SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta"

Transkriptio

1 SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta Aurinko lähettää avaruuteen sähkömagneettista säteilyä. Säteilyn aallonpituusjakauma määräytyy käytännössä auringon pintalämpötilan (n K) perusteella. Auringosta lähtevän säteilyn aallonpituusjakauma vaihtelee välillä nm (ultravioletti, näkyvä valo, infrapuna). Säteilytehotiheys ilmakehän ulkoreunalla (aurinkovakio) on n W/m 2. Ilmakehä vaimentaa auringon säteilyä vähintään 30%. Ilmamassa kuvaa pilvettömän ilmakehän vaikutusta auringon säteilytehoon. Sähkömagneettisen säteilyn voidaan olettaa koostuvan massattomista hiukkasista, fotoneista. Fotonin energia E tietyllä aallonpituudella λ saadaan lausekkeesta: E = hc / λ. 1

2 SMG-4300 Aurinkosähkö ja Tuulivoima Aurinkosähkön 2. luento Tavoitteena on ymmärtää piipohjaisen aurinkokennon toimintaperiaate. Puolijohteet: Miksi puolijohdeliitos toimii aurinkokennona? Käydään ensin läpi tarvittava määrä puolijohteiden teoriaa. Valojänniteilmiö: Miksi ja miten auringonsäteily synnyttää puolijohteeseen vapaita varauksia? Miksi puhdas puolijohde ei toimi aurinkokennona, vaan tarvitaan pn-liitos? 2

3 Aurinkokenno muuttaa auringonsäteilyn energiaa suoraan sähköksi ilman mekaanista liikettä tai saastuttavia sivutuotteita. Kaikkien puolijohdetekniikkaan perustuvien aurinkokennojen taustalla on valosähköinen ilmiö, joka on pohjimmiltaan valon fotonien ja aineen elektronien välistä vuorovaikutusta. Erittäin yksinkertaisesti selitettynä osa aurinkokennoon osuvien fotonien energiasta siirtyy kennomateriaalin elektroneille, ja kennon rakenteen ansiosta tämä energia saadaan hyödynnettyä sähkövirtana ja jännitteenä. 3

4 ELEKTRONIN ENERGIATILAMALLIT (1/4) Vapaassa tilassa olevan elektronin energiaa ei sido mikään. Vapaassa tilassa olevan atomin elektroneilla on tietty määrä sallittuja energiatiloja. Elektronin on sijaittava atomin jollain elektronikuorella. Jos atomin yksittäisen elektronin energia kasvaa suuremmaksi kuin uloimmalla elektronikuorella, elektroni irtoaa atomista, jolloin siitä tulee vapaassa tilassa oleva elektroni. Materiaalin kiderakenteessa atomit ovat niin lähekkäin, että yksittäisen atomin sallitut energiatilat levittäytyvät kiderakenteen sallituiksi energiavöiksi. 4

5 ELEKTRONIN ENERGIATILAMALLIT (2/4) Alhaisissa lämpötiloissa kiderakenteen elektronit miehittävät mahdollisimman alhaiset energiatilat. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että kaikki elektronit olisivat atomin alhaisimmalla sallitulla energiatasolla. Paulin kieltosääntö: Jokaisella sallitulla energiatasolla voi olla korkeintaan kaksi elektronia. Näiden elektronien spinmomenttien on oltava vastakkaiset. Paulin kieltosäännöstä seuraa, että alhaisissa lämpötiloissa kaikki kiderakenteen sallitut energiatilat ovat elektronien miehittämiä tiettyyn energiatasoon, Fermi-tasoon, asti. 5

6 ELEKTRONIN ENERGIATILAMALLIT (3/4) Kun lämpötila kasvaa, joidenkin elektronien energia saattaa ylittää Fermi-tason. Fermi-Dirac-jakauma antaa todennäköisyyden sille, että kiderakenteesta löytyy elektroni, jolla on tietty energia E. Metallien elektronirakenne on sellainen, että Fermi-taso sijaitsee sallittujen energiatasojen muodostaman vyön sisällä. Eristeillä Fermi-taso sijaitsee energiavöiden välissä. Fermi-tason alapuolella sijaitseva vyö on täynnä, ja yläpuolella oleva vyö on tyhjä. Vöiden välillä on suuri energia-aukko. Tyhjä elektronivyö ei voi osallistua sähkövirran kuljettamiseen. 6

7 ELEKTRONIN ENERGIATILAMALLIT (4/4) Myöskään täysi elektronivyö ei voi osallistua sähkövirran kuljettamiseen, koska elektroneilla ei ole tilaa liikkua. Energiavyömallin avulla voidaan selittää eri materiaalien sähkönjohtokykyä. Sähköä johtavissa materiaaleissa, kuten useimmissa metalleissa, Fermi-taso sijaitsee energiavyön sisällä. Täten kyseinen energiavyö ei ole täynnä, ja elektronit pääsevät liikkumaan. Materiaali johtaa sähköä. Eristemateriaaleissa Fermi-taso sijaitsee energiavöiden välissä. Fermi-tason alapuoliset energiavyöt ovat täysiä ja yläpuolinen vyö on tyhjä. Täten elektronit eivät pääse liikkumaan. Materiaali ei johda sähköä. Puolijohde on kuin eriste, jossa energiavöiden välinen energiaaukko on pieni. 7

