Valno- čestična svojstva EM zračenja i tvari Zračenje užarenih tijela -toplina : konukcija (vođenje), konvekcija (strujanje), raijacija (zračenje) -toplinsko zračenje : energija se izmjenjuje putem EM valova -idealno crno tijelo – potpuno apsorbira svo upano zračenje -u prirodi takvo tijelo ne postoji -aproksimacija – izotermna šupljina (šupljina na konstantnoj temperaturi s mali otvorom kroz koji ulazi zračenje)
-vjerojatnost a zračenje koje uđe kroz otvor, a zatim kroz njega i izađe je vrlo mala -pri svakoj refleksiji se jean io zračenja apsorbira -otvor takve šupljine ponaša se kao iealno crno tijelo
Wienov zakon
je to manja što je temperatura tijela viša Wienova konstanta proporcionalnosti
-valna uljina kojoj pripaa maksimum zračenja
Stefan-Boltzmannov zakon zračenja crnog tijela -intenzitet zračenja (energija koju zrači kvaratni metar površine crnog tijela u jenoj sekuni) proporcionalan je četvrtoj potenciji apsolutne temperature tog tijela
Stefan-Boltzmannova konstanta
-klasična teorija nikako nije mogl a objasniti eksperimentalne krivulje
I=P/S
Jeans-Rayleighov zakon -teorija se poklapala s eksperimentom samo kod velikih valnih duljina (malih frekvencija) -kod malih valnih duljina (velikih frekvencija) su krivulje trebale težiti u beskonačnost -ultraljubičasta katastrofa
Planckov zakon zračenja crnog tijela -Planck : „ Crno tijelo se sastoji o golemog broja oscilatora, koji energiju ne zrače kontinuirano ved u kvantima“ frekvencije f zračenja -oscilatori mogu zračiti samo energije E koje su proporcionalne cjelobrojnom umnošku frekvencije
Planckova konstanta
-energija oscilatora se ne može mijenjati kontinuirano, nego skokovito, za iznos jenog ili više kvanata - što što je veda energija energija harmonijskog harmonijskog oscilatora, potreban potreban je i vedi vedi iznos energije za njegovo pobuđivanje pobuđivanje -zato je broj harmonijskih oscilatora koji se pri oređenoj temperaturi temperaturi mogu pobuiti sve manji što je frekvencija veda
- opaanje energije zračenja kaa frekvencija pređe vrijenost na kojoj tijelo maksimalno
zrači
-ne viimo zelene i ljubičaste zvijeze – RGB
Fotoelektrični učinak -svjetlost : zrnca energije (Planck) -svjetlost donosi energiju -sloboni elektroni unutar metala ipak su vezani za površinske ione -energija koju im treba ovesti a bi izašli iz metala naziva se energija vezanja (izlazni rad) -emisija elektrona može se ostvariti toplinom ( termoelektronska emisija ) ili EM zračenjem ( fotoelektronska emisija ) -(termoelektronska emisija – katodna cijev) -fotoelektronska emisija -P.Lenard 1899. uočio a maksimalna Ek izašlih elektrona ne ovisi o intenzitetu svjetlosti, i da ovisi o frekvenciji upotrebljenog EM zračenja i razmjerna je s njom kojom obasjavamo katou povedava se samo samo broj izbačenih elektrona -povedanjem intenziteta svjetlosti (jenake f) kojom
koji doprinose jakosti struje , dok njihova Ek ostaje ista -električno polje negativno nabijene anoe zaustavlja elektrone koji imaju kinetičku energiju
-ako je frekvencija zračenja manja o granične frekvencije nema fotoefekta -granične frekvencije su posebno niske za alkalne kovine (fotoefekt ka su obasjane viljivom svjetlošdu) -fotokatode -fotodelija -otvaranje vrata -fotodelija – staklena cijev iz koje je isisan zrak i u nju su ugrađene 2 metalne katoe -katoda (-) anoda (+) -katoda je premazana npr. slojem cezija -ka se katoa osvijetli iz nje izlijedu elektroni i olaze na anou -jakost fotostruje je proporcionalna intenzitetu svijetlosti (ako je stalna f i U)
-Einstein 1905. pretpostavlja da je svjetlost (EM) roj fotona -energija fotona (kvanta EM zračenja) razmjerna je frekvenciji -foton nema masu ni naboj -pri obasjavanju metala EM zračenjem, sloboni elektron u metalu upija foton i povedava svoju Ek za iznos energije upijenog fotona
-ako je ta energija fotona veda o energije vezanja, ona olazi o fotoefetka i elektron izlijede iz metala s oređenom Ek
-nema fotoefekta ako je hf manja od izlaznog rada, metal se grije
Valno- čestični karakter EM zračenja -svjetlost (EM zračenje) je ualne prirode -s tvari međujeluje kao roj čestica -prostorom se širi kao val (ogib, interferencija, polarizacija) -čestična priroa se ne uočava ko raiovalova (velika valna uljina) -čestična svojstva su vrlo izražena ko gama zračenja
De Broglieva relacija -iz specijalne teorije relativnosti -fotoni nemaju masu ni naboj
-prave čestice (čestice tvari)
√
-ako gleamo elektron ona možemo govoriti o valovima
