Atomfysikk

Question 1

Nevn tre viktige punkter i Rutherfords atommodell

Answer 1

1. Et atom inneholder en bitte liten positivt ladd kjerne. I den er nesten hele massen til atomet samlet.
2. Elektronene beveger seg rundt kjernen. Det er akkurat så mange elektroner at hele atomet blir elektrisk nøytralt.
3. Alt stoffet i et atom tar bare en liten del av atomvolumet. Det meste er absolutt tomt. Atomet har mellom 10 000 og 100 000 ganger større diameter enn kjernen

Question 2

Hva er “fotoner”?

Answer 2

Fotoner, også kalt energikvanter er hva all elektromagnetisk stråling, også lys, består av.

All elektromagnetisk stråling er en strøm av små, adskilte energikvanter

Question 3

Hvordan er energien E_f til et foton definert?

Answer 3

Energien E_f i et foton avhenger bare av strålingsfrekvensen f:

(der h er planckkonstanten)

Question 4

Hvilken verdi har planckkonstanten h?

Answer 4

Planckkonstanten har verdien

h = 6,63 * 10^-34 Js

Question 5

Hva er “fotoelektrisk effekt”?

Answer 5

Hvis synlig eller ultrafiolett lys skinner på en metallplate, kan det bli sendt ut elektroner fra plata. Dette kaller vi fotoelektrisk effekt

Question 6

Hvordan forklarte Einstein hvorfor bestemte metaller når belyst av lys med kort bølgelengde sender ut elektroner, men sender ikke ut elektroner når belyst av lys med lengre bølgelengde?

Answer 6

Einstein mente at ett enkelt foton bare kan virke på ett enkelt elektron. Elektronene i metall kan være så fast bundet til metallet at et foton av rødt lys (lang bølgelengde) ikke har nok energi til å rive løs elektronet. Siden fotoner ikke kan hjelpe hverandre, hjelper det ikke uansett hvor mye rødt lys man sender mot metallet

Question 7

Hva sier Niels Bohrs første postulat?

Answer 7

Et atom kan eksistere i noen bestemte energitilstander uten å miste energi så lenge det er i den tilstanden

Question 8

Hva sier Niels Bohrs andre postulat?

Answer 8

Hvis et atom går fra en energitilstand til en annen som har lavere energi, blir hele energiforskjellen sendt ut som ett enkelt foton

Question 9

Hva betyr det at hydrogenatomet har energien E₁ eller E₂?

Answer 9

E₁ kalles grunntilstanden, og elektronet er i sin normale, innerste bane. Når atomet har energien E₂, vil det si at elektronet er i bane nummer 2. Det er i en eksitert tilstand. Jo lengre ut elektronet er, jo høyere energi har atomet

Question 10

Hva er Bohrs uttrykk for energinivåene i hydrogen?

Answer 10

Energien til et H-atom der elektronet er i tilstand n, og der B er en konstant, er gitt ved:

(B = 2,18 * 10^-18 J = 2,18 aJ)

Question 11

Hva må til for at et foton skal bli absorbert av et atom?

Answer 11

Et atom kan bare absorbere energi i bestemte prosjoner som svarer til energidifferansen mellom to energitilstander. Et foton må ha energi tilsvarende et slikt sprang mellom energitilstander for å bli absorbert

Question 12

Hvorfor sender ikke atomene i en tynn gass ved romtemperatur ut fotoner, og hva kan vi gjøre for å få dette til å skje?

Answer 12

Atomene er som regel da i grunntilstanden, med lavest mulig energi, og kan da ikke sende ut noe foton. Atomene må først eksiteres til en høyere energitilstand før de kan sende ut fotoner

Question 13

Hva er et “emisjonsspekter”?

Answer 13

Ulike stoffe har ulike emisjonsspekter. Et stoffs emisjonsspekter viser hvilke bølgelengder stoffet kan sende ut når det går fra høyere energitilstand til lavere. Det forteller noe om energinivåene til stoffet

Question 14

Hva er nordlys?

Answer 14

Når ladde partikler fra sola treffer gassatomene i atmosfæren, blir gassatomene eksitert. Når atomene faller tilbake mot grunntilstanden sender de ut fotoner/lys

Question 15

Hva er et “absorbsjonsspekter”?

Answer 15

Når hvitt lys sendes mot en gass med lavt trykk (gassatomene er i grunntilstand eller ved lave energinivå) blir fotonene fra det hvite lyset som har energi som passer inn i energisprang i atomene absorbert. Et absorbsjonsspekter til en gass viser hele fargespekteret, bortsett fra de bølgelengdene som er absorbert av gassen. Her er det istedet svarte linjer