8 PUOLIJOHTEISTA (1/4) Alhaisissa lämpötiloissa puolijohde ei johda sähköä, koska Fermi-tason alapuolella oleva energiavyö (valenssivyö) on täynnä, ja Fermi-tason yläpuolella oleva energiavyö (johtavuusvyö) on tyhjä. Kun lämpötila kasvaa, osalla valenssivyön elektroneista saattaa olla niin paljon energiaa, että ne siirtyvät energia-aukon yli johtavuusvyölle. Atomien välisiin sidoksiin osallistuvien elektronien energia osuu valenssivyölle. Kun elektroneilla on niin paljon energiaa, että ne ovat irronneet atomien välisistä sidoksista ja ovat vapaita liikkumaan, niiden energia osuu johtavuusvyölle. Johtavuusvyölle siirtynyt elektroni voi osallistua sähkövirran kuljettamiseen. Myös valenssivyön elektronit voivat nyt liikkua, koska johtavuusvyölle siirtynyt elektroni jätti jälkeensä aukon. 8

9 PUOLIJOHTEISTA (2/4) Valenssivyöllä tapahtuva elektronien liike on yksinkertaisinta kuvata positiivisesti varautuneen aukon liikkeenä. Johtavuusvyöllä sähkövirtaa kuljettavat elektronit, joiden varaus on -e. Valenssivyöllä sähkövirtaa kuljettavat aukot, joiden varaus on +e. Miksi aurinkokennot valmistetaan puolijohteista? Valojänniteilmiö: auringonsäteilyn energia synnyttää puolijohteeseen vapaita varauksenkuljettajia. 9

10 PUOLIJOHTEISTA (3/4) Valtaosa aurinkokennoista valmistetaan piistä. Energia-aukko E g tarkoittaa sitä energiaa, jonka elektroni tarvitsee siirtyäkseen valenssivyöltä johtavuusvyölle. Piille E g on 1.09 ev. Kuten ykkösluennossa käytiin läpi, sähkömagneettisen säteilyn fotonin energia saadaan lausekkeesta E = hc λ, jossa λ on säteilyn aallonpituus. Jotta fotoni voi luoda puolijohteeseen vapaita varauksenkuljettajia, fotonin energian on oltava vähintään energia-aukon E g suuruinen. Täten saadaan: hc hc E λ g λ E. Jotta fotoni voi siirtää elektronin piin valenssivyöltä johtavuusvyölle: evs 3 10 m/s λ 1.14 µm = 1140 nm ev g 10

11 PUOLIJOHTEISTA (4/4) Valtaosa AM1.5-säteilystä pystyy synnyttämään piihin vapaita varauksenkuljettajia. 11

12 MIKSI AURINKOKENNOJA EI VALMISTETA PUHTAASTA PUOLIJOHTEESTA? Jos aurinkokennot valmistettaisiin puhtaasta puolijohteesta: Auringonsäteilyn fotonit kyllä synnyttäisivät puolijohteeseen vapaita varauksenkuljettajia. Varauksenkuljettajia erotteleva voima kuitenkin puuttuisi, minkä seurauksena lähes kaikki johtavuusvyölle nousseet elektronit putoaisivat pian takaisin valenssivyölle. Tätä elektroni-aukko-parin yhdistymistä kutsutaan rekombinaatioksi. Aurinkokennoissa rekombinaatio on ei-toivottavaa, koska se tarkoittaa syntyneen varauksenkuljettajaparin katoamista. Jos aurinkokenno valmistettaisiin puhtaasta puolijohteesta, auringonsäteilyn synnyttämiä varauksenkuljettajia ei saataisi hyödynnettyä sähkötehon tuottamiseen. 12

13 PUHTAASTA PUOLIJOHTEESTA N- JA P-TYYPPISEKSI Puhdas pii: Si:n uloimman elektronikuoren kaikki neljä elektronia osallistuvat atomien väliseen sidokseen. n-tyyppi: fosforilla (P) seostettu pii P:n uloimman elektronikuoren neljä elektronia osallistuvat sidokseen. Kiderakenteeseen jää yksi ylimääräinen elektroni, joka on kiinnittyneenä P- atomiin. p-tyyppi: boorilla (B) seostettu pii B:n uloimman kuoren kaikki kolme elektronia osallistuvat sidokseen. Siihen sidokseen, johon B-atomi liittyy, jää yhden elektronin vaje, jota kutsutaan aukoksi. 13

14 N- JA P-TYYPIN PUOLIJOHTEET Atomien välisiin sidoksiin osallistuvien elektronien energia osuu valenssivyölle. Fosforiatomissa kiinni olevan ylimääräisen elektronin energia osuu piin valenssi- ja johtavuusvyön väliin. Tämä elektroni tarvitsee kuitenkin niin vähän energiaa fosforiatomista irtoamiseen, että jo pelkkä huoneenlämpötilan lämpöenergia riittää siirtämään sen johtavuusvyölle, eli vapaasti liikkuvaksi elektroniksi. N-tyypin puolijohteessa on vapaita elektroneja. P-tyypin puolijohteessa on aukkoja, jotka toimivat varauksenkuljettajina vapaiden elektronien tavoin. Todellisuudessa p-tyypin puolijohteen valenssivyöllä liikkuvat elektronit, mutta niiden liike on yksinkertaisinta kuvata aukon, eli positiivisen varauksen, liikkeenä. Kun p- ja n-tyypin puolijohteet viedään yhteen, muodostuu pn-liitos. 14

