Luento 11. Elektronin spin

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Luento 11. Elektronin spin"

Transkriptio

1 Elektronin spin Luento 11 Spektrimittaukset osoittivat, että energiatasot jakautuvat todellisuudessa useampaan kuin normaalin Zeemanin ilmiön ennustamaan kolmeen. Ruvettiin puhumaan anomaalisesta Zeemanin ilmiöstä. Joskus spektriviivojen jakautumisesta lähellä toisiaan oleviksi tasoiksi eli multipletiksi oli merkkejä silloinkin kun atomi ei ollut magneettikentässä. Syynä on elektronin spin. Pieter Zeemanin mittaustuloksia. Zeemanin ilmiö auringonpilkussa, jossa on voimakas magneettikenttä. 1

2 Sternin-Gerlachin koe Otto Stern ja Walther Gerlach tekivät 19 kokeen, jossa he ampuivat neutraaleja hopea-atomeja epäsymmetrisen magneettikentän läpi. Lorentzin voima ei vaikuta neutraaleihin atomeihin, mutta magneettisen dipoolimomentin takia magneettikenttä aiheuttaa atomiin pienen voiman, joka poikkeuttaa atomia suoralta radalta eri suuntiin pyörimismäärävektorin suunnasta riippuen. S&G odottivat näkevänsä atomien kulkevan kolmeen eri suuntaan. S&G näkivät suihkun jakautuvan kolmen sijasta kahteen osaan. Itse asiassa hopea-atomissa l = 0, joten normaalia Zeemanin ilmiötä ei pitänyt tapahtuakaan. Kyse on uudesta ilmiöstä, joka johtuu elektroniin liittyvästä pyörimismäärän kaltaisesta ominaisuudesta, spinistä. Elektronilla on sisäinen pyörimismäärä, joka on puhtaasti kvanttimekaaninen ilmiö. Sternin ja Gerlachin postikortti Niels Bohrille.

3 Spiniin liittyy magneettinen dipolimomentti, kuten pyörimismääräänkin. Tämä spinin magneettinen momentti vuorovaikuttaa magneettikentän kanssa. Siihen liittyy potentiaalienergia U = -m B. Mekaniikasta muistamme, että potentiaalienergia on voiman gradientti eli nyt: F z U B = = μz z z z. Osoittautuu, että elektronin magneettisella momentilla on kaksi kvantittunutta arvoa. Elektronin sisäinen pyörimismäärän S komponentti z-suunnassa voi saada vain kasi arvoa, S z 1 = ± h. Pyörimismäärän kvanttilukua l vastaava spinkvanttiluku on s = ½ eli 3 S = s( s +1 ) h = h. 4 Elektronin magneettinen dipolimomentti on osoittautunut olevan e μz = (. 003 ) Sz. m Riipuen siitä, kummassa S z -tilassa atomi on epähomogeenisessä magneettikentässä ( B z / z 0), voima F z sille kiihtyvyyttä joko positiivisen tai negatiivisen z-akselin suuntaan. Tuloksena on atomisuihkun jakautuminen kahteen osaan. Elektronin magneettinen dipolimomentti on tarkimmin mitattu fysiikan suure. Se tunnetaan tarkkuudella (15), ja tämä tulos on sopusoinnussa teoreettisten laskelmien kanssa. 3

4 Kun atomissa tapahtumia katsellaan elektronin kannalta eli elektronin lepokoordinaatistossa, positiivisesti varattu ydin kiertää elektronia. (Tämä on Bohrin mallin mukainen kuva tapahtumista, mutta se johtaa samaan, mitä saadaan Schrödingerin teoriasta.) Liikkuva varaus aiheuttaa magneettikentän. Elektroni vuorovaikuttaa tämän kentän kanssa, koska sillä on spiniin liittyvä magneettinen momentti. Täten siis ilman ulkoista magneettikenttääkin, atomissa tapahtuu magneettinen vuorovaikutus, joka aiheuttaa energiatasojen jakautumista. Ilmiötä kutsutaan spin-rata-vuorovaikutukseksi. Tässä kuvassa on natriumin spektrissä ilmenevä, spin-ratavuorovaikutuksen aiheuttama energiatason jakautuminen kahdeksi tasoksi ja sen näkyminen emissiospektrissä. Pyörimismäärän ja spinin summavektoria J = L+ S kutsutaan kokonaispyörimismääräksi tai tavallisemmin kokonaisimpulssimomentiksi. Sekin on kvantittunut: J = j( j + 1 ) h, j = l ± 1. Kun j = l + ½, L z ja S z ovat samaan suuntaan, kun j = l - ½, ne ovat vastakkaiseen suuntaan. 4

