2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv).

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv)."

Transkriptio

1 RÖNTGENSÄTEILY Erilaisiin sovellutustarkoituksiin röntgensäteilyä synnytetään ns. röntgenputkella, joka on anodista (+) ja katodista () muodostuva tyhjiöputki, jossa elektrodien välille on kytketty hyvin korkea jännite V 0 (yli 10 kv). Anodi on jotain raskasta metallia, esimerkiksi kuparia, ja katodi jotain hyvin kuumuutta kestävää metallia, esimerkiksi volframia. Katodia hehkutetaan, jolloin siitä irtoaa elektroneja, jotka kiihtyvät elektrodien välisessä sähkökentässä ja saavuttavat suuren nopeuden ennen törmäämistä anodiin. Elektronien osuessa anodiin ne lähettävät röntgensäteilyä, jonka spektri (aallonpituusjakauma) on jatkuva tietystä minimiaallonpituudesta ( min ) alkaen ja jossa lisäksi havaitaan yksittäisiä piikkejä viereisen kuvan mukaisesti. Jatkuva spektri on ns. jarrutussäteilyä (bremsstrahlung), joka syntyy elektronien jarruuntuessa ja muuttaessa suuntaansa voimakkaasti kohdemateriaalin ydinten ja elektronien läheisyydessä. Jarrutussäteilyn kvanttien suuruudet määräytyvät siitä miten paljon elektronit luovuttavat kineettistä energiaansa säteilyksi. Minimiaallonpituus syntyy, kun elektroni luovuttaa kaiken liikeenergiansa ( ev 0), joten hc ev0, min missä e on elektronin varaus ja V 0 kiihdytysjännite.

2 12 Monissa sovellutuksissa jatkuvan spektrin osuus röntgensäteilyssä halutaan mahdollisimman suureksi. Tämän vuoksi anodimateriaaliksi valitaan mahdollisimman raskas metalli, sillä röntgenkvanteiksi muuttuva osuus kiihdytettyjen elektronien energiasta on verrannollinen tuloon ( ev0 ) Z, missä Z on anodimateriaalin järjestysluku. Tehtävä: Beetasäteily on suurella nopeudella eteneviä elektroneja (tai positroneja). Pohdi miksi beetasäteilyltä suojautumiseen käytetään yleensä alumiinilevyjä tai pleksilasia. Esimerkiksi raskaan lyijyn käyttäminen on kielletty. Spektripiikit ovat röntgenputken anodimateriaalille tyypillisiä ns. karakteristisia spektriviivoja, jotka syntyvät kiihdytettyjen elektronien törmätessä anodiatomien sisäelektroneihin irroittaen niitä. Aukot täyttyvät ulompien elektronien siirtyessä tilalle ja siirtymissä emittoituu röntgensäteilyä.

3 YTIMEN RAKENNE JA OMINAISUUKSIA Heti ytimen löytymisen jälkeen kysyttiin onko sillä rakennetta ja millainen se mahtaisi olla luvun alkupuolelle tultaessa ytimestä oli muodostunut malli, joka on käyttökelpoinen vielä nykyisinkin. Nukleonit Mallin mukaan ydin koostuu kahdentyyppisistä hiukkasista, positiivisesti varautuneista protoneista ja neutraaleista neutroneista. Nämä hiukkaset ovat yhteiseltä nimeltään nukleoneja. Nuklidit ja isotoopit 19 Protonin varaus ( (49) 10 C) on itseisarvoltaan sama kuin elektronin varaus, joten neutraalissa atomissa kutakin ytimen protonia kohti on oltava yksi elektroni. Ytimessä olevien protonien lukumäärä on ns. järjestysluku Z (atomic number, varausluku, protoniluku). Neutronien lukumäärä on ns. neutroniluku N (neutron number) ja nukleonien kokonaismäärä AZ N on ns. massaluku (atomic mass number). Tätä nimitystä käytetään, koska ytimen massa on hyvin lähellä arvoa Anukleonin massa. Ydin, jolla on tietty A ja tietty Z on ns. nuklidi (nuclide). Nuklidia merkitään symbolilla A Z X, missä X on kyseisen alkuaineen kemiallinen symboli. Esimerkiksi N tarkoittaa typpiydintä, jossa on 7 protonia ja 8 neutronia Atomin kemialliset ominaisuudet määräytyvät sen elektronirakenteesta, ts. ytimessä olevien protonien lukumäärästä. Järjestysluku Z

4 14 määrää siis sen mistä alkuaineesta on kyse. Esimerkiksi seuraavat atomit ovat kaikki hiiliatomeita ( Z 6): 11 6 C, 12 6 C, 13 6 C, C, 6 C, C. 6 Ytimet, joissa on vakiomäärä protoneita, mutta neutroniluku ja siten myös massaluku vaihtelevat, ovat kyseisen alkuaineen ns. isotooppeja (isotopes). Ytimen säde Jo Rutherford sirontakokeillaan havaitsi, että ytimen säteen täytyy olla kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin itse atomin säteen. Ytimen koko on luonnollisesti jo aaltohiukkasdualismin ja epätarkkuusperiaatteen valossa pakostakin epämääräinen käsite. Ydin voidaan kuitenkin ajatella palloksi, jolle sirontakokeiden perusteella voidaan määrittää (efektiivinen) säde R. Hyvällä tarkkuudella R 13 RA 0, missä R 0 on kokeellisesti määritettävä vakio R 0 1, m. Massoista: Ydinten (ja yleensä varattujen hiukkasten) massat voidaan määrittää esimerkiksi massaspektrometrillä, jossa magneettikentässä liikkuvan varauksen radan kaarevuussäde mitataan. Massa on kätevintä ilmoittaa ns. atomimassayksiköissä u (unified atomic mass unit). Atomimassayksiköissä yhden neutraalin 12 6 C-atomin massa on 12, u. Muunnoskerroin kilogrammoiksi on 27 1u 1, (10) 10 kg. Massat annetaan usein myös energiana (elektronivoltteina). Näin voidaan tehdä, koska massa ja energia ovat ekvivalentteja Einsteinin yhtälön E mc mukaan. 2 Pätee 1u 2 c 931,49MeV.