15 PN-LIITOS Huomaa: Vaikka n-tyypin (p-tyypin) puolijohteessa on vapaita elektroneja (aukkoja), puolijohteen kokonaisvaraus on nolla, koska puhtaaseen puolijohteeseen tuotiin atomeja, ei ioneja. PN-liitoksen rajapinnalle syntyy ns. tyhjennysalue, kun rajapintaa lähellä olevat elektronit ja aukot rekombinoituvat. P-puolen tyhjennysalue on negatiivisesti varautunut, eli p-puolen tyhjennysalue estää n-puolen elektronien siirtymisen p-puolelle. N-puolen tyhjennysalue on positiivisesti varautunut, eli n-puolen tyhjennysalue estää p-puolen aukkojen siirtymisen n-puolelle. Tyhjennysalueeseen syntyy sähkökenttä, joka aiheuttaa ns. energiavallin. 15

16 PN-LIITOS 16

17 PN-LIITOS EROTTELEE FOTONIEN SYNNYTTÄMÄT VARAUKSET Kun valo osuu p-tyypin puolijohteeseen, fotonin synnyttämä johtavuuselektroni siirtyy pn-liitoksen sähkökentän ansiosta n-puolelle. Kun valo osuu n-tyypin puolijohteeseen, fotonin energia siirtää elektronin valenssivyöltä johtavuusvyölle. Tällöin valenssivyölle syntyy aukko, joka siirtyy pn-liitoksen sähkökentän ansiosta p-puolelle. Kun aukot vilistävät pn-liitoksen yli n-puolelta p-puolelle, se tarkoittaa samalla sitä, että elektronit vilistävät ulkoisen kuorman kautta n-puolelta p-puolelle. Oheiseen kuvaan merkitty sähkövirta on juuri tämän suuntainen, koska sähkövirta on määritelty positiivisten varausten liikkeeksi. Valo synnyttää sähkövirran pn-liitokseen! 17

18 SUORAN JA EPÄSUORAN ENERGIA-AUKON PUOLIJOHTEET (1/2) Puolijohteet voidaan jakaa kahteen luokkaan sen mukaan, osuvatko valenssivyön energiahuippu E vmax ja johtavuusvyön energiaminimi E cmin samalle elektronin liikemäärän p arvolle. Elektronille, jolla on nopeus c, massa m ja energia E, voidaan kirjoittaa: 2 p = mc, E = mc p = E c. Suoran energia-aukon puolijohteissa E vmax ja E cmin ovat kohdakkain. Tällöin elektroni-aukko-parin syntyminen on mahdollisimman helppoa, sillä valenssivyön elektronin virittymiseen johtavuusvyölle tarvittava minimienergia on saatavissa pelkältä fotonilta. Virittymiseen ei tarvitse liittyä elektronin liikemäärän muutosta. Galliumarsenidilla ja kadmiumtelluridilla on suora energia-aukko. Epäsuoran energia-aukon puolijohteissa E vmax ja E cmin osuvat p:n eri arvoille. Nyt valenssivyön elektronin virittyminen johtavuusvyölle pelkän fotonin avulla vaatii fotonilta paljon suuremman energian kuin E cmin E vmax. 18

19 SUORAN JA EPÄSUORAN ENERGIA-AUKON PUOLIJOHTEET (2/2) Jotta valenssivyön elektroni voisi virittyä johtavuusvyölle mahdollisimman pienellä energialla epäsuoran energia-aukon puolijohteissa, tapahtumaan on liityttävä kiderakenteen värähtelyliikemäärän välittäjähiukkanen, fononi. Kun elektroni absorboi (2) tai emittoi (1) fononin, elektroni saa tai luovuttaa värähtelyyn liittyvää energiaa. Samalla elektronin liikemäärä muuttuu. Piillä on epäsuora energia-aukko. Käytännössä tämä ilmiö näkyy aurinkokennon toiminnassa siten, että suoran energia-aukon puolijohteet tarvitsevat fotonien absorboimiseen lyhyemmän matkan kuin epäsuoran energia-aukon puolijohteet. 19

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Toisen luennon aihepiirit Lyhyt katsaus aurinkosähkön historiaan Valosähköinen ilmiö: Mistä tässä luonnonilmiössä on kyse? Piihin perustuvan puolijohdeaurinkokennon toimintaperiaate

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Toisen luennon aihepiirit Lyhyt katsaus aurinkosähkön historiaan Valosähköinen ilmiö: Mistä tässä luonnonilmiössä on kyse? Piihin perustuvan puolijohdeaurinkokennon toimintaperiaate

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Kolmannen luennon aihepiirit Reduktionistinen tapa aurinkokennon virta-jännite-käyrän muodon ymmärtämiseen Lähdetään liikkeelle aurinkokennosta, ja pilkotaan sitä pienempiin

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

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen 6.2 MONILIITOSAURINKOKENNO Aurinkokennojen hyötysuhteen kasvattaminen on teknisesti haastava tehtävä. Oman lisähaasteensa tuovat taloudelliset reunaehdot, sillä tekninen kehitys ei saisi merkittävästi

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

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3)

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3) + 3 ATOMIN MALLI 3.1 Varhaiset atomimallit (1/3) Thomsonin rusinakakkumallissa positiivisesti varautuneen hyytelömäisen aineen sisällä on negatiivisia elektroneja kuin rusinat kakussa. Rutherford pommitti

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Neljännen luennon aihepiirit Aurinkokennon virta-jännite-käyrän muodostuminen Edellisellä luennolla tarkasteltiin aurinkokennon toimintaperiaatetta kennon sisäisten tapahtumisen