5 Monen elektronin atomit Monen elektronin atomissa yksittäisen elektronin liikkeeseen vaikuttaa paitsi ytimen positiivinen varaus myös toisten elektronien negatiiviset varaukset. Keskeiskenttäapproksimaatiossa muiden elektronien vaikutus kuvataan pallosymmetrisenä negatiivisena kokonaisvarauksena, jolloin elektronin kokema sähköinen potentiaali on pallosymmetrinen kuten vetyatomissakin, potentiaalienergia U(r) on tosin toinen. Yhden elektronin altofunktion kulmaosat ovat tässä approksimaatiossa samat kuin vetyatomissa, mutta radiaaliosa ja energiatasot muuttuvat. Tilat voidaan kuitenkin luetteloida samoilla kvanttiluvuilla kuin vetyatomissa. Sallitut kvanttilukujen arvot ovat edelleen n 1, 0 l n 1, m l, m = ± 1/. Atomissa elektronit eivät asetu tiloille miten tahansa. Kaikki elektronit eivät esimerkiksi voi olla alimmalla energiatilalla. Jos näin olisi, eri alkuaineet eivät poikkeaisi juurikaan toisistaan. Wolfgang Pauli keksi 195 kieltosäännön: l s Kvanttimekaanissa systeemissä mitkään kaksi elektronia eivät voi olla samassa kvanttimekaanisessa tilassa. Atomissa kaikilla elektroneilla pitää siis olla erilainen kvanttilukukombinaatio (n,l,m l,m s ). Paulin kieltosääntö Tämä on hyvin merkittävä periaate, joka pätee kaikkiin muihinkin hiukkasiin (protoni, neutroni, ), joiden spin on puolilukuinen. Hiukkaset, joiden spin on kokonaisluku (pionit, fotonit, ), eivät noudata kieltosääntöä. 5

6 Taulukossa on esitetty elektronien enimmäismäärä alimmilla kuorilla. Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä esittää alkuaineet ryhmiteltynä kemiallisten ominaisuuksiensa perusteella. Järjestelmä voidaan selittää kauniisti elektronien eri kuorille ja tiloihin asettumisen perusteella. Se, kuinka monta elektronia uloimmalla kuorella on, määrää aineen kemialliset ominaisuudet. Jalokaasut esimerkiksi ovat aineita, joissa uloimman kuoren kaikki paikat ovat elektronien miehittämiä. Sellainen aine ei muodosta yhdisteitä muiden aineiden kanssa. Uloimman kuoren elektroneja kutsutaan valenssielektroneiksi. Seuraavan sivun taulukossa on kevyimpien alkuaineiden elektroniverhon rakenne. Yläviitteenä olevat luvut ilmaisevat elektronien määrän ao. alikuorella. 6

7 Linkki alkuainetaulukkoon: 7

8 Alekkain olevat alkuaineet muistuttavat toisiaan, koska niiden uloimman kuoren elektronirakenne on samanlainen. Ne muodostavat ryhmiä. Vaakasuoria rivejä kutsutaan sarjoiksi. 8

9 Röntgensäteilyn spektri Röntgensäteilyn spektri koostuu jatkuvasta osasta (jarrutussäteily) ja terävistä piikeistä. Terävät piikit syntyvät, kun suurienergiainen elektronisuihku irrottaa elektronin atomin sisimmiltä tasoilta ja syntyneeseen vapaaseen paikkaan eli aukoon siirtyy elektroni joltakin korkeammalta energiatilalta ja ylemmän ja alemman tason energiaero vapautuu atomista fotonina. Jos elektroni irrotetaan alimmalta eli K-kuorelta ja syntyneeseen aukoon siirtyy elektroni seuraavaksi alimmalta eli L-kuorelta, syntyy röntgenspektriin ns K a -viiva. Jos siirtymä tapahtuu M- kuorelta, puhutaan K b -viivasta jne. Toisin kuin jarrutussäteilyosa, nämä viivat ovat kullekin aineelle ominaisia (karakteristinen spektri). Kuvassa on molymbdeenin röntgenspektri, kun röntgenputken kiihdytysjännite on 35 kv. H.G.J. Moseley löysi 1913 empiirisen lain eri alkuaineiden (eri varausluku Z) K a -viivan taajuudelle: f 15 = ( Hz )( Z 1). 9

10 Tämä laki voidaan selittää atomin energiatasomallin avulla. Kun K- kuorelta poistuu elektroni, sinne jää vielä yksi elektroni (vastakkaisspininen). Tämä elektroni, joka on lähellä ydintä, varjostaa varauksellaan ytimen varausta. Niinpä L-kuorella olevan elektronin energia on E i 1 ( Z ) = ( ev ) = ( Z ja siirryttyään K-kuorelle sen energia on E f ( Z ) = ( ev ) = ( Z 1 1) 1 K a -fotonin energia on näiden erotus: E Kα = ( Z 1) ( 10. ev ), 1) ( 3. 4 ev ), ( ev ). ja taajuus f E Z 1) ( 10. ev ) 15 = = = ( Hz )( Z 1) 15 h evs (. 10