5 Tärkeitä lepomassoja: 15 kg u MeV elektroni (e) neutroni (n) protoni (p) vetyatomi ( 1 H) deuterium ( 2 1 H) Tehtävä: Osoita, että yksi atomimassayksikkö vastaa energiaa 931,49 MeV. Tehtävä: Osoita, että kaikkien nuklidien tiheys on suurinpiirtein sama ja laske lisäksi rautaytimen (massaluku 56) säde ja tiheys. 3u Vastaus: ei riipu A:sta, 4,59 fm ja 3 4 R kg/m SIDOSENERGIA JA YTIMEN STABIILISUUS Stabiilin ytimen hajoittaminen erillisiksi protoneiksi ja neutroneiksi vaatii energiaa. Tämän vuoksi ytimen kokonaismassa on aina pienempi kuin sen muodostamien protonien ja neutronien yhteenlaskettu massa. Energia, joka vaaditaan nukleonien erottamiseksi on ns. sidosenergia E B (binding energy). Sidosenergia saadaan laskemalla 2 E ( ZM Nm A M) c, B H n missä sulkujen sisältämä osuus on ns. massakato (mass defect). Kaavassa Z A M on neutraalin atomin massa (sisältää elektronit), Z on protonien lukumäärä ja M protonin ja yhden elektronin (siis H Z

6 16 ZM H on siis erillisten proto- Nm on erillisten neutronien yhden neutraalin vetyatomin) massa. nien ja elektronien yhteinen massa. kokonaismassa. n Atomeista yksinkertaisin on vety, jonka ydin koostuu pelkästään yhdestä protonista, eikä sitä siis voida hajoittaa. Seuraavaksi tulee vedyn isotooppi deuterium 2 1 H, jonka ydin koostuu yhdestä protonista ja yhdestä neutronista. Deuteriumin ydintä sanotaan deuteroniksi. Deuteriumin massa on 2, u, joten deuteronin sidosenergiaksi tulee EB (1,007825u 1,008665u 2, u) c 2 0,002388uc MeV 2,224 MeV. Tärkeä mitta sille miten tiukasti nukleonit ovat sitoutuneet toisiinsa on ns. sidososuus EB / A, joka on sidosenergia nukleonia kohti (binding energy per nucleon). Deuteronin tapauksessa EB 2,224 MeV 1,112MeV A 2, joka on pienin luonnossa havaituista sidososuuksista. Kuvassa seuraavalla sivulla on esitetty stabiilien ydinten sidososuudet massaluvun A funktiona. Havaitaan, että sidososuus aluksi kasvaa A:n kasvaessa. Käyrä saavuttaa tasanteen (noin 8,7 MeV) kun A 40 ja lähtee laskuun kun A ylittää arvon 80. Tehtävä: Laske kaikkein voimakkaimmin sitoutuneen ytimen Ni massakato, sidosenergia ja sidososuus. Neutraalin Ni-atomin massa on 61, u. Vastaus: 0,585361u, 545,26 MeV, 8,79 MeV 2

7 17 Käyrän lasku suurilla A:n arvoilla (ja pienillä) tarkoittaa sitä, että raskailla ytimillä (ja hyvin kevyillä) nukleonit ovat heikommin sitoutuneita toisiinsa kuin keskiraskailla ( A 40 80) ytimillä. Tätä ominaisuutta hyödynnetään energian tuotossa fissiolla ja fuusiolla. Joukko protoneita ja neutroneita ei voi spontaanisti muodostaa pysyvää rakennelmaa jo protonien keskinäisen sähköisen poistovoiman takia. Herää kysymys millainen voima voi pitää ytimet koossa ja kumota näin sähköisen hajottavan poistovoiman. Tämän uuden voiman on oltava vahvempi kuin sähköisen voiman, joten sitä sanotaan vahvaksi ydinvoimaksi (strong nuclear force). Vahva ydinvoima on vetovoima, joka vaikuttaa nukleonien välillä. Voima vaikuttaa samalla tavalla onpa kysymyksessä protonit tai neutronit (tai protoni-neutroni pari). Protonit vetävät toisiaan puoleensa vahvan voiman vaikutuksesta ja samanaikaisesti hylkivät toisiaan sähköisen voiman ansiosta. Neutronit ovat neutraaleja, joten ne vain vetävät toisiaan vahvan voiman vaikutuksesta.

8 18 Vahva ydinvoima on huomattavasti monimutkaisempi kuin sähköinen tai gravitaatiovoima. Yksi vahvan voiman tärkeä ominaisuus on sen lyhyt kantama (short-range force). Kahden nukleonin 15 välinen voima on hyvin vahva, kun ne ovat lähempänä kuin 10 m :n päässä toisistaan ja käytännössä nolla tätä kauempana. Sähköinen ja gravitaatiovoima vaikuttavat puolestaan hyvinkin kaukaa (long range forces). Vahvalla ydinvoimalla on muitakin erikoisuuksia. Esimerkiksi, jos ytimen neutronien lukumäärä poikkeaa paljon protonien lukumäärästä, niin ytimen sidosenergia pienenee rajusti ja saattaa johtaa jopa epästabiilisuuteen. Stabiileilla ytimillä protoniluku on lähellä neutronilukua ( N Z). Nuklidien ominaisuuksia esitetään tavallisesti ns. nuklidikartan avulla. Nuklidikartta on ( Z, N)-koordinaatisto, jossa kutakin nuklidia vastaa yksi piste. Nuklidikartassa stabiilit ytimet muodostavat suhteellisen kapean uran (ns. Heisenbergin uoman), joka kääntyy hieman ylöspäin N Z suorasta raskailla ytimillä. Se, että raskaissa ytimissä neutronien osuus on suurempi, on helppo ymmärtää seuraavasti. Raskaammissa ytimissä myös protoniluku Z on suuri, joten sähköisen poistovoiman merkitys on suurempi. Neutronien lukumäärän kasvattaminen yli-suureksi

