať len fotón s rovnakou frekvenciou, akú má vznikajúci fotón.
Stimulujúci fotón a vznikajúci fotón majú rovnaký smer frekvenciu a fázu, sú koherentné.
Dopadajúce žiarenie sa procesom stimulovanej emisie žiarenia zosilňuje.
Absorpcia svetla
Pri absorpcii svetla látka pohlcuje dopadajúce fotóny svetla a elektróny v atómoch látky prechádzajú na vyššie energetické hladiny.
Foton - Fotón je vo fyzike elementárna častica, kvantum elektromagnetického poľa a základná "jednotka" svetla a všetkých ostatných foriem elektromagnetického žiarenia
Rubínový lasér
Pracovná látka je kryštál rubínu s prímesou chrómu
Pri dopade fotónov ióny Cr prechádzajú na hladiny E3, E4.
Na týchto hladinách neostávajú dlho, ale odovzdajú časť energie okolitým atómov a prejdú na hladinu E2.
Na tejto ostávajú dlhšie...
Konštrukcia:
Kryštál rubínu má tvar tyče. Na jednej strane je zrkadlo,na druhej polopriepustné zrkadlo.
Žiarenie pohybujúce sa v osi tyče sa odrazom od zrkadiel udržuje vnútri tyče a vyvoláva stimulovanú emisiu.
Polopriepustným zrkadlom žiarenie aj prechádza a tvorí laserový lúč.
Základné poznatky o atómoch
Koncom minulého storočia objavil anglický fyzik
Joseph John Thomson
elektrón..
.
Náboj elektrónu bol záporný, jeho veľkosť je e.
Hmotnosť elektrónu bola asi 1840 krát menšia ako hmotnosť atómu vodíka.
Thomsonov model atómu
Atóm s protónovým číslom Z v periodickej tabuľke obsahuje Z elektrónov.
Q- - celkový náboj elektrónov
Q+ - celkový kladný náboj
Kladný náboj atómu a takmer celá hmotnosť atómu sú približne rovnomerne rozdelené v celom objeme atómu.
V roku 1911 objavil atómové jadro nemecký fyzik Ernest Rutherford...
Z údajov o rozptyle -častíc na atómoch zlata usúdil, že celý kladný náboj atómu a takmer celá jeho hmotnosť sú sústredené v atómovom jadre.
Väčšina -častíc prešla zlatou fóliou bez zmeny smeru.
Niektoré sa však značne odchýlili a boli zistené častice, ktoré sa vracali naspäť.
-častica má kladný náboj, je 7360 krát ťažšia ako elektrón. Elektróny pohyb -častice neovplyvňujú.
Odchýlku od pôvodného smeru spôsobuje vzájomné pôsobenie -častice a kladného náboja atómu zlata
Pri spojite rozloženom kladnom náboji (podľa Thomsonovho modelu) výpočtom určené odchýlky od pôvodného smeru mali byť maximálne Ym= 1o až 2o.
Výslednica síl pôsobiacich z rôznych častí atómu je malá.
Veľké odchýlky bolo možné vysvetliť len tým, že celý kladný náboj a takmer celá hmotnosť sú sústredené v malom jadre v strede atómu.
Na -časticu pôsobí veľká elektrostatická sila medzi celým kladným nábojom jadra a nábojom -častice. Táto sila môže spôsobiť veľké odchýlky...
Rutherfordov model atómu
Atóm má jadro, ktorého priemer je rádovo 10-15 m.
V jadre je sústredená prakticky celá hmotnosť atómu.
Elektróny vytvárajú okolo jadra elektrónový obal, ktorého priemer je rádovo 10-10 m a určuje celkový rozmer atómu.
Elektrický náboj elektrónov v obale kompenzuje elektrický náboj jadra a atóm je elektricky neutrálny.
Kvantovanie energie atómu
Významným zdrojom informácii o atóme je jeho spektrum
Spektrum prvku v podobe plynu tvorí súbor čiar.
Čiarové spektrum žiarenia vysielaného elektrónmi sa podľa predstáv o planetárnom modeli atómu nedalo vysvetliť...