11 Chandra X-ray Observatory satelliitin mittaama röntgenspektri Zeta Orionisista. Piikkien paikoista voidaan päätellä kohteen alkuainekoostumus. Testikysymys ***** Potassium has 19 electrons. It is relatively easy to remove one electron, but substantially more difficult to then remove a second electron. Why is this? A. The second electron feels a stronger attraction to the other electrons than did the first electron that was removed. B. When the first electron is removed, the other electrons readjust their orbits so that they are closer to the nucleus. C. The first electron to be removed was screened from more of the charge on the nucleus than is the second electron. D. all of the above E. none of the above 11

12 6. Molekyylit ja kondensoitunut aine Molekyylien muodostuminen atomeista Kiinteät aineet, energiavyöt Metallien rakenne, vapaat elektronit Johteet, eristeet Puolijohteet 1

13 Molekyylisidokset Atomit sitoutuvat monella eri tavalla toisiinsa molekyyleiksi. Ionisidokset Ionisidos syntyy, kun atomi luovuttaa yhden elektronin toiselle atomille. Tuloksena on positiivisesti varattu ioni ja negatiivisesti varattu ioni, jotka sähköinen voima sitoo toisiinsa. Esimerkki on natriumkloridi NaCl, jossa Na luovuttaa yksinäisen 3s-elektroninsa Cl:n 3p-alikuorella olevalle tyhjälle paikalle, jolloin tämä kuori täyttyy. Elektronin irroittamiseen Na:sta tarvitaan energiaa ev (ionisaatioenergia). Cl:n elektronit eivät varjosta täysin ytimen varausta, ja ylimääräinen elektroni sitoutuu atomiin, sitova potentiaalienergia on ev. Kaukana toisistaan olevan Na + -Cl - -ioniparin muodostaminen vaatii siis energian ev ev = 1.55 ev. Ionit vetävät toisiaan puoleensa, ja niiden muodostaman systeemin potentiaalienergia on pienimmillään, U(r) = -5.7 ev, kun niiden välinen etäisyys on 0.4 nm. Tätä lähempänä elektroniverhojen hylkiminen (Paulin kieltosääntö estää päällekkäisyyttä) aiheuttaa repulsion, joka suurentaa potentiaalienergiaa. NaClmolekyylin synnnyssä vapautuu siis energiaa 5.7 ev 1.55 ev = 4. ev. Tämä on natriumkloridin sidosenergia, energia joka tarvitaan molekyylin hajottamiseen neutraaleiksi atomeiksi. 13

14 Kovalentit sidokset Kovalentti sidos syntyy esimerkiksi vetymolekyylissä, kun elektronipilvi on keskittynyt enemmän protonien väliin kuin muualle. Alueella on elektronipareja, elektroni molemmista atomeista. Paulin kieltosäännön Elektronien attraktio protonien kanssa voittaa protonien välisen repulsion. Sidoksen potentiaalienergia vedyssä on ev. Toinen esimerkki kovalentiesta sidoksista on metaani CH 4. Hiilen L-kuoren neljä elektronia muodostavat kukin kovalentin sidoksen hetyatomin kanssa. Paulin kieltosäännön takia sidokset syntyvät mahdollismman etäälle toisistaan muodostaen tetrahedronin. 14

15 Van der Waalsin sidos Van der Waalsin sidos syntyy atomien ja molekyylien sähköisten dipolien välisistä vuorovaikutuksista. Se on paljon heikompi kuin ionisidos ja kovalentti sidos, potentiaali on tyypillisesti 0.1 ev. Esimerkiksi vesimolekyylien sidokset nesteissä ja kiinteissä aineissa ovat tätä tyyppiä. Atomeilla ja molekyyleillä ei yleensä ole pysyvää sähköistä dipolimomenttia, mutta varausjakautumien jatkuvat heilahtelut synnyttävät niitä ja indusoivat niitä myös ympäristön atomeihin ja molekyyleihin. Jalokaasujen ja esim vety- ja typpimolekyylien nesteytyminen ja kiinteäksi aineeksi muuttuminen johtuu yleensä ionisidoksista. Koska sidokset ovat heikkoja, nämä olomuodot ovat mahdollisia vain hyvin matalissa lämpötiloissa, jossa aineen lämpöliike ei riko sidoksia. Vetysidos Kun ionisoitunut vetyatomi (H + -ioni) asettuu kahden atomin väliin, se saa atomien varausjakautumat polarisoitumaan ja atomit sitoutuvat toisiinsa dipolivuorovaikutuksen välityksellä. Tyypillinen potentiaali on 0.5 ev. Sidos on tärkeä monissa organisissa molekyyleissä, kuten DNA-molekyylin kaksoiskierteiden toisiinsa sitojana. 15