9 19 kumoaa tämän vaikutuksen, koska neutronit eivät koe kyseistä sähköistä poistovoimaa, mutta antavat kuitenkin oman kontribuutionsa ydinvoimaan. Hyvin raskailla ytimillä edes neutronit eivät pysty pitämään ydintä koossa. Kaikki ytimet, joilla Z 82, ovat epästabiileja. 2.5 RADIOAKTIIVISUUS Vuonna 1896 Henri Becquerel ( ) havaitsi, että eräs mineraali (sattui sisältämään uraania) tummensi valokuvauslevyn, vaikka levy oli suojattu valolta. Mineraali emittoi uutta tuntematonta säteilyä. Tämä oli ensimmäinen havainto radioaktiivisuudesta. Marie ( ) ja Pierre ( ) Curie eristivät uusia alkuaineita (poloniumin ja radium), jotka olivat hyvin radioaktiivisia. Uusia radioaktiivisia aineita löydettiin vähitellen paljon. Ajanmittaan kävi ilmeiseksi, että uusi säteily tulee atomien ytimistä. Nykyisin tunnetaan noin 2500 nuklidia, joista vain alle 300 on pysyviä (ks. diagrammi edellisellä sivulla). Loput ovat epästabiileja ja hajoavat toisiksi ytimiksi emittoimalla hiukkasia ja sähkömagneettista säteilyä. Tätä prosessia sanotaan radioaktiivisuudeksi. Luonnossa esiintyvistä epästabiileista isotooppeista käytetään nimitystä luonnon radionuklidit. Niitä on havaittu yli 70. Tavallisesti näillä Z (esim. Rn, Ra, U) mutta myös esimerkiksi 40 K, 50 V, 87 Rb, 138 La ja 147 Sm ovat aktiivisia. Radioaktiivisuus keksittiin (Rutherford) nimenomaan luonnon radioaktiivisista aineista. Epästabiileja nuklideja voidaan valmistaa myös keinotekoisesti laboratoriossa ydinreaktioissa (I. Curie ja F. Joliot 1934). Puhutaan kei-

10 20 notekoisista radionuklideista ja keinotekoisesta radioaktiivisuudesta. Rutherford et al. havaitsivat vuonna 1896, että radioaktiivinen säteily voidaan jakaa kolmeen tyyppiin sen mukaan miten hyvin ne läpäisevät materiaaleja. Yksi säteilylaji ei pystynyt läpäisemään edes paperiarkkia, toinen läpäisi juuri ja juuri 3 mm:n paksuisen alumiinilevyn ja kolmas oli niin läpitunkevaa, että se pystyttiin havaitsemaan vielä usean senttimetrin paksuisen lyijylevyn takaa. Tutkijat nimesivät säteilytyypit aakkosten mukaan -säteilyksi, -säteilyksi ja -säteilyksi järjestyksessä niin, että -säteily on kaikkein läpitunkevin laji. Pian havaittiin, että kuhunkin säteilytyyppiin liittyy oma varaus niin, että ne taipuvat eri tavalla magneettikentässä viereisen kuvan kokeessa. Alfasäteet todettiin positiivisesti varatuiksi, beetasäteet negatiivisesti varatuiksi ja gammasäteet osoittautuivat neutraaleiksi. Aikanaan säteilylajit pystyttiin tunnistamaan. Gammasäteet ovat hyvin suurenergisiä fotoneita siis sähkömagneettista säteilyä, jonka energia on jopa suurempi kuin röntgensäteilyllä. Beetasäteet ovat elektroneja (niitä ei oteta elektroniverhosta vaan ne syntyvät ytimessä) ja alfasäteet ovat yksinkertaisesti helium-atomin ytimiä 4 2 He, ts. -hiukkaset koostuvat kahdesta protonista ja kahdesta neutronista.

11 ALFAHAJOAMINEN Ydin hajoaa emittoiden alfahiukkasen ( 4 2He) pääasiassa silloin, kun se on liian suuri ollakseen stabiili. Alfaemissiossa ytimen N ja Z molemmat pienenevät kahdella, joten massaluku A vähenee neljällä ja ydin siirtyy lähemmäksi stabiilisuusaluetta nuklidikartalla. Alfahajoamista voidaan kuvata yhtälöllä A Z N N' He, A4 4 Z2 2 missä N on alkuperäinen ydin (emoydin, parent) ja N ' syntynyt uusi ydin (tytärydin, daughter). Tätä alkuaineen muuttumista toiseksi sanotaan transmutaatioksi (transmutation). Klassinen esimerkki alfahajoamisesta on radiumin Ra hajoaminen radoniksi Rn. Hajoamista esitttää alla oleva kuva. Kuvassa (a) on esitetty varsinainen hajoaminen. Sitä kuvaa yhtälö Ra Rn He Hajoaminen tapahtuu spontaanisti -hiukkasen tunneloituessa ydintä koossapitävän potentiaalivallin läpi, kuva (b).

12 22 Hajoamisen reaktioenergia (disintergation energy) eli ns. Q-arvo lasketaan massan muuttumisen avulla yhtälöstä QM c ( M m ) c, P 2 2 D missä M P on emoatomin massa ja MD m tytäratomin ja - hiukkasen yhteinen massa. On huomattava, että Q-arvon laskemisessa käytetään nukliditaulukoiden mukaisia neutraalien atomien massoja. Alfahajoaminen on luonnollisesti mahdollinen vain, jos Q 0. Vapautunut energia jakautuu kineettiseksi energiaksi tytäratomin ja -hiukkasen kesken: M D m Ekin( ) Q ja Ekin( tytär) Q M M m D m Kaikilla tietyn ytimen hajoamisessa syntyneillä -hiukkasilla on sama kineettinen energia. Alfasäteilyn energiaspektri on ns. monoenergeettinen (kuva vieressä) eli ns. viivaspektri. Alfasäteilyjen energiat ovat tyypillisesti välillä 4-8 MeV. Tehtävä: Osoita, että radiumin hajoaminen radoniksi on energeettisesti mahdollinen ja laske syntyvän hiukkasen kineettinen energia. Vastaus: Q 0 ja E MeV ( ) kin 4,78 Alfahajoamisessa tytärydin jää usein viritettyyn tilaan, kuten sivulla 21 kuvassa (c) käy radonille. Näissä tapauksissa -hiukkasten energiaspektrissä näkyy useita monoenergeettisiä viivoja osan reaktioenergiasta jäädessä viritysenergiaksi. Alfahajoamisen yh- D