Dánsky fyzik Niels Bohr vypracoval v roku 1913 kvantový model atómu vodíka...
Energia atómu vodíka
n - hlavné kvantové číslo
->Ak n=1 je atóm v základnom stave, jeho energia je najmenšia En=-13,53 eV
-> Ak n>1 je atóm vo vzbudenom (excitovanom) stave.
Jeho energia je
Energiu uvoľnenú pri prechode atómu z jedného stavu do druhého odnáša je diný fotón s energiou E=hfnm.
Istej frekvencii odpovedá aj istá vlnová dĺžka, čo odpovedá jednej čiare v spektre atómu vodíka.
Bohrov postulát:
Atóm sa môže nachádzať len v istých kvantových stavoch.
Každý kvantový stav má presne určenú hodnotu energie.
Bohrov postulát:
Pri prechode atómu zo stavu s energiou En do stavu s nižšou energiou Em vysiela atóm žiarenie s frekvenciou fnm ...
Energia atómu vodíka
Celková energia atómu je záporná...
Aby atóm prešiel do vzbudeného stavu, musíme mu dodať energiu...
1 more item...
Ak atóm prejde do základného stavu, vyžiari fotón s rovnaou energiou, akú prijme pri prechode do vzbudeného stavu.
1 more item...
Ak atóm získa energiu E1→∞=13,53 eV energia sústavy protón - elektrón je nulová.
Elektrón sa oddelí od atómu, nastane ionizácia atómu.
1 more item...
1 more item...
Energetické hladiny atómu vodíka
Hodnoty energie stacionárnych stavov atómu vodíka tvoria sústavu diskrétnych hodnôt.
1 more item...
Vrstva elektronového obalu
súbor elektrónov s rovnakým hlavným kvantovým číslom n.
2 more items...
Atómový orbital
2 more items...
Vonkajší fotoelektrický jav
Na elektroskop pripevníme zinkovú platničku a na bijeme ju záporným elektrickým nábojom…
Elektroskop ukáže výchylku
Nabitú platničku osvetlíme „horským slnkom“...
výchylka elektroskopu poklesne, platnička „stratí“ záporný elektrický náboj.
Ak zinkovú platničku nabijeme kladným elektrickým nábojom…
Výchylka elektroskopu ostane aj po osvetlení.
Dopadajúce žiarenie uvoľňuje z kovu elektróny,
ale nie častice s kladným nábojom.
Medzi zdroj žiarenia a zinkovú platničku postavíme sklenú platňu pohlcujúcu ultrafialové žiarenie…
uvoľnenie elektrónov z kovu nenastáva.
Na katódu dopadá žiarenie, ktoré z nej uvoľňuje elekt
Závery:
Pre každý kov existuje hraničná frekvencia - f0:
ak f > f0 , žiarenie uvoľňuje elektróny z kovu,
ak f < f0 , žiarenie neuvoľňuje elektróny z kovu.
Ak f > f0:
veľkosť prúdu je priamo úmerná intenzite dopajúce ho žiarenia.
Energia elektrónov uvoľnených z katódy:
sa zväčšuje so zväčšovaním frekvencie žiarenia,
nezávisí od intenzity dopadajúceho žiarenia.
Einsteinova teória fotoelektrického javu (1905)
Energia žiarenia nie rozložená v priestore spojite, ale sa skladá z konečného počtu v priestore lokalizova ných kvánt, ktoré môžu byť pohltené a vyžiarené len ako celky...
Energia svetelného kvanta (fotónu)
Hybnosť svetelného kvanta (fotónu)
h = 6,63.10-34 J.s (Planckova konštanta)
svetelné kvantum = fotón
Každý fotón odovzdá energiu jedinému elektrónu
Wv - výstupná práca
Časť energie fotónu sa spotrebuje na uvoľnenie elektrónu z kovu a zvyšok ostane elektrónu ako jeho kinetická energia.
1 more item...
Podmienka vzniku fotoelektrického javu
Ak
2 more items...