16 Molekyylien spektri Rajoitutaan kaksiatomisiin molekyyleihin. Atomit ovat vakioetäisyydellä r 0 ja suorittavat ympyräliikettä tasossa yhteisen massakeskipisteensä ympäri. Etsitään tähän liikkeeseen liityvät sallitut energiat. Mekaniikasta: 1 L = Iω, K = Iω = L I, jossa I on hitausmomentti cm:n kautta kulkevan akselin suhteen, w on kulmanopeus ja K on liike-energia. Koska potentiaalienergia ei ole, kokonaisenergia on E = K =L /I. Koska ei ole potentiaalienergiaa, on tilanne pallosymmetrinen ja verrattavissa vetyatomiin. Liikemäärä on siis kvantittunut: L = l( l + 1) h ( l 0, 1,,...) = Energia on siis myös kvantittunut: h Kaksiatomisen E l = l( l + 1) ( l = 0, 1,,...) I molekyylin rotaatiotilojen energiat. Hitausmomentti on I = m r r 0, jossa m r on redusoitu massa. Energiatasojen energiaero kasvaa l:n kasvaessa. 16

17 Värähtelyspektri Edellä oletettinn, että molekyyli on jäykkä systeemi eli atomien etäisyys toisistaan on vakio. Tämä ei ole totta. Voidaan sen sijaan kuvitella, että atomit ovat liitetty toisiinsa ikään kuin jousella että ne värähtelevät tasapainoasemansa molemmin puolin. Voidaan olettaa, että jousivoima on verrannollinen poikkeamaan tasapainosta. Atomien liike on silloin harmonista värähtelyä ja mahdolliset energiat ovat E n 1 = ( n + ) hω = ( n + 1 ) h k' m r, Kaksiatomisen molekyylin värähtelyspektri. missä k on jousivakio. Nämä energiatasot ovat tasavälisiä. Kaksiatomisen molekyylin energia on siis kaikkiaan E nl h = l( l + 1) I + ( n + 1 ) h k'. m Värähtelytasot Valintasääntö siirtymille: l muuttuu yhdellä. Rotaatiotasot 17

18 Heuristinen kuva atomien liikkeistä kaksiatomisessa molekyylissä. 18

8. MONIELEKTRONISET ATOMIT

8. MONIELEKTRONISET ATOMIT 8. MONIELEKTRONISET ATOMIT 8.1. ELEKTRONIN SPIN Epärelativistinen kvanttimekaniikka selittää vetyatomin rakenteen melko tarkasti, mutta edelleen kokeellisissa atomien energioiden mittauksissa oli selittämättömiä

Lisätiedot

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Käsiteltävät aiheet: Mikä aikaansaa sidokset? Mitä eri sidostyyppejä on? Mitkä ominaisuudet määräytyvät sidosten kautta? Chapter 2-1 Atomirakenne Atomi elektroneja

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

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

, m s ) täytetään alimmasta energiatilasta alkaen. Alkuaineet joiden uloimmalla elektronikuorella on samat kvanttiluvut n,

, m s ) täytetään alimmasta energiatilasta alkaen. Alkuaineet joiden uloimmalla elektronikuorella on samat kvanttiluvut n, S-114.6, Fysiikka IV (EST),. VK 4.5.005, Ratkaisut 1. Selitä lyhyesti mutta mahdollisimman täsmällisesti: a) Keskimääräisen kentän malli ja itsenäisten elektronien approksimaatio. b) Monen fermionin aaltofunktion

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

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

Luento 1: Sisältö. Vyörakenteen muodostuminen Molekyyliorbitaalien muodostuminen Atomiketju Energia-aukko

Luento 1: Sisältö. Vyörakenteen muodostuminen Molekyyliorbitaalien muodostuminen Atomiketju Energia-aukko Luento 1: Sisältö Kemialliset sidokset Ionisidos (suolat, NaCl) Kovalenttinen sidos (timantti, pii) Metallisidos (metallit) Van der Waals sidos (jalokaasukiteet) Vetysidos (orgaaniset aineet, jää) Vyörakenteen

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

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

Molekyylit. Helsinki University of Technology, Laboratory of Computational Engineering, Micro- and Nanosciences Laboratory. Atomien väliset sidokset