13 23 teydessä havaitaan siis usein myös gammasäteilyä, kun virittynyt tytärydin siirtyy perustilaansa. 2.7 BEETAHAJOAMINEN On olemassa kolme erilaista beetahajoamistyyppiä: beeta-miinus ( ), beeta-plus ( ) ja elektronikaappaus (EC). -hiukkaset ovat elektroneja ja -hiukkaset positroneja. Ytimessä syntyy elektroneja ja positroneja neutronien ( n ) muuttuessa protoneiksi ( p ) ja päinvastoin seuraavien reaktioiden mukaisesti: : n p EC : : pn pe n missä e on elektronin neutriino ja e vastaava antineutriino. Nämä lisähiukkaset tarvitaan varmistamaan liikemäärän säilyminen reaktioissa. Neutriino ja antineutriino ovat varauksettomia ja massattomia (tai ainakin hyvin kevyitä) hiukkasia eikä niitä sen vuoksi havaita. Beeta-miinus-hajoaminen: Ydin hajoaa emittoiden elektronin ( ) silloin, kun sen neutroniprotoni-suhde N/ Z on liian suuri. Hajoamisessa N pienenee yhdellä ja Z kasvaa yhdellä, joten suhde pienenee ja tytärydin on siten lähempänä stabiilisuuskäyrää. -hajoamista kuvaa yhtälö N N. A A Z Z1 ' e e e e

14 24 On huomattava, että reaktiossa -hiukkanen eli elektroni tulee ytimestä neutronin muuttuessa protoniksi. Elektroniverhon elektronien lukumäärä ei muutu, joten tytäratomi N ' jää positiivisesti varautuneeksi ioniksi. Hajoamisen Q-arvoksi saadaan missä Q[ M ( M m )] c M P on neutraalin emoatomin massa, P D 0 2 M D on positiivisesti varatun tytärionin massa ja m 0 on -hiukkasen eli elektronin massa. Neutriinot ja antineutriinot oletetaan massattomiksi. Kun tytäratomin massana käytetään nukliditaulukoista saatavaa neutraalin atomin massaa MD MD m0 saadaan Q arvolle kaava ( ) Q M M m m c M M c 2 2 P D 0 0 P D Q-arvon ilmoittama hajoamisenergia jakautuu -hiukkasen, antineutriinon ja tytärionin kesken. Raskas ydin saa kuitenkin vain hyvin vähäisen osan liike-energiasta. Energia voi jakautua eri tavoin kolmen tuloshiukkasen kesken, joten -hiukkasilla voi olla kaikkia mahdollisia energioita välillä 0 Q. Tyypillinen -säteilyn energiaspektri on esitetty kuvassa alla vasemmalla. Tyypillisesti -lähteiden energiaspektrin maksimi on muutamista kymmenistä kev:sta muutamiin MeV: hin. On tavallista, että myös -hajoamisessa tytärydin jää viritettyyn tilaan emittoiden sitten yhden tai useampia -kvantteja.

15 25 Tehtävä: Koboltti-60 (A = 60 ja Z = 27) on paljon käytetty ydin lääketieteessä. Osoita, että koboltti-60 voi olla -aktiivinen. Beeta-plus-hajoaminen Ydin hajoaa emittoiden positronin ( ) silloin, kun sen neutroniprotoni-suhde N/ Z on liian pieni. Hajoamisessa N kasvaa yhdellä ja Z pienenee yhdellä, joten suhde kasvaa ja tytärydin on lähempänä stabiilisuuskäyrää. -hajoamista kuvaa yhtälö josta reaktion Q-arvoksi tulee nyt N N, A A Z Z1 ' e Q M M m c 2 [ P ( D 0)], missä nyt M D on negatiivisesti varatun tytärionin massa ja m 0 on positronin massa, joka on sama kuin elektronilla. Nyt siis tytäratomin elektroniverhossa on yksi elektroni enemmän kuin mitä on sen ytimessä protoneja. Kun tytäratomin massana käytetään neutraalin atomin massaa MD MD m0, saadaan Q arvolle kaava ( ) ( 2 ) Q M M m m c M M m c. 2 2 P D 0 0 P D 0 Ydin voi siis hajota -reaktiolla, jos emoatomin massa on vähintään kaksi elektronin massaa suurempi kuin tytäratomin massa. Myös nyt -hiukkasten spektri on jatkuva. Tyypillinen spektri on esitetty edellisen sivun kuvassa (oikealla). Tehtävä: Typpi-13-atomi hajoaa -reaktiolla. Laske positronin saama suurin mahdollinen energia. Vastaus: 1,20 MeV

16 26 Elektronikaappaus Kolmas -hajoamisen muoto on elektronikaappaus. On ytimiä, joilla -emissio ei energeettisesti ole mahdollinen, mutta jotka saavat aikaan periaatteessa saman ydinmuutoksen kaappaamalla elektroniverhosta elektronin. Yksi protoni muuttuu yhdeksi neutroniksi ja samalla elektroniverhosta häviää yksi elektroni. Reaktioyhtälö on A A N N, ja prosessin Q-arvoksi saadaan Z Z1 ' e Q( M M ) c P Elektronikaappaus voi siis tapahtua, jos emoydin on raskaampi kuin tytärydin. Varsinaisessa elektronikaappausreaktiossa emittoituu vain neutriino ja sen perusteella tapahtumaa on mahdotonta havaita. Elektronin siirtyminen ytimeen jättää kuitenkin aukon elektroniverhoon ja sen täyttyessä syntyvä röntgensäteilyä tai Auger-elektroni voidaan havaita. Kaikkein todennäköisimmin elektroni kaapataan K-kuorelta, mutta L-kaappauksiakin havaitaan. Tehtävä: Osoita, että koboltti-57 (massa 56,936296u) ei voi olla -hajoaja, mutta voi hajota elektronikaappauksella. Rauta-57:n massa on 56, u. D 2 Todetaan vielä yleisesti beeta-säteilystä, että - -hajoaminen on yleisin radioaktiivisuuden muoto - luonnossa kaikki -aktiiviset nuklidit ovat -hajoajia - kaikki -hajoajat ja elektronikaappaajat ovat keinotekoisia

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö YDINVOIMA YDINVOIMALAITOS = suurikokoinen vedenkeitin, lämpövoimakone, joka synnyttämällä vesihöyryllä pyöritetään turbiinia ja turbiinin pyörimisenergia muutetaan generaattorissa sähköksi (sähkömagneettinen

