• 7. Kiirgused
  • 7.1. Spektrid
  • 7.2. Soojuskiirgus
  • 7.3. Luminestsents
  • 7.4. Laserkiirgus
  • Põhioleku energia
  • Optika eksamiküsimused
  • Teisi nähtusi, kus avaldub valguse kvantiseloom




    Download 3.25 Mb.
    bet16/16
    Sana18.11.2020
    Hajmi3.25 Mb.
    1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

    6.3. Teisi nähtusi, kus avaldub valguse kvantiseloom



    Valguse rõhk

    Valguse rõhu avastas katseliselt Pjotr Lebedev (1899). Tema katseseade koosnes kvartsniidi otsa riputatud kergest vardast, mille otstes olid kerged kettad. Seade asus vaakumis. Kui ühte ketast valgustada, siis varras pöördub ja pöördenurga järgi on võimalik arvutada valguse rõhk.





    Valguse rõhk on võrdeline valguse intensiivsusega : ,

    Kus I on pinnale langeva valguse intensiivsus, c valguse kiirus vaakumis ja R peegelduskoefitsient: R = Ip /I (Ip –peegeldunud valguse intensiivsus ja I – langenud valguse intensiivsus).

    Seega rõhk valgele pinnale on suurem kui mustale pinnale.
    Fotokeemilised reaktsioonid

    Terve rida keemilise reaktsioone toimub ainult valguse osalusel. Selliseid reaktsioone nimetatakse fotokeemilisteks . Footoni energia on piisav, et lõhkuda aatomeid ja molekule, nende osad aga võivad siis keemiliselt reageerida.

    Klassikaline näide on fotosüntees, kus anorgaanilistest ainetest tekivad orgaanilised ained.

    Fotokeemiliselt tekib ja ka laguneb osoon.

    Osoonikiht tekib atmosfääri ülaosas tänu UV-C le (reaktsioonid 1 ja 2). UV-B neeldub osooni molekulides , lõhkudes neid (reaktsioon 3). Atomaarne hapnik ühineb osooni molekuliga ja tekib 2 hapniku molekuli.
    1) O2 + hf  O + O (UV-C:   240 nm)

    2) O + O2  O3



    3) O3 + hf  O2 + O (UV-B:   320 nm)

    4) O + O3  2O2


    Ultravalgust käsitledes tuleks kindlasti rääkida ka UV indeksist, mis näitab ultravalguse intensiivsust ja mille mõõtühikuks on 1 mW/m2. UV-indeksi väärtusele 1 vastab 25 mW/m2, väärtusele 2 vastab 50 mW/m2, väärtusele 3 vastab 75 mW/m2 jne. Indeksi suuremate väärtuste korral on ohud suuremad kui väiksemate puhul. Ultravalgust indeksiga alla 2 võib pidada inimesele ohutuks, väärtustel 3-5 on mõistlik esmakordsel päevitamisel piirduda 30-60 minutiga. Kui indeksi väärtus on üle 5, tuleb päevitamise ja päikese käes töötamisega olla ettevaatlik.
    Osoon tekib ka gaaslahenduse käigus, aga ka näiteks laserprinteris ja kopeerimismasinais.
    Comptoni efekt

    1922.a. avastas Arthur Compton (USA), et röntgenikiirguse hajumisel ainetel, mis sisaldavad vabu elektrone muutub kiirguse lainepikkus, nimelt lainepikkus suureneb. Lainepikkuse muutumist saab seletada kvantteooriaga, mitte laineteooriaga. Laineteooria kohaselt tekiks sekundaarallikais sama sagedusega laine nagu neelduski.



    Seletuse annab kvantteooria, mille kohaselt footon, põrkudes elektroniga, annab osa oma energiat sellele ja footoni energia väheneb seejuures. Kuna E = h f, siis energia

    vähenemine tähendab sageduse vähenemist, ehk lainepikkuse suurenemist.


    Kombinatsioonhajumine

    Kuid valguse hajumisel võib muutuda ka selle lainepikkus. 1928.a. avastasid sellise nähtuse nõukogude füüsikud G. Landsberg ja L. Mandelstam nind India füüsikud Ch. V. Raman ja K.S. Krishnan. Tänapäeval tuntakse seda nähtust Ramani efekti nime all.

    Nimelt selgus, et valguse läbiminekul gaasidest, vedelikest või kristallidest tekivad lisaks primaarsele valgusele sagedusega f0 veel teiste sagedustega valgust, kusjuures

    f = f0 fI , kus fI on hajutavate molekulide võnkumise või pöörlemisenergiatele vastav sagedus.

    Nähtust saab seletada jälle kvantide abil. Hajumist võib vaadata kui footonite mitteelastset põrget molekuliga. Kui footon annab põrkel energiat molekulile, siis tekkival kiirgusel on väiksem sagedus (footoni energia vähenes). Kui põrkel footoni energia suureneb, siis tekivad suurema sagedusega kiirgused.
    Kokkuvõtteks võib öelda, et osa valgusnähtusi seletub kui valgust käsitleda lainena, teine osa seletub, kui valgust käsitleda osakesena. Sellist valgusnähtuste kahest kirjeldamist nimetatakse valguse dualismiks.