Molekyylit. Helsinki University of Technology, Laboratory of Computational Engineering, Micro- and Nanosciences Laboratory. Atomien väliset sidokset Molekyylit. Atomien väliset sidokset. Vetymolekyyli-ioni 3. Kaksiatomiset molekyylit ja niiden molekyyliorbitaalit 4. Muutamien kaksiatomisten molekyylien elektronikonfiguraatio 5. Moniatomiset molekyylit

Lisätiedot

S-114.1327 Fysiikka III (Est, 6,0 op) Viikko 11

S-114.1327 Fysiikka III (Est, 6,0 op) Viikko 11 S-114.1327 Fysiikka III (Est, 6,0 op) LUENTOSUUNNITELMA KEVÄT 2007, 2. PUOLILUKUKAUSI Toisen puolilukukauden aikana käydään läpi keskeiset kohdat Kvanttifysiikan opetusmonisteen luvuista 3-7. Laskuharjoituksia

Lisätiedot

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Kertausta IONIEN MUODOSTUMISESTA Jos atomi luovuttaa tai

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

1. Materiaalien rakenne

1. Materiaalien rakenne 1. Materiaalien rakenne 1.1 Johdanto 1. Luento 2.11.2010 1.1 Johdanto Materiaalit voidaan luokitella useilla eri tavoilla Kemiallisen sidoksen mukaan: metallit, keraamit, polymeerit Käytön mukaan: komposiitit,

Lisätiedot

Molekyylit. Helsinki University of Technology, Laboratory of Computational Engineering. Atomien väliset sidokset

Molekyylit. Helsinki University of Technology, Laboratory of Computational Engineering. Atomien väliset sidokset Molekyylit. Atomien väliset sidokset. Vetymolekyyli-ioni 3. Kaksiatomiset molekyylit ja niiden molekyyliorbitaalit 4. Muutamien kaksiatomisten molekyylien elektronikonfiguraatio 5. Moniatomiset molekyylit

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

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

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

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

Luku 10: Atomien rakenne ja spektrit. Vedyn kaltaiset atomit Atomiorbitaalit Spektrisiirtymät Monielektroniset atomit

Luku 10: Atomien rakenne ja spektrit. Vedyn kaltaiset atomit Atomiorbitaalit Spektrisiirtymät Monielektroniset atomit Luku 10: Atomien rakenne ja spektrit Vedyn kaltaiset atomit Atomiorbitaalit Spektrisiirtymät Monielektroniset atomit 1 n 1 = 3 n 1 = 4 n 1 = 2 n 1 =1 Vetyatomin spektri koostuu viivoista Viivojen sijainti

Lisätiedot

MOLEKYYLIFYSIIKAN OPETUKSESTA SEKÄ KEMIALLISEN SIDOKSEN VAIKUTUKSESTA MOLEKYYLIEN AUGER-ELEKTRONISPEKTREIHIN

MOLEKYYLIFYSIIKAN OPETUKSESTA SEKÄ KEMIALLISEN SIDOKSEN VAIKUTUKSESTA MOLEKYYLIEN AUGER-ELEKTRONISPEKTREIHIN MOLEKYYLIFYSIIKAN OPETUKSESTA SEKÄ KEMIALLISEN SIDOKSEN VAIKUTUKSESTA MOLEKYYLIEN AUGER-ELEKTRONISPEKTREIHIN PRO GRADU -TUTKIELMA SAKARI MIKKONEN OULUN YLIOPISTO FYSIKAALISTEN TIETEIDEN LAITOS 2005 Sisällysluettelo

Lisätiedot

Kuvan 4 katkoviivalla merkityn alueen sisällä

Kuvan 4 katkoviivalla merkityn alueen sisällä TKK, TTY, LTY, OY ja ÅA insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 28.5.2003 Merkitse jokaiseen koepaperiin nimesi, hakijanumerosi ja tehtäväsarjan kirjain. Laske jokainen tehtävä siististi omalle

Lisätiedot

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Kati Lassila-Perini Fysiikan tutkimuslaitos Miksi hiukkasia kiihdytetään? Miten hiukkasia kiihdytetään? Mitä törmäyksessä tapahtuu? Miten hiukkasia mitataan? Esitys hiukkasfysiikan

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

PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016

PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016 PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016 Prof. Martti Puska Emppu Salonen Tomi Ketolainen Ville Vierimaa Luento 7: Hilavärähtelyt tiistai 12.4.2016 Aiheet tänään Hilavärähtelyt: johdanto Harmoninen

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

5.1 Johdanto 185. 5.2 Helium-atomi 186. 5.3 Keskeiskenttämalli 201. 5.4 Paulin kieltosääntö 206. 5.5 Atomien elektronirakenne 208