Lisätiedot

VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT

VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT VIII RADIOAKTIIVISEN HAJOAMISEN MUODOT Radioaktiivisessa hajoamisessa on neljä perusmuotoa: fissio alfahajoaminen betahajoaminen sisäinen siirtymä Viime vuosikymmeninä on havaittu paljon harvinaisempiakin

Lisätiedot

Säteily- ja ydinturvallisuus -kirjasarjan toimituskunta: Sisko Salomaa, Tarja K. Ikäheimonen, Roy Pöllänen, Anne Weltner, Olavi Pukkila, Wendla Paile, Jorma Sandberg, Heidi Nyberg, Olli J. Marttila, Jarmo

Lisätiedot

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ Valosähköisellä ilmiöllä ymmärretään tässä oppikirjamaisesti sitä, että kun virtapiirissä ja tyhjiölampussa olevan anodi-katodi yhdistelmän katodia säteilytetään fotoneilla,

Lisätiedot

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley. Ydinfysiikka Atomin ydin kuuluu silmillemme näkymättömään maailmaan, mutta ydinfysiikan ilmiöt ovat osa modernia teknologiaa. Esim ydinvoima, ydinfysiikan käyttö lääketieteessä, ydinjätteet. Luennon tavoite:

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat

Lisätiedot

MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA

MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA 2009 pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä MODERNIA FYSIIKKAA, SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTTIÄ YO-TEHTÄVIEN LAAJENNUKSINA Yo-kirjoituksissa usein kysyttyjen aiheiden kertausta Aiheittain niputettuja yo-tehtäviä

Lisätiedot

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN 17. helmikuuta 2011 ENERGIA JA HYVINVOINTI TANNER-LUENTO 2011 1 Mistä energiaa saadaan? Perusenergia sähkö heikko paino vahva

Lisätiedot

FYS08: Aine ja Energia

FYS08: Aine ja Energia FYS08: Aine ja Energia kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 6.12.2009 Sisältö 1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.2. Mustan kappaleen säteily 3 1.3. Kvantittuminen

Lisätiedot

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Aineen olemuksesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Miten käsitys aineen perimmäisestä rakenteesta on kehittynyt aikojen kuluessa? Mitä ajattelemme siitä nyt? Atomistit Loogisen päättelyn

Lisätiedot

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate. Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 5: RADOAKTVSUUSTYÖ Teoriaa Radioaktiivista säteilyä syntyy, kun radioaktiivisen aineen ytimen viritystila purkautuu

Lisätiedot

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55 RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 55.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina (ytimen

Lisätiedot

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki).

Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). TYÖ 68. GAMMASÄTEILYN VAIMENEMINEN ILMASSA Tehtävä Välineet Tehtävänä on tutkia gammasäteilyn vaimenemista ilmassa ja esittää graafisesti siihen liittyvä lainalaisuus (etäisyyslaki). Radioaktiivinen mineraalinäyte

Lisätiedot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus: K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat

Lisätiedot

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S

Lisätiedot

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00 FY8 Sivu 1 FY8_muistiinpanot 10. marraskuuta 2013 10:00 Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. FY8 Sivu 2 Sähkömagneettinen säteily s. 5 11.

Lisätiedot

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 CERN ja LHC LHC-kiihdytin ja sen koeasemat sijaitsevat 27km pitkässä tunnelissa noin 100 m maan alla Ranskan ja Sveitsin raja-alueella.

Lisätiedot

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista. YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS

3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS 35 3 SÄTEILYN JA AINEEN VUOROVAIKUTUS Säteilyn hiukkaset ja kvantit vuorovaikuttavat aineen rakenneosasten kanssa. Vuorovaikutusten aiheuttamat prosessit voivat muuttaa aineen rakennetta ja ominaisuuksia,

Lisätiedot

EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje

EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje Pohjois-Suomen yksikkö Q 15/25/2006/1 Rovaniemi 20.2.2006 EXPLORANIUM GR-130 minispec- Gammaspektrometrin käyttöohje Pertti Turunen 2006 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 20.2.2006 Tekijät

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm)

Z = VARAUSLUKU eli JÄRJESTYSLUKU (= protoniluku) N = NEUTRONILUKU A = NUKLEONILUKU; A = N + Z (= neutr. lkm + prot. lkm) SÄTEILY YTIMET JA RADIOAKTIIVISUUS ATOMI -atomin halkaisija 10-10 m -ytimen halkaisija 10-14 m ATOMIN OSAT: 1) YDIN - protoneja (p) ja neutroneja (n) 2) ELEKTRONIVERHO - elektroneja (e - ) - protonit ja

Lisätiedot

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla 18.11.2015 Harri Toivonen, projektin johtaja* Kari Peräjärvi, projektipäällikkö Philip Holm, tutkija Ari Leppänen, tutkija Jussi Huikari, tutkija Hanke

Lisätiedot

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Elektroniikka Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Kurssin sisältö Sähköopin perusteet Elektroniikan perusteet Sähköturvallisuus ja lainsäädäntö Elektroniikka musiikkiteknologiassa Suoritustapa

Lisätiedot

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa

Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Radioaktiivisten jätteiden kartoitus kiihdytinlaboratoriossa Aki Puurunen JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO FYSIIKAN LAITOS Pro Gradu -tutkielma Ohjaaja: Jaana Kumpulainen 3. lokakuuta 2011 Tiivistelmä Kiihdytinlaboratoriossa

Lisätiedot

Säteilyn historia ja tulevaisuus

Säteilyn historia ja tulevaisuus Säteilyn historia ja tulevaisuus 1. Mistä Maassa oleva uraani on peräisin? 2. Kuka havaitsi röntgensäteilyn ensimmäisenä ja millä nimellä hän sitä kutsui? 3. Miten alfa- ja beetasäteily löydettiin? Copyright

Lisätiedot

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa Haarto & Karhunen Tulipalo- ja rajähdysvaara Tulta saa käyttää vain jos sitä tarvitaan Lämpöä kehittäviä laitteita ei saa peittää Helposti haihtuvia nesteitä käsitellään

Lisätiedot

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA

40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 40D. RADIOAKTIIVISUUSTUTKIMUKSIA 1. TYÖN TAVOITE 2. TEORIAA Työssä tutustutaan radioaktiiviseen säteilyn kuvaamisessa käytettäviin käsitteisiin ja fysikaalisiin lakeihin,