Lisätiedot

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi Kvantittuminen Planckin kvanttihypoteesi Kappale vastaanottaa ja luovuttaa säteilyä vain tietyn suuruisina energia-annoksina eli kvantteina Kappaleen emittoima säteily ei ole jatkuvaa (kvantittuminen)

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Viidennen luennon aihepiirit Olosuhteiden vaikutus aurinkokennon toimintaan: Mietitään kennon sisäisten tapahtumien avulla, miksi ja miten lämpötilan ja säteilyintensiteetin

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Kolmannen luennon aihepiirit Aurinkokennon ja diodin toiminnallinen ero: Puolijohdeaurinkokenno ja diodi ovat molemmat pn-liitoksia. Mietitään aluksi, mikä on toiminnallinen ero näiden

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö Väriaineaurinkokenno Rakenne Toimintaperiaate Kehityskohteet SMG-4450 Aurinkosähkö Neljännen luennon aihepiirit 1 AURINKOKENNOJEN SUKUPOLVET Aurinkokennotyypit luokitellaan yleensä kolmeen sukupolveen.

Lisätiedot

TUOMAS LAPP AURINKOVOIMALAN KÄYTTÖ LISÄENERGIAN LÄHTEENÄ KIILTO OY:SSÄ

TUOMAS LAPP AURINKOVOIMALAN KÄYTTÖ LISÄENERGIAN LÄHTEENÄ KIILTO OY:SSÄ TUOMAS LAPP AURINKOVOIMALAN KÄYTTÖ LISÄENERGIAN LÄHTEENÄ KIILTO OY:SSÄ Diplomityö Tarkastajat: professori Seppo Valkealahti ja lehtori Aki Korpela Tarkastajat ja aihe hyväksytty Tieto- ja sähkötekniikan

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Kuudennen luennon aihepiirit Tulevaisuuden aurinkokennotyypit: väriaineaurinkokenno Rakenne Toimintaperiaate Kehityskohteet 1 AURINKOKENNOJEN NYKYTUTKIMUS Aurinkokennotutkimuksessa

Lisätiedot

Fysiikka 8. Aine ja säteily

Fysiikka 8. Aine ja säteily Fysiikka 8 Aine ja säteily Sähkömagneettinen säteily James Clerk Maxwell esitti v. 1864 sähkövarauksen ja sähkövirran sekä sähkö- ja magneettikentän välisiä riippuvuuksia kuvaavan teorian. Maxwellin teorian

Lisätiedot

SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta. PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran.

SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta. PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran. SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran. Aurinkokennon maksimiteho P max voidaan lausua tyhjäkäyntijännitteen

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Kolmannen luennon aihepiirit Aurinkokennon virta-jännite-käyrän muodostuminen Miksi aurinkokennon virta-jännite-käyrä on tietyn muotoinen? Miten aurinkokennon virta-jännite-käyrää

Lisätiedot

ARTO HILTUNEN AURINKOKENNON MAKSIMITEHOPISTEEN RIIPPUVUUS TOIMINTAOLOSUHTEISTA Kandidaatintyö

ARTO HILTUNEN AURINKOKENNON MAKSIMITEHOPISTEEN RIIPPUVUUS TOIMINTAOLOSUHTEISTA Kandidaatintyö ARTO HILTUNEN AURINKOKENNON MAKSIMITEHOPISTEEN RIIPPUVUUS TOIMINTAOLOSUHTEISTA Kandidaatintyö Tarkastaja: lehtori Aki Korpela 26. toukokuuta 2009 II TIIVISTELMÄ TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Sähkötekniikka

Lisätiedot

PUOLIJOHTEET + + - - - + + + - - tyhjennysalue

PUOLIJOHTEET + + - - - + + + - - tyhjennysalue PUOLIJOHTEET n-tyypin- ja p-tyypin puolijohteet - puolijohteet ovat aineita, jotka johtavat sähköä huonommin kuin johteet, mutta paremmin kuin eristeet (= eristeen ja johteen välimuotoja) - resistiivisyydet

Lisätiedot

Väriaineaurinkokenno (Dye-sensitized solar cell, DSSC) 4. Kennon komponenteista huokoinen puolijohde

Väriaineaurinkokenno (Dye-sensitized solar cell, DSSC) 4. Kennon komponenteista huokoinen puolijohde Väriaineaurinkokenno (Dye-sensitized solar cell, DSSC) 1. Johdanto 2. Rakenne ja toimintaperiaate 3. Kennon suorituskyvyn karakterisointi 4. Kennon komponenteista huokoinen puolijohde 5. Kennon komponenteista

Lisätiedot

Puolijohteet. luku 7(-7.3)

Puolijohteet. luku 7(-7.3) Puolijohteet luku 7(-7.3) Metallit vs. eristeet/puolijohteet Energia-aukko ja johtavuus gap size (ev) InSb 0.18 InAs 0.36 Ge 0.67 Si 1.11 GaAs 1.43 SiC 2.3 diamond 5.5 MgF2 11 Valenssivyö Johtavuusvyö

Lisätiedot

Jukka Kitunen Aurinkosähkön soveltuvuus hajautettuun energiantuotantoon Suomessa. Diplomityö

Jukka Kitunen Aurinkosähkön soveltuvuus hajautettuun energiantuotantoon Suomessa. Diplomityö Jukka Kitunen Aurinkosähkön soveltuvuus hajautettuun energiantuotantoon Suomessa Diplomityö Tarkastajat: Yliassistentti Aki Korpela ja Lehtori Risto Mikkonen Tarkastajat ja aihe hyväksytty Sähköosastoneuvoston