5.1 Johdanto 185. 5.2 Helium-atomi 186. 5.3 Keskeiskenttämalli 201. 5.4 Paulin kieltosääntö 206. 5.5 Atomien elektronirakenne 208 MONIELEKTRONIATOMIT 5. Johdanto 85 5. Helium-atomi 86 5.3 Keskeiskenttämalli 0 5.4 Paulin kieltosääntö 06 5.5 Atomien elektronirakenne 08 5.6 L--kytkentä monen elektronin atomeissa 3 5.7 Röntgenspektrien

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

SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta

SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta SMG-4300: Yhteenveto ensimmäisestä luennosta Aurinko lähettää avaruuteen sähkömagneettista säteilyä. Säteilyn aallonpituusjakauma määräytyy käytännössä auringon pintalämpötilan (n. 6000 K) perusteella.

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

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti Tehtävä 1 Selitä lyhyesti: a Mikä on Einsteinin ja Debyen kidevärähtelymallien olennainen ero? b Mikä ero vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa on kanonisella

Lisätiedot

Luento 11: Potentiaalienergia. Potentiaalienergia Konservatiiviset voimat Voima potentiaalienergiasta gradientti Esimerkkejä ja harjoituksia

Luento 11: Potentiaalienergia. Potentiaalienergia Konservatiiviset voimat Voima potentiaalienergiasta gradientti Esimerkkejä ja harjoituksia Luento 11: Potentiaalienergia Potentiaalienergia Konservatiiviset voimat Voima potentiaalienergiasta gradientti Esimerkkejä ja harjoituksia 1 / 22 Luennon sisältö Potentiaalienergia Konservatiiviset voimat

Lisätiedot

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 014 Insinöörivalinnan kemian koe 8.5.014 MALLIRATKAISUT ja PISTEET Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu

Lisätiedot

Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit. https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw

Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit. https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw Luku 9: Atomien rakenne ja spektrit Vedyn kaltaiset atomit Atomiorbitaalit Spektrisiirtymät Monielektroniset atomit https://www.youtube.com/watch? v=bmivwz-7gmu https://www.youtube.com/watch? v=dvrzdcnsiyw

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

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

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

Harjoitustehtävien vastaukset

Harjoitustehtävien vastaukset Harjoitustehtävien vastaukset Esimerkiksi kaiutinelementti, rumpukalvo (niin rummussa kuin korvassa), jännitetty kuminauha tai kielisoittimien (esimerkiksi viulu, kitara) kielet, kellon koneisto, heiluri,

Lisätiedot

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

1.1 Magneettinen vuorovaikutus 1.1 Magneettinen vuorovaikutus Magneettien välillä on niiden asennosta riippuen veto-, hylkimis- ja vääntövaikutuksia. Magneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Magneeti pohjoiseen kääntyvää päätä

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

HEIKOT SIDOKSET. Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia.

HEIKOT SIDOKSET. Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia. HEIKOT SIDOKSET KEMIAN MIKRO- MAAILMA, KE2 Palautetaan mieleen (on tärkeää ymmärtää ero sisäisten ja ulkoisten voimien välillä): Vahvat sidokset ovat rakenneosasten sisäisiä sidoksia. Heikot sidokset ovat

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

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =! " 0 E loc (12.4)

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =!  0 E loc (12.4) 12. Eristeet Eristeiden tyypillisiä piirteitä ovat kovalenttiset sidokset (tai vahvat ionisidokset) ja siitä seuraavat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Makroskooppisen ulkoisen sähkökentän E läsnäollessa

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 24.3.2016 Susanna Hurme Rotaatioliikkeen liike-energia, teho ja energiaperiaate (Kirjan luku 18) Osaamistavoitteet Ymmärtää, miten liike-energia määritetään kiinteän

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

on radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1).

on radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1). H E I L U R I T 1) Matemaattinen heiluri = painottoman langan päässä heilahteleva massapiste (ks. kuva1) kuva 1. - heilurin pituus l - tasapainoasema O - ääriasemat A ja B - heilahduskulma - heilahdusaika

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

KE1 KERTAUSTA SIDOKSISTA VASTAUKSET 2013. a) K ja Cl IONISIDOS, KOSKA KALIUM ON METALLI JA KLOORI EPÄMETALLI.

KE1 KERTAUSTA SIDOKSISTA VASTAUKSET 2013. a) K ja Cl IONISIDOS, KOSKA KALIUM ON METALLI JA KLOORI EPÄMETALLI. KE1 KERTAUSTA SIDOKSISTA VASTAUKSET 2013 Atomien väliset VAVAT sidokset: Molekyylien väliset EIKOT sidokset: 1. IOISIDOS 1. DISPERSIOVOIMAT 2. KOVALETTIE SIDOS 2. DIPOLI-DIPOLISIDOS 3. METALLISIDOS 3.