    Mitte valgus pole dualistlik, vaid tema kirjeldamine. Mida suurem on kiirguse sagedus (energia), seda rohkem sarnaneb kiirgus osakeste voole. Väiksema sagedusega kiirgus sarnaneb rohkem lainele.



    7. Kiirgused


    Meie vaatleme soojus-, luminestsents- ja laserkiirgust. Kõik need kiirgused võivad esineda inimesele nähtavas piirkonnas, kuid nende tekkemehanismid on erinevad. Ühine on aga see, et kiirguse tekkimiseks on vaja anda kiirgavale kehale juurde energiat, mis kindlate protsesside käigus muutub valguseks.

    7.1. Spektrid


    Kõiki neid kiirgusi kirjeldavad mingid spektrid.

    Spekter tähendab ladina keeles: nägemus, kujutlus. Spekter üldisemas mõttes on mingi mõõdetava suuruse või omaduse arvväärtuse jaotus mingi tunnuse järgi.

    Meie räägime kiirgusspektrist ja neeldumisspektrist. Kiirgusspekter on diagramm, mis näitab, kuidas kiirguse intensiivsus (ajaühikus pinnaühikult kiirgunud energia) oleneb lainepikkusest või sagedusest. Neeldumisspekter näitab, kuidas oleneb neeldunud kiirguse intensiivsus lainepikkusest või sagedusest.

    Iseloomult on spektrid kas joonspektrid või pidevspektrid.


    Joonspektrid

    Kiirguse joonspektrit käsitlesime Füüsikalise maailmapildi kursuses vesiniku aatomi korral. Sellise spektri annavad isoleeritud ergastatud aatomid (näiteks gaasid madalal rõhul). Sel juhul on igal elektronil kindel, ainult sellele aatomile iseloomulik energia ja kiirgus on samuti iseloomulik just sellele ainele. Nimetatakse ka aine sõrmejäljeks.



    Miks spektrijooned on kriipsukujulised? Tuletame meelde, kuidas saadakse joonspektreid. Spekter saadakse spektraalriista abil, mille sisenemisavaks on vertikaalne pilu. Spektrijooned on selle pilu kujutised.

    Neeldumisspekter võib ka olla joonspekter, ainult siis on pideva spektri taustal mustad jooned. Miks mõned kohad (jooned) on mustad? Sellepärast, et sellise lainepikkusega valgus pole vastuvõtjasse sattunud. Kuidas neeldumisspektrit saadakse ?

    Toodud joonisel on 1 pideva kiirgusspektriga valgusallikas , 2 - valgust neelav (uuritav) aine ja 3 – spektraalriist.

    Tumedatele kohtadele vastav valgus on gaasis neeldunud. Kui on tegemist sama gaasiga, mille kiirgust enne vaatasime, siis on kiirgus- ja neeldumisjooned samade kohtade peal. Öeldakse ka nii, et neeldumisspekter on kiirgusspektri negatiiv.

    Aga kui jaheda gaasi aatom neelab sobiva valguskvandi , siis ta saab ju kiirata sama lainepikkusega kvandi ja ei ole mingit neeldumist! Just nimelt, et saab kiirata, aga ei pea. Madalamale tasemele üleminek võib toimuda ka kuidagi teisiti, teiste tasemete kaudu või põrgetel. Taaskiirgumine esineb ka, kuid valgus levib kiirgumisel igas suunas ja meie silma satub ainult tühine osa sellest. See vähendab oluliselt valguse intensiivsust ja heleda fooni taustal tekib tume joon.


    Pidevspekter

    Pideva kiirgusspektri annavad hõõguvad vedelikud või tahkised.

    I

    Kuidas tekib pidev spekter? Miks nüüd iga aatom ei kiirga ühe kindla lainepikkusega valgust? Kiirgab küll, ainult nüüd pole aatomid isoleeritud, st pole üksteisest sõltumatud. Mida see tähendab? See tähendab, et elektronide energianivood ei ole igas aatomis täpselt sellised nagu nad üksikus, “normaalses” aatomis. Teiste aatomite elektronide laengud nihutavad natuke vaadeldava elektroni kaugust tuumast ja see muudab elektroni energiat. Miks? Sest elektronid on laetud osakesed. Me teame, et kui laetud kehale lähendada teine sama laenguga keha, siis tekib nende vahel tõukejõud ja kehad nihkuvad teineteisest kaugemale. Nii on ka elektronidega aatomis: nende kaugus tuumast muutub teiste aatomite toimel. Kui aga muutub kaugus tuumast, muutub ka elektroni energia. Asja teeb veel keerulisemaks soojusliikumine: naaberaatomid lähenevad ja kaugenevad juhuslikult ja kogu aeg! Ja elektron võib ergastatud olekus minna üle hoopis teisele aatomile.