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Yleistietomateriaalia luentojen tueksi Aurinkokennotyypit: Mitä erilaisia aurinkokennotyyppejä on olemassa, ja miten ne poikkeavat ominaisuuksiltaan toisistaan? Yksikiteisen

Lisätiedot

SMG-4050 Energian varastointi ja uudet energialähteet

SMG-4050 Energian varastointi ja uudet energialähteet SMG-4050 Energian varastointi ja uudet energialähteet AURINKOENERGIA Maapallolle saapuva säteilyteho Aurinkolämpöjärjestelmät Aurinkosähkö Valosähköinen ilmiö Aurinkokennon toimintaperiaate Aurinkosähköjärjestelmät

Lisätiedot

2. Fotonit, elektronit ja atomit

2. Fotonit, elektronit ja atomit Luento 4 2. Fotonit, elektronit ja atomit Valon kvanttiteoria; fotoni Valosähköinen ilmiö ja sen kvanttiselitys Valon emissio ja absorptio Säteilyn spektri; atomin energiatasot Atomin rakenne Niels Bohrin

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kurssin esittely Sähkömagneettiset ilmiöt varaus sähkökenttä magneettikenttä sähkömagneettinen induktio virta potentiaali ja jännite sähkömagneettinen energia teho Määritellään

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Kvanttifysiikan perusteet 2017 Kvanttifysiikan perusteet 207 Harjoitus 2: ratkaisut Tehtävä Osoita hyödyntäen Maxwellin yhtälöitä, että tyhjiössä magneettikenttä ja sähkökenttä toteuttavat aaltoyhtälön, missä aallon nopeus on v = c.

Lisätiedot

AURINKOPANEELIT. 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate. Kuva 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate.

AURINKOPANEELIT. 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate. Kuva 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate. AURINKOPANEELIT 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate Kuva 1. Aurinkopaneelin toimintaperiaate. Aurinkokennon rakenne ja toimintaperiaate on esitetty kuvassa 1. Kennossa auringon valo muuttuu suoraan sähkövirraksi.

Lisätiedot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I 5. Ilmaisimet Lauri Jetsu Fysiikan laitos Helsingin yliopisto Ilmaisimet Ilmaisimet (kuvat: @ursa: havaitseva tähtitiede, @kqedscience.tumblr.com) Ilmaisin = Detektori: rekisteröi valon ja muuttaa käsiteltävään

Lisätiedot

1 Johdanto. energiavyö, saavutetaan (1) missä E on

1 Johdanto. energiavyö, saavutetaan (1) missä E on 35 PUOLIJOHTEEN ENERGIA-AUKKO 1 Johdanto Kiinteissä aineissa aineen elektronitt ovat järjestyneet niin kutsutuille energiavöille. Hyvissä sähkönjohteissa ylin elektroneita sisältävä energiavyö on vain

Lisätiedot

Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista

Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista "Perhaps a thing is simple if you can describe it fully in several different ways without immediately knowing that you are describing the same thing."

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Peruskäsitteet Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet sähkövaraus teho ja energia potentiaali ja jännite sähkövirta Tarkoitus on määritellä sähkötekniikan

Lisätiedot

PUOLIJOHTEEN SÄHKÖNJOHTAVUUS

PUOLIJOHTEEN SÄHKÖNJOHTAVUUS PUOLIJOHTEEN SÄHKÖNJOHTAVUUS 1 Johdanto Kiinteissä aineissa aineen elektronit ovat järjestyneet niin kutsutuille energiavöille. Hyvissä sähkönjohteissa ylin elektroneita sisältävä energiavyö on vain osittain

Lisätiedot

SMG-4300: Yhteenveto toisesta luennosta. Miten puolijohde eroaa johteista ja eristeistä elektronivyörakenteen kannalta?

SMG-4300: Yhteenveto toisesta luennosta. Miten puolijohde eroaa johteista ja eristeistä elektronivyörakenteen kannalta? SMG-4300: Yhteenveto toisesta luennosta Miten puolijohde eroaa johteista ja eristeistä elektronivyörakenteen kannalta? Puolijohteesta tulee sähköä johtava, kun valenssivyön elektronit saavat vähintään

Lisätiedot

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai Jakso : Materiaalihiukkasten aaltoluonne. Teoriaa näihin tehtäviin löytyy Beiserin kirjasta kappaleesta 3 ja hyvin myös peruskurssitasoisista kirjoista. Seuraavat videot demonstroivat vaihe- ja ryhmänopeutta:

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

4 ev OY/MFP R Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 6, Kevät 2017

4 ev OY/MFP R Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 6, Kevät 2017 OY/MFP R6 017 Materiaalifysiikan perusteet 514P Ratkaisut 6, Kevät 017 1. Koska kuvitteellisten materiaalien hila on pkk-hila, niiden käänteishila on tkk-hila ja Brillouin-koppi on Kuvan 1.1 mukainen.

Lisätiedot

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol

Lisätiedot

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA KEMIAA KAIK- KIALLA, KE1 Ulkoelektronit ja oktettisääntö Alkuaineen korkeimmalla energiatasolla olevia elektroneja sanotaan ulkoelektroneiksi eli valenssielektroneiksi.