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän

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

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö.

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö. Yleistä sähkömagnetismista IÄLTÖ: ähkömagnetismi käsitekarttana ähkömagnetismin kaavakokoelma ähkö- ja magneettikentistä Maxwellin yhtälöistä ÄHKÖMAGNETIMI KÄITEKARTTANA: Kapasitanssi Kondensaattori Varaus

Lisätiedot

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen Orgaaninen reaktio Opettava tutkija Pekka M Joensuu Orgaaniset reaktiot Syyt Pelkkä törmäys ei riitä Varaukset (myös osittaisvaraukset) houkuttelevat molekyylejä

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

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

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

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

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

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset.

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset. Fysiikka syksy 2005 1. Nykyinen käsitys Aurinkokunnan rakenteesta syntyi 1600-luvulla pääasiassa tähtitieteellisten havaintojen perusteella. Aineen pienimpien osasten rakennetta sitä vastoin ei pystytä

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

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

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

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

Sähköstaattinen energia

Sähköstaattinen energia Luku 4 Sähköstaattinen energia oiman, työn ja energian käsitteet ovat keskeisiä fysiikassa. Sähkö- ja magneettikenttiä mitataan voimavaikutuksen kautta. Kun voima vaikuttaa varaukselliseen hiukkaseen,

Lisätiedot

HARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE

HARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE HARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE Harmoninen voima on voima, jonka suuruus on suoraan verrannollinen poikkeamaan tasapainoasemasta

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

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

Hiilen ja vedyn reaktioita (1)

Hiilen ja vedyn reaktioita (1) Hiilen ja vedyn reaktioita (1) Hiilivetyjen tuotanto alkaa joko säteilevällä yhdistymisellä tai protoninvaihtoreaktiolla C + + H 2 CH + 2 + hν C + H + 3 CH+ + H 2 Huom. Reaktio C + + H 2 CH + + H on endoterminen,

Lisätiedot

ATOMIFYSIIKAN LUKIO-OPETUKSESTA JA JALOKAASUJEN TUTKIMISESTA ELEKTRONISPEKTROSKOPIAA KÄYTTÄEN

ATOMIFYSIIKAN LUKIO-OPETUKSESTA JA JALOKAASUJEN TUTKIMISESTA ELEKTRONISPEKTROSKOPIAA KÄYTTÄEN ATOMIFYSIIKAN LUKIO-OPETUKSESTA JA JALOKAASUJEN TUTKIMISESTA ELEKTRONISPEKTROSKOPIAA KÄYTTÄEN PRO GRADU -TUTKIELMA MARJUT PARRILA OULUN YLIOPISTO FYSIKAALISTEN TIETEIDEN LAITOS 005 Sisällysluettelo 1.

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

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

Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014

Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014 Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014 Aine koostuu atomeista Nimitys tulee sanasta atomos = jakamaton (400 eaa, Kreikka) Atomin kuvaamiseen käytetään atomimalleja Pallomalli

Lisätiedot

Luku 8: Kvanttimekaniikan soveltaminen eri liiketyyppeihin:

Luku 8: Kvanttimekaniikan soveltaminen eri liiketyyppeihin: Luku 8: Kvanttimekaniikan soveltaminen eri liiketyyppeihin: Translaatioliike (hiukkanen laatikossa) Vibraatio eli värähdysliike Rotaatio eli pyörimisliike 1 Vapaan hiukkasen (V =0) Schrödingerin yhtälön

Lisätiedot

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET BILÄÄKETIETEEN enkilötunnus: - KULUTUSJELMA Sukunimi: 20.5.2015 Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA Kuulustelu klo 9.00-13.00 YVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET Tehtävämonisteen tehtäviin vastataan erilliselle vastausmonisteelle.

Lisätiedot

2 Eristeet. 2.1 Polarisoituma

2 Eristeet. 2.1 Polarisoituma 2 Eristeet Eristeissä kaikki elektronit ovat sitoutuneita atomeihin tai molekyyleihin, eivätkä voi siis liikkua vapaasti kuten johdeelektronit johteissa. Ulkoinen sähkökenttä aiheuttaa kuitenkin vähäisiä

Lisätiedot

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 MAGNEETTIKENTTÄTYÖ

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 MAGNEETTIKENTTÄTYÖ FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 MAGNEETTIKENTTÄTYÖ MIKKO LAINE 2. kesäkuuta 2015 1. Johdanto Tässä työssä määritämme Maan magneettikentän komponentit, laskemme totaalikentän voimakkuuden ja monitoroimme magnetometrin

Lisätiedot

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv).