-elektroni mogu dati ogibnu sliku -elektronski mikroskop -J.J. Thompson je otkrio elektron (nabijena čestica) -J.P Thomspon je pokazao ogib elektrona (val) -i čestice tvari i EM zračenje pokazuju valno – čestična svojstva -valna svojstva uočavamo ako je priružena velika valna uljina u onosu na dimenzije samog objekta -kvanti zračenja nisu očuvani ok za čestice tvari vrijei očuvanje njihova broja -katodne zrake -katoda (-) anoda (+) -flourescencija -katone zrake skredu u električnom i magnetskom polju - imaju naboj
Povijesni razvoj modela atoma Leukip (450 (450 BC) -Leukip -najsitnije nejeljive čestice tvari, u gibanju -Demokrit Demokrit (400 (400 BC) -Boškovid - atom je sreište sile koja se mijenja ovisno o ualjenosti o sreišta -J.Dalton J.Dalton (1805.) (1805.) -svi atomi nekog elementa su jednaki, atomi različitih elemenata imaju različita svojstva -znanstveno proučavanje -stalni maseni omjeri -1869. otkride katonih zraka - Hittorf -1897. J.J Thompson
-moel vodnog kolača
-otkride elektrona -odredio omjer naboja i mase elektrona (mp>me) -Thompsonov model pretpostavlja da su – i + naboji jenoliko raspoređeni po cijelom volumenu atoma -1898. Wien – kanalne zrake (kasnije otkriveno da su to protoni) -1909. R.Millikan R.Millikan izmjerio izmjerio naboj elektrona -1906. (1911.) E.Rutherford -alfa česticama (pozitivan naboj) bombarira tanak listid zlata i pomodu flourescentnog zaslona registrira raspršene čestice
-vedina alfa čestica je prolazila kroz listid, samo mali io skrede po velikim kutom -obijanje može prouzročiti samo neka ruga + čestica velike mase -jezgra – u njoj je saržana gotovo sva masa atoma
-sve prazan prostor – zato vedina alfa čestica prolazi kroz listid -sila između elektrona i jezgre je električna sila (uzrokuje kružno gibanje :
Fel=Fcp)
E=Ek+Ep
-oko jezgre kruže elektroni – NUKLEARNI ATOM (PLANETARNI MODEL ATOMA) -nedostatak Rutherfordovog modela -elektron koji kruži oko jezgre se ubrzava, i po Maxwellu samo el. struje generiraju mag. polje -ako se naboji ubrzavaju, generiraju EM va love, kontinuirano kao val -time mu se smanjuje energija i za otprilike
jezgru spiralnom putanjom pada na jezgru
-frekvencija bi mu se postupno mijenjala što ogovara kontinuiranom spektru ali u pokusima se opažaju linijski spektri
Zračenje užarenih tijela -propuštanjem svjetlosti što ga emitira neki izvor kroz optičku rešetku ili prizmu nastaje spektar -emisijski spektar razlikuju) – kvantizirane -linijski spektar – vrsta emisijskog, spektralna analiza (linijski spektri različi tih elemenata se razlikuju) –
linije -plinovi i pare emitiraju spektre načinjene o niza spektralnih linija međusobno ovojenih tamnim poručjima
-užarena čvrsta tijela emitiraju vrstu emisijskog spektra koji se zove kontinuirani spektar -emitiraju ih i plinovi velike gustode pri visokim temperatur ama
-ako svjetlost iz izvora koji aje kontinuirani spektar prolazi kroz plin ili paru niže temperature, viimo kontinuirani spektar ispresjecan tamnim linijama -tamne linije su poljeica apsorpcije oređenih valnih uljina pa se takav spektar zove apsorpcijski spektar
-plin apsorbira one valne duljine koje bi sam emitirao
-Balmerova empirijska formula
( )
Bohrov model atoma -Bohrova teorija atoma temelji se na 2 eksperimentalne činjenice: -postojanje atomske jezgre -podaci o linijskim atomskim spektrima, posebno za vodik -da bi izbjegao padanje elektrona na jezgru, Bohr kvantizira atom 1.postulat
-elektroni se mogu kretati sa mo po strogo oređenim stazama za koje vrijei
L=mvr = moment količine gibanja (zamah) -očuvanje zamaha – manji polumjer, brzina veda n=pozitivni cijeli broj = glavni kvantni broj
⃗ ⃗ ⃗
vektorski produt
-palac : smjer r -prsti : smjer p -dlan (otvoren): smjer L
-veza 1. Bohrovog postulata i de Broglieve relacije
-na toj stazi ima cijeli broj (n) valnih duljina -konstruktivna interferencija -stojni val -elektron samo na tim (nekim) stazama se pojačava -najveda vjerojatnosat a demo elektron nadi na toj stazi -elektronski oblak – gustoda oblaka - vjerojatnost
2.postulat
-prijelaz elektrona iz jene putanje u rugu mogud je samo kvantnim skokovima pri čemu elektroni emitiraju ili apsorbiraju kvant EM zračenja , čija je energija jenaka razlici energija tih vaju stanja -nema kontinuriranog zračenja
-(obrnuta situacija – iz niže u više energ. stanje – upija fotone) -odredite polumjer n-te kvantne staze (rn), brzinu (vn) e lektrona na toj stazi i opuštene energije (En) -sila koja rži elektron na kružnoj putanji je električna sila = centripetalna sila
Bohrov radijus
-ukupna energija elektrona na nekoj kružno j stazi ukupna energija=kinetička energija + potencijalna energija
-ukupna energija je uvijek negativna -slično kao i za satelit
-energija vezanja
-dok se elektron giba po jenoj o mogudih staza, ona prema Bohru, ne emitira energiju ; atom je tada u stacionarnom energijskom stanju