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto.5.13 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä

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

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

Nanoteknologia aurinkokennoissa

Nanoteknologia aurinkokennoissa Nanoteknologia aurinkokennoissa Helsingin yliopisto Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Kemian laitos Kemian opettajankoulutus Kandidaatintutkielma Tekijä: Kati Kolehmainen Pvm: 3.10.2011 Ohjaajat:

Lisätiedot

Nyt n = 1. Tästä ratkaistaan kuopan leveys L ja saadaan sijoittamalla elektronin massa ja vakiot

Nyt n = 1. Tästä ratkaistaan kuopan leveys L ja saadaan sijoittamalla elektronin massa ja vakiot S-1146 Fysiikka V (ES) Tentti 165005 1 välikokeen alue 1 a) Rubiinilaserin emittoiman valon aallonpituus on 694, nm Olettaen että fotonin emissioon tällä aallonpituudella liittyy äärettömän potentiaalikuopan

Lisätiedot

ψ(x) = A cos(kx) + B sin(kx). (2) k = nπ a. (3) E = n 2 π2 2 2ma 2 n2 E 0. (4)

ψ(x) = A cos(kx) + B sin(kx). (2) k = nπ a. (3) E = n 2 π2 2 2ma 2 n2 E 0. (4) 76A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Ratkaisut 4 Kevät 214 1. Tehtävä: Yksinkertainen malli kovalenttiselle sidokselle: a) Äärimmäisen yksinkertaistettuna mallina elektronille atomissa voidaan pitää syvää potentiaalikuoppaa

Lisätiedot

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto ysiikka 1 Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto 7.1.1 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä voi syntyä

Lisätiedot

Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia. Tutkimus Oulun yliopistossa

Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia. Tutkimus Oulun yliopistossa Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia Tutkimus Oulun yliopistossa Ryhmätyö Keskustelkaa n. 4 hengen ryhmissä, mitä on synkrotronisäteily ja miten sitä tuotetaan. Kirjoittakaa ylös ajatuksianne.

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan

Lisätiedot

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli Luento 8 Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli Sähkönjohtavuus Druden malli Klassiset C V -mallit Termodynamiikka kun Ei ennustetta arvosta! Klassinen

Lisätiedot

Infrapunaspektroskopia

Infrapunaspektroskopia ultravioletti näkyvä valo Infrapunaspektroskopia IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIAA, KE2 Kertausta sähkömagneettisesta säteilystä Sekä IR-spektroskopia että NMR-spektroskopia käyttävät sähkömagneettista

Lisätiedot

Z 1 = Np i. 2. Sähkömagneettisen kentän värähdysliikkeen energia on samaa muotoa kuin molekyylin värähdysliikkeen energia, p 2

Z 1 = Np i. 2. Sähkömagneettisen kentän värähdysliikkeen energia on samaa muotoa kuin molekyylin värähdysliikkeen energia, p 2 766328A Termofysiikka Harjoitus no., ratkaisut (syyslukukausi 24). Klassisen ideaalikaasun partitiofunktio on luentojen mukaan Z N! [Z (T, V )] N, (9.) missä yksihiukkaspartitiofunktio Z (T, V ) r e βɛr.

Lisätiedot

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi 8. Hiukkasfysiikka Hiukkasfysiikka kuvaa luonnon toimintaa sen perimmäisellä tasolla. Hiukkasfysiikan avulla selvitetään maailmankaikkeuden syntyä ja kehitystä. Tutkimuskohteena ovat atomin ydintä pienemmät

Lisätiedot

Luento 12. Kiinteät aineet

Luento 12. Kiinteät aineet Kiinteät aineet Luento 12 Kiinteät aineet ja nesteet kuuluvat molemmat kondensoituneisiin aineisiin. Niissä atomien väliset etäisyydet ovat atomien koon suuruusluokkaa eli 0.1 0.5 nm. Kiinteä aineen erottaa

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017

SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017 SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017 Viikko Aihe kirjan luku Viikko 1 Sähköken>ä, pistevaraukset 14 Viikko 2 Varausjakauman sähköken>ä 16 Viikko 2 Sähköinen poteniaalienergia ja poteniaali 17 Viikko 3 Sähköken>ä

Lisätiedot

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1 10.1 RÖNTGENSPEKTRI Kun kiihdytetyt elektronit törmäävät anodiin, syntyy jatkuvaa säteilyä sekä anodimateriaalille ominaista säteilyä (spektrin terävät piikit). Atomin uloimpien elektronien poistamiseen

Lisätiedot

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ Työssä perehdytään johteissa ja tässä tapauksessa erityisesti puolijohteissa esiintyvään Hallin ilmiöön, sekä määritetään sitä karakterisoivat Hallin vakio, varaustiheys

Lisätiedot

CCD-anturin lämpötilan vaikutus elektroluminesenssimittauksen signaali-kohinasuhteeseen

CCD-anturin lämpötilan vaikutus elektroluminesenssimittauksen signaali-kohinasuhteeseen CCD-anturin lämpötilan vaikutus elektroluminesenssimittauksen signaali-kohinasuhteeseen 2.12.2014 Sampo Hyvärinen 1 TABLE OF CONTENTS 1 Johdanto... 3 2 Teoria... 4 2.1 Aurinkokenno... 4 2.2 Elektroluminesenssi...