Lisätiedot

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa SUPER- SYMMETRIA Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa Teemu Löyttinen & Joni Väisänen Ristiinan lukio 2008 1. Sisällysluettelo 2. Aineen rakenteen standardimalli

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi

Lisätiedot

Monen elektronin atomit

Monen elektronin atomit Monen elektronin atomit Helium atomi Keskimääräisen kentän approksimaatio Aaltofunktion symmetria hiukkasvaihdossa Paulin kieltosääntö Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Heliumin emissiospektri Vety

Lisätiedot

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI

GEIGERIN JA MÜLLERIN PUTKI FYSP106/K3 GEIGERIN J MÜLLERIN PUTKI 1 Johdanto Työssä tutustutaan Geigerin ja Müllerin putkeen. Geigerin ja Müllerin putkella tarkoitetaan tietynlaista säteilymittaria. Samaisesta laitteesta käytetään

Lisätiedot

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä FinLAS Seminaari 3.12.2012 Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto Sisältö Mitä ionisoiva säteily on Säteilyn käytön valvonta Työturvallisuus säteilytyössä

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014 Ydinpolttoainekierto Kaivamisesta hautaamiseen Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio 3.11.2014 Kuka puhuu? Tutkijana Helsingin yliopiston Radiokemian laboratoriossa Tausta: YO 2008 Fysiikan opiskelijaksi

Lisätiedot

Luvun 8 laskuesimerkit

Luvun 8 laskuesimerkit Luvun 8 laskuesimerkit Esimerkki 8.1 Heität pallon, jonka massa on 0.40 kg seinään. Pallo osuu seinään horisontaalisella nopeudella 30 m/s ja kimpoaa takaisin niin ikään horisontaalisesti nopeudella 20

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu sähkövaraukseltaan positiivisista protoneista ja neutraaleista neutroneista hyvin tiheästi pakkautuneina

Lisätiedot

Kemian opiskelun avuksi

Kemian opiskelun avuksi Kemian opiskelun avuksi Ilona Kuukka Mukana: Petri Järvinen Matti Koski Euroopan Unionin Kotouttamisrahasto osallistuu hankkeen rahoittamiseen. AINE JA ENERGIA Aine aine, nominatiivi ainetta, partitiivi

Lisätiedot

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT H.Honkanen Kemiallisessa sähköparissa ( = paristossa ) ylempänä oleva, eli negatiivisempi, metalli syöpyy liuokseen. Akussa ei elektrodi syövy pois, vaan esimerkiksi lyijyakkua

Lisätiedot

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KE4, KPL. 3 muistiinpanot Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KPL 3: Ainemäärä 1. Pohtikaa, miksi ruokaohjeissa esim. kananmunien ja sipulien määrät on ilmoitettu kappalemäärinä, mutta makaronit on ilmoitettu

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY

RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY RADIOAKTIIVISUUS JA SÄTEILY 1 Johdanto 1.1 Radioaktiivinen hajoaminen ja säteily Atomin ydin koostuu positiivisesti varautuneista protoneista ja neutraaleista neutroneista. Samalla alkuaineella on aina

Lisätiedot

Työ 55, Säteilysuojelu

Työ 55, Säteilysuojelu Työ 55, Säteilysuojelu Ryhmä: 18 Pari: 1 Joas Alam Atti Tehiälä Selostukse laati: Joas Alam Mittaukset tehty: 7.4.000 Selostus jätetty: 1.5.000 1. Johdato Tutkimme työssämme kolmea eri säteilylajia:, ja

Lisätiedot

Kertaustehtävien ratkaisut

Kertaustehtävien ratkaisut Kertaustehtävien ratkaisut Etsi tehtävissä 1 1 oikea vaihtoehto laskealla. 1. a) Kvantin energia on E hf 15 1 4,135669 1 evs,3 1 Hz 1, ev.. a) Valosähköisessä iliössä osa valon energiasta kuluu fotoelektronien

Lisätiedot

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen

Lisätiedot

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV =

1240eV nm. 410nm. Kun kappaleet saatetaan kontaktiin jännite-ero on yhtä suuri kuin työfunktioiden erotus ΔV = S-47 ysiikka III (ST) Tentti 88 Maksimiaallonpituus joka irroittaa elektroneja metallista on 4 nm ja vastaava aallonpituus metallille on 8 nm Mikä on näiden metallien välinen jännite-ero? Metallin työfunktio

Lisätiedot

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Eino Valtonen Avaruustutkimuslaboratorio, Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto Eino.Valtonen@utu.fi 2 Kosminen säde? 3 4 5 Historia

Lisätiedot

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA

DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari DOSIMETRIA YDINVOIMALAITOKSISSA DOSIMETRY IN NUCLEAR POWER

Lisätiedot

Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia

Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia Hyvinvointiteknologian koulutusohjelma 1 Saatteeksi... 2 1. Atomi- ja röntgenfysiikan perusteita... 2 Sähkömagneettinen säteily...3 Valosähköinen

Lisätiedot

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011 MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 0 Tyypillisten virheiden aiheuttaia pisteenetyksiä (6 pisteen skaalassa): - pieni laskuvirhe -/3 p - laskuvirhe, epäielekäs tulos, vähintään - - vastauksessa yksi erkitsevä

Lisätiedot

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA FYSA234/K2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA 1 Johdanto Kvanttimekaniikan mukaan atomi voi olla vain tietyissä, määrätyissä energiatiloissa. Perustilassa, jossa atomi normaalisti on, energia on pienimmillään.

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset

Perusvuorovaikutukset Perusvuorovaikutukset Mikko Mustonen Mika Kainulainen CERN tutkielma Nurmeksen lukio Syksy 2009 Sisältö 1 Johdanto... 3 2 Perusvuorovaikutusten historia... 3 3 Teoria... 6 3.1 Gravitaatio... 6 3.2 Sähkömagneettinen

Lisätiedot

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Tampere 14.12.2013 Higgsin bosoni Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Perustutkimuksen tavoitteena on löytää vastauksia! yksinkertaisiin peruskysymyksiin. Esimerkiksi: Mitä on massa?