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv). 11 2.2 RÖNTGENSÄTEILY Erilaisiin sovellutustarkoituksiin röntgensäteilyä synnytetään ns. röntgenputkella, joka on anodista (+) ja katodista () muodostuva tyhjiöputki, jossa elektrodien välille on kytketty

Lisätiedot

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) 1) MEKANIIKKA Vuorovaikutus vuorovaikutuksessa kaksi kappaletta vaikuttaa toisiinsa ja vaikutukset havaitaan molemmissa kappaleissa samanaikaisesti lajit: kosketus-/etä-

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

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

Tutkintoaineen sensorikokous on hyväksynyt seuraavat hyvän vastauksen piirteet.

Tutkintoaineen sensorikokous on hyväksynyt seuraavat hyvän vastauksen piirteet. FYSIIKAN KOE 30.9.2016 HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ Tutkintoaineen sensorikokous on hyväksynyt seuraavat hyvän vastauksen piirteet. Fysiikka pyrkii ymmärtämään luonnon perusrakennetta, luonnonilmiöiden perusmekanismeja

Lisätiedot

Valo ja muu sähkömagneettinen säteily

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

Lisätiedot

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1 Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1 Kalle Hyvönen Työ tehty 1. joulukuuta 008, Palautettu 30. tammikuuta 009 1 Assistentti: Mika Torkkeli Tiivistelmä Laboratoriossa tehdyssä ensimmäisessä kokeessa

Lisätiedot

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos ympäristö ympäristö 15.12.2016 REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos Kaikilla aineilla (atomeilla, molekyyleillä) on asema- eli potentiaalienergiaa ja liike- eli

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

Ionisidos syntyy, kun elektronegatiivisuusero on tarpeeksi suuri (yli 1,7). Yleensä epämetallin (suuri el.neg.) ja metallin (pieni el.neg.) välille.

Ionisidos syntyy, kun elektronegatiivisuusero on tarpeeksi suuri (yli 1,7). Yleensä epämetallin (suuri el.neg.) ja metallin (pieni el.neg.) välille. 2.1 Vahvat sidokset 1. Ionisidokset 2. 3. Kovalenttiset sidokset Metallisidokset Ionisidos syntyy, kun elektronegatiivisuusero on tarpeeksi suuri (yli 1,7). Yleensä epämetallin (suuri el.neg.) ja metallin

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

Kvanttimekaniikka: Luento 2. Mar$kainen Jani- Petri

Kvanttimekaniikka: Luento 2. Mar$kainen Jani- Petri Kvanttimekaniikka: Luento 2 Mar$kainen Jani- Petri Assarointimainos Fyssa tarvitsee assareita Noin 30 euroa tun$+ lisiä tyypillises$ n. 4h/viikko, muba voi olla enemmän/vähemmän Opintosuoritukset+ lyhyt

Lisätiedot

Termodynamiikka. Fysiikka III 2007. Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki

Termodynamiikka. Fysiikka III 2007. Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki Termodynamiikka Fysiikka III 2007 Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki Tilanyhtälö paine vakio tilavuus vakio Ideaalikaasun N p= kt pinta V Yleinen aineen p= f V T pinta (, ) Isotermit ja isobaarit Vakiolämpötilakäyrät

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

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,

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

Jaksollinen järjestelmä

Jaksollinen järjestelmä Jaksollinen järjestelmä (a) Mikä on hiilen järjestysluku? (b) Mikä alkuaine kuuluu 15:een ryhmään ja toiseen jaksoon? (c) Montako protonia on berylliumilla? (d) Montako elektronia on hapella? (e) Montako

Lisätiedot

Erilaisia entalpian muutoksia

Erilaisia entalpian muutoksia Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli

Lisätiedot

Sähköstaattinen energia

Sähköstaattinen energia Luku 4 Sähköstaattinen energia oiman, työn ja energian käsitteet ovat keskeisiä kaikessa fysiikassa. Sähköja magneettikenttiä mitataan voimavaikutuksen kautta. Kun voima vaikuttaa varaukselliseen hiukkaseen,

Lisätiedot

Puhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p

Puhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten

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

S Fysiikka III (EST) (6 op) 1. välikoe

S Fysiikka III (EST) (6 op) 1. välikoe S-114.1327 Fysiikka III (EST) (6 op) 1. välikoe 1.3.21 Ilkka Tittonen 1. Vastaa seuraaviin kysymyksiin perustellusti, mutta ytimekkäästi (esim. 5-1 lausetta) (2p per kohta). a) Mikä on sidottu tila? Anna

Lisätiedot

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava Kemia 1 Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava 1 Kemia Kaikille yksi pakollinen kurssi (KE1). Neljä valtakunnallista syventävää kurssia (KE2 KE5). Yksi soveltava yo

Lisätiedot