Lisätiedot

Valosähköisten aurinkopaneeleiden hyötysuhteet

Valosähköisten aurinkopaneeleiden hyötysuhteet Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari Valosähköisten aurinkopaneeleiden hyötysuhteet Efficiencies

Lisätiedot

Vyöteoria. Orbitaalivyöt

Vyöteoria. Orbitaalivyöt Vyöteoria Elektronirakenne ja sähkönjohtokyky: Metallit σ = 10 4-10 6 ohm -1 cm -1 (sähkönjohteet) Epämetallit σ < 10-15 ohm -1 cm -1 (eristeet) Puolimetallit σ = 10-5 -10 3 ohm -1 cm -1 σ = neµ elektronien

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

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

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ 1 IOIN OMINAISKÄYRÄ JA TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ MOTIVOINTI Työ opettaa mittaamaan erityyppisten diodien ominaiskäyrät käyttämällä oskilloskooppia XYpiirturina Työssä opetellaan mittaamaan transistorin

Lisätiedot

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Kevät 2017

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Kevät 2017 763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Keät 207. Rekyyli Luentomonisteessa on käsitelty tilanne, jossa hiukkanen (massa M) hajoaa kahdeksi hiukkaseksi (massat m ja m 2 ). Tässä käytetään

Lisätiedot

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni 3.1 Atomin rakenneosat Kaikki aine matter koostuu alkuaineista elements. Jokaisella alkuaineella on omanlaisensa atomi. Mitä osia ja hiukkasia parts and particles atomissa on? pieni ydin, jossa protoneja

Lisätiedot

Kemian syventävät kurssit

Kemian syventävät kurssit Kemian syventävät kurssit KE2 Kemian mikromaailma aineen rakenteen ja ominaisuuksien selittäminen KE3 Reaktiot ja energia laskuja ja reaktiotyyppejä KE4 Metallit ja materiaalit sähkökemiaa: esimerkiksi

Lisätiedot

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima F on suoraan verrannollinen varausten Q 1 ja Q 2 tuloon ja kääntäen verrannollinen etäisyyden r neliöön F = k Q 1Q 2 r 2, k =

Lisätiedot

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo Valosähköinen ilmiö Vuonna 1887 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz havaitsi sähkövarauksen purkautuvan metallikappaleen pinnalta, kun siihen kohdistui valoa. Tarkemmissa tutkimuksissa todettiin, että

Lisätiedot

Voima ja potentiaalienergia II Energian kvantittuminen

Voima ja potentiaalienergia II Energian kvantittuminen Voima ja potentiaalienergia II Energian kvantittuminen Mene osoitteeseen presemo.helsinki.fi/kontro ja vastaa kysymyksiin Tavoitteena tällä luennolla Miten määritetään voima kun potentiaalienergia U(x,y,z)

Lisätiedot

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1 Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista Alkeishiukkaset - hiukkasten

Lisätiedot

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 3 Kevät E 1 + c 2 m 2 = E (1) p 1 = P (2) E 2 1

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 3 Kevät E 1 + c 2 m 2 = E (1) p 1 = P (2) E 2 1 763306A JOHDATUS SUHTLLISUUSTORIAAN Ratkaisut 3 Kevät 07. Fuusioreaktio. Lähdetään suoraan annetuista yhtälöistä nergia on suoraan yhtälön ) mukaan + m ) p P ) m + p 3) M + P 4) + m 5) Ratkaistaan seuraavaksi

Lisätiedot

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa Tapio Hansson Laskentoa SI-järjestelmä soveltuu hieman huonosti kvantti- ja hiukaksfysiikkaan. Sen perusyksiköiden mittakaava

Lisätiedot

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Ongelma: Tähdet ovat kaukana... Objektiivi Esine Objektiivi muodostaa pienennetyn ja ylösalaisen kuvan Tarvitaan useita linssejä tai peilejä! syys 23 11:04 Galilein

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

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

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

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA KERTAUSTA REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Aineiden ominaisuudet voidaan selittää niiden rakenteen avulla. Aineen rakenteen ja ominaisuuksien väliset riippuvuudet selittyvät kemiallisten sidosten avulla. Vahvat

Lisätiedot

Valon hiukkasluonne. Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala. Kevät Harris luku 3. Mikro- ja nanotekniikan laitos

Valon hiukkasluonne. Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala. Kevät Harris luku 3. Mikro- ja nanotekniikan laitos Valon hiukkasluonne Harris luku 3 Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Johdanto Valolla myös hiukkasluonne fotoni Tarkastellaan muutamia ilmiöitä joiden kuvaamiseen

Lisätiedot

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä Physica 9 1. painos 1(7) : 18.1. a) Sähkökenttä on alue, jonka jokaisessa kohdassa varattuun hiukkaseen vaikuttaa sähköinen voia. b) Potentiaali on sähkökenttää kuvaava suure, joka on ääritelty niin, että

Lisätiedot

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta Teoreetikon kuva Teoreetikon kuva hiukkasten hiukkasten maailmasta maailmasta ja ja maailmankaikkeudesta maailmankaikkeudesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Lapua 5. 5. 2012 Miten

Lisätiedot

SMG-4300 Aurinkosähkö ja Tuulivoima

SMG-4300 Aurinkosähkö ja Tuulivoima SMG-4300 Aurinkosähkö ja Tuulivoima Aurinkosähkön 1. luento Katsaus aurinkosähkön historiaan. Auringon energiantuotanto: Miten ja miksi auringosta tulee energiaa maahan? Kuinka suurella teholla maa vastaanottaa

