Fyzika mikrosvěta Flashcards
atom, jádro, elementární částice, kvantová hypotéza, fotoelektrický jev
Jaký je průměr obalu atomu?
0,1nm (10^-10)
Kolikrát menší je jádro atomu než jeho obal?
100 000x
10^-15
Která elementární částice atomu je nejtěžší?
neutron
m=1,675x10^-27
Jaká je hmotnost protonu?
mp = 1,673x10^-27
Která elementární částice je nejlehčí?
elektron
me = 9,11x10^-31
Jakým vztahem se vypočítá poloměr jádra atomu a co znamená?
R = Ro x A^1/3
Ro je konstanta = 1,3x10^-15
A = nukleonové číslo (to nahoře)
4 He - 4 = nukleonové číslo - počet částic v 2 jádře, 2 = počet protonů v jádře
Jaké jsou kroky určování hustoty jádra?
1) určení poloměru jádra
2) určení objemu jádra
3) určení hustoty z váhy a objemu
Jádro má kulovitý tvar -> V=4/3 pí x r ^3
Co je to alfa-částice
jádro Helia
Jaká síla vzniká mezi tělesy se stejným nábojem?
Síla elektrická (Fe) - Coulombův zákon
Fe = 1/4píε x Q1Q2/r^2
Jak se vypočítá permitivita?
ε = εr x εo
ε (permitivita) = relativní permitivita x ε0 (=8,854·10-12)
jednotka = C^2 x N^-1 x m^-2
Jaké síly drží jádro pohromadě?
jaderné síly
Jaký je náboj protonu?
1,602x10^-19 C
Kdy a jak byl objeven elektron?
1897, J.J. Thompson, při studiu katodového záření
Jaká záření vznikají ve vakuové trubici?
anodový sloupec (téměř celý objem trubice, růžové, vzniká přecházením atomů)
katodové světlo (modré světlo pouze kolem katody, tlak pod 100kPa)
Na jakém principu funguje vakuové trubice?
Odsání vzduchu - snížený tlak - velká energie částice - přeměna el. energie na světelnou - na K- dopadají urychlené ionty (katodové světlo) a vznikají elektrony, které se pohybují k anodě (anodový sloupec)
V čem spočívá milikenův pokus?
mezi 2 elektrodami je aerosol (kapičky oleje), na které dopadá RTG záření (vzniká záporný elektrický náboj)
Tíhová síla (Fg) je táhne dolů a Fe nahoru - aerosol volně levituje v prostoru.
Podle pokusu vznikl 1. - pudinkový model atomu
Elektrický náboj je kvantován -> Q = n . e
Jak vypadá pudinkový model atomu?
Atomová kladně nabitá hmota, ve které plavou záporně nabité elektrony
Kdo a kdy objevil proton?
1911, Rutherford při experimentu s alfa-částicemi
V čem spočíval Rutherfordův experiment?
Z hlavně vystřeloval alfa-částice na tenkou hliníkovou fólii a pomocí lupy zkoumal, kam se odráží. Zjistil, že některé částice se odráží dokonce zpátky - atom není vyplněn kladnou hmotou, ale má malé kladné jádro
Vznikl tak Rutherfordův - planetární model atomu
Jádro je podle něj velmi malé ale velmi hmotné
Jaký byl 3. a 4. model atomu?
- Niels Bohr a jeho model atomu
- kvantově-mechanický model atomu
Kdo a kdy objevil neutron?
1932, Chadwick při odstřelování berylia alfa-částicemi
V mlhové komoře sledoval dráhy, jediný neutron jel rovně
elektron v mg. poli rotuje
Jak probíhá dynamické měření hmotnosti?
Kladně nabitá částice se umístí do el. pole a urychlí
použití pravidla levé ruky
m = (B . q . R)/v (q(intenzita el.pole) . U(napětí) = Ek
Kdy byla poprvé představena kvantová fyzika společnosti?
- prosince 1900 Maxem Planckem
měl první přednášku na toto téma
Proč vznikla kvantová hypotéza?
Nedařilo se fyzikálně popsat záření absolutně černého tělesa
Vysvětli absolutně černé těleso.
= těleso, které má rovnováhu mezi emisí (vyzařování) a absorpcí (vstřebáváním) všech záření různých vlnových délek
= naše Slunce a všechny hvězdy
Za určitý čas stejné množství záření pohltí a stejné množství vyzáří (podobný vztah jako u syté páry)
Pomocí čeho Max Planck zkoumal A.Č.T.?
Pomocí duté litinové krychle z litinových desek, ve které byl malý otvor na měření teploty, vlnové délky lambda a intenzity záření [W/m^3]
Jak se mění intenzita záření při dané vlnové délce v závislosti na teplotě?
Čím vyšší teplota, tím vyšší vyzařování energie
Vysvětli kvantovou hypotézu.
Energie je kvantována - existuje nejmenší množství energie (=elektromagnetické kvantum) a její násobky
Jak se vypočítá energie 1 kvanta?
E = h . f
kde energie E závisí na výšce frekvence. h je Planckova konstanta
h = 6,626x10^-34 J.s
f = c (rychlost světla = 3x10^8) / vlnová délka lambda
Vysvětli pojem elektrovolt.
Kvůli malým číslům byla zavedena nová jednotka elektrovolt - převod energií elektronu (=1,602x10^-19)
Do jiných vzorců je stále potřeba dosazovat v J [Jaul]
Jaký je vztah mezi energií a výkonem P?
E = P . t (čas)
počet fotonů za vykonanou práci je: n = (P.t)/E (energie jednoho fotonu)
Kdy a za co dostal A. Einstein N.B.?
1921 za fotoelektrický jev - první důkaz o správnosti kvantové hypotézy
Vysvětli fotoelektrický jev.
Záření s dostatečnou frekvencí dopadá na kovovou plochu (nejlépe polovodičů) a svojí velkou energií uvolní elektrony z povrchu ven (fotonky) a dovnitř (fotodioda, fotorezistor).
Jak se v závisloti na frekvenci a vlnové délce mění elektromagnetické záření?
s vyšší vlnovou délkou klesá energie. S vyšší frekvencí energie stoupá
rádiové - mikrovlnné - infračervené - světlo - ultrafialové - rentgenové - gama záření
Jaké jsou 3 základy fotoelektrického jevu?
1) dostatečná frekvence - f >= fo (mezní frekvence)
2) elektrický proud je přímo úměrný intenzitě záření ( I = k . E)
3) zákon zachování energie - E = Wv (výstupní práce - energie potřebná k uvolnění elektronu) + Ek (kinetická energie elektronu)
Uveď vzorec na výpočet energie elektronu.
h . f = h. fo + 1/2 me . v^2
“čím vyšší frekvencí do toho jebneš, tím vyšší rychlostí to vyletí”
Jak se vypočítá, jakou energií se budou uvolňovat elektrony?
Ek = E - Wv
Z Ek lze poté vypočítat rychlost uvolnění elektronu.