Lisätiedot

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin. KERTAUSKOE, KE1, SYKSY 2013, VIE Tehtävä 1. Kirjoita kemiallisia kaavoja ja olomuodon symboleja käyttäen seuraavat olomuodon muutokset a) etanolin CH 3 CH 2 OH höyrystyminen b) salmiakin NH 4 Cl sublimoituminen

Lisätiedot

FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA. K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7

FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA. K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7 FYSN300: YDINASTROFYSIIKKAA K.S. Krane: Luku 19 J. Lilley: Luvut 11.5-11.7 1 Ydinastrofysiikka? Ytimien ominaisuudet Maailmankaikkeuden ominaisuudet Linnunrata Aurinkokunta Universumissa arviolta > 170

Lisätiedot

FY6 - Soveltavat tehtävät

FY6 - Soveltavat tehtävät FY6 - Soveltavat tehtävät 21. Origossa on 6,0 mikrocoulombin pistevaraus. Koordinaatiston pisteessä (4,0) on 3,0 mikrocoulombin ja pisteessä (0,2) 5,0 mikrocoulombin pistevaraus. Varaukset ovat tyhjiössä.

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot

Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa, jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion.

Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa, jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion. YDINFYSIIKKA FYSN3 kl. 211 Valikoe 1 25.2.211 Piirrostehtiivissa merkitse nakyviin mahdollisimman paljon tietoa jolla ilmaiset ymmartaneesi tarkasteltavan ilmion. 1. a) 14 C-ajoitusmenetelma perustuu 14

Lisätiedot

= E m E n. ( = eu ). säteilyllä on hiukkasluonne. 2.2 Planckin laki ja fotoni f o - Planckin laki: E = hf = hc/λ -W o

= E m E n. ( = eu ). säteilyllä on hiukkasluonne. 2.2 Planckin laki ja fotoni f o - Planckin laki: E = hf = hc/λ -W o 8. KURSSI: ine ja säteily (FOTONI 8: PÄÄKOHDT) 1. SÄHKÖMGNEETTINEN SÄTEILY 1.1 Säkömagneettisen säteilyn spektri (MOL s. 87 (84)), c = λf, E = f = c/λ 1. Valonnopeus - Micelsonin ja Morleyn koe, 1.3 Mustan

Lisätiedot

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio

Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Moderni fysiikka (Fysiikan kurssi 8) Juhani Kaukoranta Raahen lukio Klassisen fysiikan kriisi 1800-luvun loppupuolella fysiikassa kaikki oli selvää: Newtonin mekaniikka selitti liikkeen aukottomasti Maxwellin

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi

Sähköstatiikka ja magnetismi Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän

Lisätiedot

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta Työperiaatteeksi (the work-energy theorem) kutsutaan sitä että suljetun systeemin liike-energian muutos Δ on voiman systeemille tekemä työ W Tämä on yksi konservatiivisen voiman erityistapaus Työperiaate

Lisätiedot

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia 16. helmikuuta 2014/S.. Mikä on kovalenttinen sidos? Kun atomit jakavat ulkoelektronejaan, syntyy kovalenttinen sidos. Kovalenttinen sidos on siis

Lisätiedot

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set STANDARDIMALLI Fysiikan standardimalli on hiukkasmaailman malli, joka liittää yhteen alkeishiukkaset ja niiden vuorovaikutukset gravitaatiota lukuun ottamatta. Standardimallin mukaan kaikki aine koostuu

Lisätiedot

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Materiaalifysiikkaa antimaterialla Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto Miksi aine on sellaista kuin se on? Materiaalien atomitason rakenne Kokeelliset tutkimusmenetelmät Positroniannihilaatiospektroskopia

Lisätiedot

Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa

Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa Ensimmäinen Maanalaisen Fysiikan Kesäkoulu, Pyhäjärvi, 2003-1 - Kansallinen Maanalaisen Fysiikan Kesäkoulu Pyhäjärvi, 9. 13. kesäkuuta 2003 Timo Enqvist Taustasäteily maanalaisissa mittauksissa Ensimmäinen

Lisätiedot

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosoni on ainoa hiukkasfysiikan standardimallin (SM) ennustama hiukkanen, jota ei ole vielä löydetty

Lisätiedot

Sähkökemian perusteita, osa 1

Sähkökemian perusteita, osa 1 Sähkökemian perusteita, osa 1 Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 4 - Luento 1 Teema 4: Suoritustapana oppimispäiväkirja Tehdään yksin tai pareittain Tehtävät/ohjeet löytyvät kurssin

Lisätiedot

HALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA

HALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA 1 ALLIN ILMIÖ MOTIVOINTI allin ilmiötyössä tarkastellaan johteen varauksenkuljettajiin liittyviä suureita Työssä nähdään kuinka all-kiteeseen generoituu all-jännite allin ilmiön tutkimiseen soveltuvalla

Lisätiedot

Luku 14: Elektronispektroskopia. 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi

Luku 14: Elektronispektroskopia. 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi Luku 14: Elektronispektroskopia 2-atomiset molekyylit moniatomiset molekyylit Fluoresenssi ja fosforesenssi 1 2-atomisen molekyylin elektronitilan termisymbolia muodostettaessa tärkeä ominaisuus on elektronien

Lisätiedot

5.9 Fysiikka. Opetuksen tavoitteet. Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

5.9 Fysiikka. Opetuksen tavoitteet. Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija 5.9 Fysiikka Fysiikan opetus tukee opiskelijoiden luonnontieteellisen ajattelun sekä maailmankuvan kehittymistä osana monipuolista yleissivistystä. Opetus ohjaa opiskelijaa ymmärtämään fysiikan merkitystä

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu. 1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on

Lisätiedot

Lataa ilmaiseksi mafyvalmennus.fi/mafynetti. Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla!