Lisätiedot

1 WKB-approksimaatio. Yleisiä ohjeita. S Harjoitus

1 WKB-approksimaatio. Yleisiä ohjeita. S Harjoitus S-114.1427 Harjoitus 3 29 Yleisiä ohjeita Ratkaise tehtävät MATLABia käyttäen. Kirjoita ratkaisut.m-tiedostoihin. Tee tuloksistasi lyhyt seloste, jossa esität laskemasi arvot sekä piirtämäsi kuvat (sekä

Lisätiedot

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1 TEKNIIKKA FYSIIKAN LABORATORIO V

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1 TEKNIIKKA FYSIIKAN LABORATORIO V TURUN AMMATTIKORKAKOUU TYÖOHJ 1 3A. asertyö 1. Työn tarkoitus Työssä perehdytään interferenssi-ilmiöön tutkimalla sitä erilaisissa tilanteissa laservalon avulla. 2. Teoriaa aser on lyhennys sanoista ight

Lisätiedot

Ilmaisimet. () 17. syyskuuta 2008 1 / 34

Ilmaisimet. () 17. syyskuuta 2008 1 / 34 Ilmaisimet Ilmaisin eli detektori on laite, jolla kaukoputken kokoama valo rekisteröidään ja muutetaan käsiteltävään muotoon. Aina 1800-luvun puoliväliin saakka ainoana ilmaisimena oli silmä. Sen jälkeen

Lisätiedot

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Kvanttimekaaninen atomimalli

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Kvanttimekaaninen atomimalli KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Kvanttimekaaninen atomimalli Aineen rakenteen teoria alkoi hahmottua, kun 1800-luvun alkupuolella John Dalton kehitteli teoriaa atomeista jakamattomina aineen perusosasina. Toki

Lisätiedot

KYSYMYS: Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan.

KYSYMYS: Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan. : Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan. Protoni Elektroni 17 protonia 19 electronia 1,000,000 protonia 1,000,000 elektronia lasipallo puu*uu 3 elektronia (A) (B) (C) (D) (E)

Lisätiedot

Vyöteoria. σ = neμ. Orbitaalivyöt

Vyöteoria. σ = neμ. Orbitaalivyöt Vyöteoria Elektronirakenne ja sähkönjohtokyky: Metallit σ = 10 4-10 6 ohm -1 cm -1 (sähkönjohteet) Epämetallit σ < 10-15 ohm -1 cm -1 (eristeet) Puolimetallit σ = 10-5 -10 3 ohm -1 cm -1 σ = neμ elektronien

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

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1.

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1. SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA Harjoitus - luento 6 Tehtävä 1. Aurinkokennon virta I s 1,1 A ja sen mallissa olevan diodin estosuuntainen kyllästysvirta I o 1 na. Laske aurinkokennon maksimiteho suhteessa termiseen

Lisätiedot

ja KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

ja KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA ja KVANTTITEORIA 1 MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA Fysiikka WYP2005 ja KVANTTITEORIA 24.1.2006 WYP 2005

Lisätiedot

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski LHC -riskianalyysi Emmi Ruokokoski 30.3.2009 Johdanto Mikä LHC on? Perustietoa ja taustaa Mahdolliset riskit: mikroskooppiset mustat aukot outokaiset magneettiset monopolit tyhjiökuplat Emmi Ruokokoski

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

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Ensimmäisen luennon aihepiirit Auringonsäteily: Auringon säteilyintensiteetin mallintaminen: mustan kappaleen säteily Sähkömagneettisen säteilyn hiukkasluonne: fotonin energia Aurinkovakio

Lisätiedot

12. Eristeet Vapaa atomi

12. Eristeet Vapaa atomi 12. Eristeet Eristeiden tyypillisiä piirteitä ovat kovalenttiset sidokset (tai vahvat ionisidokset) ja siitä seuraavat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Makroskooppisen ulkoisen sähkökentän E läsnäollessa

Lisätiedot

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA KVANTTITEORIA 1 MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA Fysiikka KVANTTITEORIA Metso Tampere 13.11.2005 MODERNI

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

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1 Ydin- ja hiukkasfysiikka 04: Harjoitus 5 Ratkaisut Tehtävä a) Vapautunut energia saadaan laskemalla massan muutos reaktiossa: E = mc = [4(M( H) m e ) (M( 4 He) m e ) m e ]c = [4M( H) M( 4 He) 4m e ]c =

Lisätiedot

JUHO LASONEN Aurinkosähkövoimalan suunnittelu ja toteutus

JUHO LASONEN Aurinkosähkövoimalan suunnittelu ja toteutus JUHO LASONEN Aurinkosähkövoimalan suunnittelu ja toteutus Diplomityö Tarkastaja: lehtori Risto Mikkonen Tarkastaja ja aihe hyväksytty tieto- ja sähkötekniikan tiedekuntaneuvoston kokouksessa 5.10.2016

Lisätiedot

Valo ja muu sähkömagneettinen säteily

Valo ja muu sähkömagneettinen säteily Valo ja muu sähkömagneettinen säteily Valon luonne Valon luonne on yksi kvanttimekaniikan omituisuuksista. Joissakin tilanteissa valo käyttäytyy kuin aaltoliike, toisissa kuin hiukkaset. Valoaallot eivät

Lisätiedot

Kvanttisointi Aiheet:

Kvanttisointi Aiheet: Kvanttisointi Luento 5 4 Aiheet: Valosähköilmiö Einsteinin selitys Fotonit Aineaallot ja energian kvantittuminen Bohrin kvanttimalli atomille Bohrin malli vetyatomille Vedyn spektri Mitä olet oppinut?

Lisätiedot