Stråling og Atomer - Fysik-eksamenen

Hvad kender vi i forvejen elektromagnetiske bølger som?

lys og farver

Hvad har alle elektromagnetiske bølger til fælles?

Vakuum udbreder sig med samme hastighed, nemlig lysets hastighed

Hvad har elektromagnetiske bølger ellers til fælles

De følger brydnings- og refleksionslovene, og at de ikke behøver noget medium for at kunne udbrede sig. Derudover har elektromagnetiske bølger vidt forskellige egenskaber, afhængigt af bølgernes frekvens.

Emne: Elektromagnetiske spektrum nævn rækkefølgen

Hvad er det absolutte nulpunkt?

(T = -273,15 °C)

Hvad er temperaturstråling eller varmestråling?

Noget af den termiske energi bliver omdannet til strålingsenergi i form af elektromagnetiske bølger. Denne form for stråling kalder vi temperaturstråling eller varmestråling

T_K

kelvingrader

Temperaturstrålingen dækker et bredt område af bølgelængder nævn de 3 former

Forklar figuren

Vi ser af graferne:

• Jo større temperaturen er, des kraftigere er strålingen.

• Ved hver af de tre temperaturer er der en værdi ymax af bølgelængden, hvor strålingen er kraftigst.

• ymax bliver mindre, når temperaturen vokser.

Hvad er Wiens forskydningslov:

hvor temperaturen T er angivet i K.

Emne: Fotoner

Hvad er fotoner?

Under visse omstændigheder opfører elektromagnetisk stråling sig som partikler. Sådanne lyspartikler kalder vi fotoner.

Hvad er formlen der beskriver en fotons energi?

Hvad er f i formlen

er strålingens frekvens

Hvad er h i formlen

h er en konstant kaldet Plancks konstant

Plancks konstant (h) hvad er dens værdi?

Tegn et foton

Hvilken enhed bruger man om fotoner?

elektronvolt

Hvad består et atom af?

Et atom består af en meget lille, tung kerne med positiv ladning

Emne: Bohrs atommodel

Du gør det super flot!

I 1911 udførte den britiske fysiker Ernest Rutherford eksperimenter, som viste, at?

• Et atom består af en meget lille, tung kerne med positiv ladning.

• I stor afstand fra kernen findes negativt ladede elektroner. Elektronerne bevæger sig omkring atomkernen på samme måde, som planeter kredser omkring Solen.

• Den samlede negative ladning af elektronerne er numerisk lige så stor som kernens positive ladning. Atomet er derfor udadtil elektrisk neutralt.

Hvorfor burde der slet ikke eksisterer atomer?

Elektroner, der bevæger sig i cirkelbaner, ville ifølge datidens kendskab til fysikkens love udstråle energi i form af elektromagnetiske bølger. Altså ville elektronerne spiralere ind mod atomkernen. Dette ville ske i løbet af brøkdele af et sekund, hvorefter atomet ville holde op med at eksistere. Der burde slet ikke eksistere atomer!

Hvad var Niels bohrs løsning på dette problem med atomerne?

inde i et atom gælder andre love end uden for atomet.

Emne: Bohr to kvantepostulater

Hvad er Postulat 1?

Et atom kan kun eksistere i nogle ganske bestemte stationære tilstande (en tilstand, hvor atomet ikke mister energi). I hver af disse tilstande har atomet en bestemt energi.

Hvad er Postulat 2

Ændringer fra en tilstand med energien E_n til en anden med energien E_m kan ske ved, at atomet enten udsender (emitterer) eller optager (absorberer) en foton med energien

Vi forestiller os, at elektronerne i de stationære tilstande bevæger sig rundt om atomkernen i cirkelbaner kaldet skaller. Til venstre springer en elektron fra en ydre skal til en indre skal. Derved mister atomet energi, som udstråles (emitteres) i form af en foton med energien

Til højre har vi den modsatte proces: Et atom indfanger (absorberer) en foton. Atomet springer fra den stationære tilstand med energien E_m til en stationær tilstand med den højere energi E_n. Det forudsætter, at fotonenergien lige netop er

Hvilket nummer har den inderste ring?

1 (n=1)

Hvad er Rydbergkonstanten?

Hvad er elektronspring?

Atomer kan befinde sig i såkaldte anslåede tilstande, hvor de har et højere energiniveau end hvis de befandt sig i "grundtilstanden". Det skyldes, at en elektron kan befinde sig en højere energiskal, end "grundtilstanden". For at komme tilbage til grundtilstanden, springer elektronen fra en højereliggende skal til en lavereliggende skal. Atomet kommer derved af med den ekstra energi, som den afgiver i form af en foton.

Emne: Grundstoffernes fingeraftryk

Forklar denne figur:

Hvert grundstof har sin egen elektronstruktur, og derfor har hvert grundstof også sit eget, karakteristiske linjespektrum. Vi kan derfor bruge et linjespektrum til identifikation af et grundstof.