Lataa ilmaiseksi mafyvalmennus.fi/mafynetti. Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla! Miten opit parhaiten? Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla! n Harjoittelu tehdään aktiivisesti tehtäviä ratkomalla. Tehtävät kattavat kaikki yo-kokeessa

Lisätiedot

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Jännite, virran voimakkuus ja teho Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin

Lisätiedot

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli Hiukkasfysiikan Standardimalli on teoria, joka kuvaa hiukkaset ja voimat, jotka vaikuttavat luonnossa. Ympärillämme näkyvä maailma koostuu ylös- ja alas-kvarkeista

Lisätiedot

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Toisen luennon aihepiirit Lyhyt katsaus aurinkosähkön historiaan Valosähköinen ilmiö: Mistä tässä luonnonilmiössä on kyse? Pinnallinen tapa aurinkokennon virta-jännite-käyrän

Lisätiedot

53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ

53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ 53 LKTRONIN SUHTLLISUUSTORTTINN LIIK- MÄÄRÄ 53. Lorentz-uunnos instein esitti. 95 erikoisen suhteellisuusteorian eruseriaatteen, jonka ukaan kaikkien luonnonlakien tulee olla saoja haainnoitsijoille, jotka

Lisätiedot

A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset

A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset A IONISOIVAN SÄTEILYN HAVAITSEMINEN A.1 Ionisoivan säteilyn ja ilmaisinaineen vuorovaikutukset Ionisoivaa säteilyä on kolmea päätyyppiä: 1) Nopeat varatut hiukkaset: α- ja β-säteily, suurenergiset protonit

Lisätiedot

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V 501. Sarjakuvassa Lassi ja Leevi seikkailevat avaruudessa. Esitä neljä perusteltua syytä, miksi kuvattu toiminta ei ole mahdollista avaruudessa vallitsevissa fysikaalisissa olosuhteissa.

Lisätiedot

Mustan kappaleen säteily

Mustan kappaleen säteily Mustan kappaleen säteily Musta kappale on ideaalisen säteilijän malli, joka absorboi (imee itseensä) kaiken siihen osuvan säteilyn. Se ei lainkaan heijasta eikä sirota siihen osuvaa säteilyä, vaan emittoi

Lisätiedot

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA

SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA SÄHKÖMAGNEETTINEN SÄTEILY JA SEN VUOROVAIKUTUS MATERIAN KANSSA PRO GRADU -TUTKIELMA HENRIK VAHTOLA OULUN YLIOPISTO FYSIKAALISTEN TIETEIDEN LAITOS OULU 2000 Alkusanat Kiitän professori Helena Akselaa ja

Lisätiedot

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset Booriryhmä Hiiliryhmä Typpiryhmä Happiryhmä Halogeenit Jalokaasut Jaksollinen järjestelmä ja sidokset 13 Jaksollinen järjestelmä on tärkeä kemian työkalu. Sen avulla saadaan tietoa alkuaineiden rakenteista

Lisätiedot

FRANCKIN JA HERTZIN KOE

FRANCKIN JA HERTZIN KOE FYSP106/2 Franckin ja Hertzin koe 1 FYSP106/2 FRANCKIN JA HERTZIN KOE Työssä mitataan elohopea-atomin erään viritystilan energia käyttäen samantyyppistä koejärjestelyä, jolla Franck ja Hertz vuonna 1914

Lisätiedot

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2

Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 1. (a) W on laatikon paino, F laatikkoon kohdistuva vetävä voima, F N on pinnan tukivoima ja F s lepokitka. Kuva 1: Laatikkoon kohdistuvat voimat,

Lisätiedot

Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva

Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva Tässä työssä tehdään spektriviivahavainto atomaarisen vedyn 21cm siirtymästä käyttäen yllä olevassa kuvassa olevaa Observatorion SRT (Small Radio Telescope)

Lisätiedot

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA 1 JOHDANTO Työssä tutustutaan hila- ja prismaspektrometreihin, joiden avulla tutkitaan valon taipumista hilassa ja taittumista prismassa. Samalla tutustutaan eräiden

Lisätiedot

RATKAISUT: Kertaustehtävät

RATKAISUT: Kertaustehtävät Physia 8 painos (5) Krtausthtävät : Krtausthtävät Luku Aallonpituus alu on 5 n < 45 n Irrotustyö siuissa on,8 V Fotonin nrgiat ovat väliltä Lasktaan suurin liik-nrgia E E W kax fax in 4, 9597 V,8 V 3,597

Lisätiedot

KE2 Kemian mikromaailma

KE2 Kemian mikromaailma KE2 Kemian mikromaailma 1. huhtikuuta 2015/S.. Tässä kokeessa ei ole aprillipiloja. Vastaa viiteen tehtävään. Käytä tarvittaessa apuna taulukkokirjaa. Tehtävät arvostellaan asteikolla 0 6. Joissakin tehtävissä

Lisätiedot

sivu 1/7 OPETTAJALLE Työn motivaatio

sivu 1/7 OPETTAJALLE Työn motivaatio sivu 1/7 PETTAJALLE Työn motivaatio Työssä saadaan kemiallinen reaktio näkyväksi käyttämällä katalyyttiä. Työssä katalyyttinä toimii veren hemoglobiinin rauta tai yhtä hyvin liuos joka sisältää esimerkiksi

Lisätiedot

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto 21.05.2012. www.turkuamk.fi

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto 21.05.2012. www.turkuamk.fi Fysiikan perusteet SI-järjestelmä Antti Haarto 21.05.2012 Fysiikka ja muut luonnontieteet Ihminen on aina pyrkinyt selittämään havaitsemansa ilmiöt Kreikkalaiset filosofit pyrkivät selvittämään ilmiöt

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja

Lisätiedot

YMPÄRISTÖN LUONNOLLINEN RADIOAKTIIVISUUS SUOMESSA professori Jukka Lehto Radiokemian laboratorio Helsingin yliopisto SISÄLTÖ Säteilyn lähteet Radioaktiivisuuden lähteet Suomessa Säteilyn terveysvaikutukset

Lisätiedot

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan

Lisätiedot

1. Malmista metalliksi

1. Malmista metalliksi 1. Malmista metalliksi Metallit esiintyvät maaperässä yhdisteinä, mineraaleina Malmiksi sanotaan kiviainesta, joka sisältää jotakin hyödyllistä metallia niin paljon, että sen erottaminen on taloudellisesti

Lisätiedot

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä 39 PUOLIJOHTEISTA Yleistä Pyrittäessä löytämään syy kiinteiden aineiden erilaiseen sähkön johtavuuteen joudutaan perehtymään aineen kidehilassa olevien atomien elektronisiin energiatiloihin. Seuraavassa

Lisätiedot

Säteily- ja ydinturvallisuus -kirjasarjan toimituskunta: Sisko Salomaa, Olavi Pukkila, Tarja K. Ikäheimonen, Roy Pöllänen, Anne Weltner, Wendla Paile, Jorma Sandberg, Heidi Nyberg, Olli J. Marttila, Jarmo

Lisätiedot