Kapitel 3: Kvantfysik Flashcards
Vad betyder att excitera en atom? Hur kan man excitera en atom?
Att en atom är exciterad innebär att den tagit in energi och att någon eller flera av dess elektroner har lyfts till en högre energinivå pga detta.
Man kan excitera atomer exempelvis genom att leda el genom ett ämne. Elektronerna som rör sig kan då krocka med varandra. Man kan också värma upp ämnet, när värmen (och därmed rörelserna i ämnet) ökar krockar atomerna med varandra, detta kan excitera dem.
Vad händer efter att en atom blivit exciterad?
Den sänder ut en foton (ljus) när elektronen faller ned till sin ursprungliga energinivå. Atomen återvänder till grundtillståndet.
Vad betyder att en atom är joniserad? Vad är formeln för detta?
När energinivån i atomen blir tillräckligt hög kan elektronen lyftas upp så långt att den frigörs från kärnan. Då har atomen blivit joniserad då den tappat en elektron.
Wjon = W - W1 = 0. Alltså kraften som exciterat atomen ska vara lika stor som den negativa kraften vid atomens grundtillstånd.
Vad är kvanthypotesen och vad är dess formel?
Kvanthypotesen går ut på att atomer bara kan sända ut och ta emot energi i bestämda portioner, energikvanta. Beroende på om den tagit emot energi eller inte kan den alltså befinna sig i olika energitillstånd.
Formel: W = hf
där W är energin, f är frekvensen och h är en konstant med värdet 6.63 * 10^-34 Js. Den kallas också Plancks konstant.
Beskriv Bohrs atommodell.
Bohrs atommodell kallas också skalmodellen och utgår ifrån att en atomkärna bestående av protoner och neutroner omringas av elektroner som på grund av sina olika energinivåer ser ut som “skal” runt kärnan.
Till detta formulerade Bohr två postulat. För det första att en atom kan existera i många olika tillstånd utan att sända ut energi. För det andra att en atom kan gå från ett tillstånd med energin Wn till ett annat tillstånd med lägre energi Wm, vid övergången sänds energiskillnaden ut som en foton med energin W = hf där hf = Wn - Wm.
Vilken är Bohrs modell för väteatomen?
Energinivåerna i väteatomen fås genom följande formel:
Wn = - 13.60 / n^2 eV eller Wn = - (2.179 * 10^-18) / n^2 J.
Skillnaden i energi (hf) kan alltså förenklas till
2.179 (1/m^2 - 1/n^2)
där m är den energinivå som elektronen faller till och n är den energinivå som den tidigare var på.
Vad är ett linjespektrum?
Då olika ämnen är unika i vilka våglängder de absorberar blir också ljuset som de sedan emitterar unikt i fråga om färgen på ljuset. En särskild atom kanske därför bara skickar ut fyra specifika nyanser i sitt emissionsspektrum. Detta kallas för ämnets linjespektrum.
Vad menas med emission och absortion?
Emission är när en atom sänder ut en foton som effekt av att den hoppar nedåt i energinivå. Absorption är det omvända, att olika ämnen absorberar specifika våglängder av ljuset som skjuts in i det för att bli exciterat.
Hur skiljer sig ett absorptionsspektrum från ett emissionsspektrum?
I emissionsspektrumet finns endast de färger som motsvarar de våglängder som atomen avger. Det kommer alltså vara mycket svart med några enstaka streck med specifika färger. Absorptionsspektrat är precis tvärt emot. Där kommer alla färger förutom de som ämnet absorberar att finnas representerat.
Vad menas med luminiscens?
Med luminiscens menas ljusemission vid låga temperaturer. När en atom exciteras kommer den strax efteråt att sända ut ljus med en viss våglängd(färg). Om man exempelvis alltså skjuter in vitt ljus i en ett ämne med luminiscerande egenskaper kommer det strax stråla ut ljus med färger specifikt för det ämnet. Detta används bland annat i lysrör där kvicksilver- och argonatomer blir exciterade av en elektronstråle. Den exciterade gasen utsänder strålning, till stor del i det ultravioletta området. Denna strålning får det luminiscerande ämnet på insidan av röret att sända ut synligt ljus.
Vad menas med Fraunhoferlinjer? Hur uppstår de?
Fraunhoferlinjer är de svarta linjer som saknas i solspektrat. Dessa uppstår då det vita ljuset från solen passerar igenom solens atmosfär. De gaser som finns där absorberar då vissa våglängder som därmed aldrig kommer till jorden. På detta sätt kan man identifiera vissa ämnen som kan finnas runt en stjärna som ligger ljusår från jorden.
Hur skiljer sig molekylers linjespektrum från atomers?
Molekyler är mer komplexa än atomer. När atomer slås ihop till molekyler påverkar de varandra och linjespektrumen blir därmed mer komplexa. Ofta visar sig istället för specifika färgnyanser större band av färger. Dessa kallas bandspektrum. Vid stora molekyler eller fasta ämnen finns alla färger representerade.
Vad är fotoelektrisk effekt?
Fotoelektrisk effekt beskriver att när ljus träffar en metall kan metallen sända ut elektroner. Däremot inte alla våglängder av ljus, ljuset måste ha en viss frekvens för att några elektroner ska friges. Denna gränsfrekvens är olika för olika ämnen.
Vad menas med gränsfrekvens?
Det är den frekvens ljus måste ha för att fotoelektrisk effekt ska kunna ske. Detta innebär att den energi som ljusfotonen har när den träffar en elektron måste vara större än utträdesarbetet som krävs för att “slita loss” elektronen från atomen.
Gränsfrekvensen definieras enligt följande formel:
Wk = h(f - fg) där Wk är den kinetiska energin, f är ljusets frekvens och fg är ämnets gränsfrekvens.
Vilken är Einsteins formel för fotoelektrisk effekt?
En foton avger hela sin energi till bara en elektron. När en foton river loss en elektron går fotonenergin åt till att riva loss elektronen (utträdesarbetet) och ge elektronen kinetisk energi.
hf = Wu + Wk