    Seega ühes konkreetses aatomis muutub näiteks peakvantarvule 3 vastava energianivoo väärtus kogu aeg ja kui toimubki sealt üleminek nivoole peakvantarvuga 2 (mille väärtus ka kogu aeg muutub), siis tulemuseks pole sugugi ühe kindla lainepikkusega valgus, vaid paljude erinevate valguste summa. Kuna tahkise 1 cm3 on ca 1022 valentselektroni, siis on ka samapalju erineva lainepikkusega kiirguskvante. Täpsem uurimine näitab, et tahkises on elektronide energiaseisundid omavahel mingil viisil seotud. Ja just nimelt nii, et seal pole kunagi kaht elektroni täpselt ühesuguse energiaga. Pidev spekter on ka põhimõtteliselt joonspekter, aga seal on spektrijooni väga palju (1022) ja neid ei suuda eristada ükski spektraalriist.

    Ka neeldumisspekter võib olla pidev. Neeldumisspekter võib olla kas neeldunud kiirguse intensiivsuse või neeldumiskoefitsiendi sõltuvus lainepikkusest või sagedusest.




    7.2. Soojuskiirgus

    Kõik kehad, mille temperatuur on kõrgem kui 0 K , kiirgavad elektromagnetilist kiirgust, mille tugevus oleneb keha temperatuurist. Sellepärast nimetatakse seda kiirgust ka soojuskiirguseks. Kiirguse põhjuseks on molekulide soojusliikumine. Selle käigus toimuv molekulide (aatomite) põrkumine viib elektrone ergastatud olekusse ja sealt madalama energiaga tasemetele üle minnes kiiratakse elektromagnetilist kiirgust, mida nimetatakse soojuskiirguseks.

    Kiirgust iseloomustab kiirgusvõime Me, mis näitab kui palju energiat kiiratakse ajaühikus pinnaühikult.

    Absoluutselt musta keha (AMK) korral kehtib Stefani – Boltzmanni seadus
    Me = T4 ,

    kus on Stefan-Boltzmanni konstant, mille väärtus 5,67 . 10-8 W/(m2K4) ja T on keha absoluutne temperatuur.


    Milline keha on absoluutselt must? See, mille neelamisvõime A = 1 , kus

    A = Ea/E ja Ea on keha poolt ajaühikus neelatud energia hulk ja E ajaühikus pinnale langev energia hulk. Sellise keha mudel on õõnes kera, milles on ava valguse sissepääsemiseks. Valgus peegeldub õõnsuse seintel ja neeldub enne kui välja pääseb.

    Reaalsete kehade jaoks kehtib Stefani–Boltyzmanni seadus kujul Me = aT4, kus a on nn halluse tegur või kiirgustegur ja 0  a  1. On aga väga palju kehi, mille puhul ei kehti seadus ka sellisel kujul.


    Kuid kõikidel juhtudel kehtivad kaks seaduspärasust:

    1. Mida tumedam pind, seda rohkem see pind kiirgab või neelab soojuskiirgust

    2. Mida kõrgem temperatuur, seda rohkem keha kiirgab soojuskiirgust.


    KATSE Leslie kuubiga (John Leslie, šotlane, 1766 – 1832)
    Kas AMK on alati must? Ei ole, kõik oleneb keha ja ümbruskonna temperatuurist.

    Olgu meil keha temperatuuriga T1 ruumis, mille seinte temperatuur on T2 . Sel juhul on keha kiirgusvõime Me = T41 ja seinte kiirgusvõime Me’’ = T42 . Kui T1T2 , siis on ka Me’  Me’’ ja keha annab energiat ära rohkem kui juurde saab (ta ei saa rohkem energiat juurde saada, kui ruumi seinad kiirgavad). Selline keha näib seina taustal heledana. Kui keha temperatuur on madalam kui ruumi seintel, siis näib keha tumedana. Kõik see kehtib ühesuguse hallusega kehade korral.



    Soojuskiirguse spekter on pidev ja maksimumiga.

    Spektritelt on näha, et kiirgusmaksimum nihkub temperatuuri tõusuga lühemalainelisse spektripiirkonda . Näiteks temperatuuril 3000 K on pea kogu kiirgus IP piirkonnas, aga 6000 K korral on märgatav osa ka UV piirkonnas . Seega soojuskiirguse kätkeb endas nii infravalgust, valgust kui ultravalgust.

    Kehtib seos



    T max = b ,

    kus konstant b = 2,9 . 10-3 m . K. See on Wieni nihke seadus (Wilhelmn Wien, sakslane, 1864 – 1928)

    Keha kiirgust saab kasutada ka keha temperatuuri mõõtmiseks. Vastavat riista nimetatakse optiliseks püromeetriks (pyr kreeka keeles – tuli). Seda kasutatakse hõõguvate kehade temperatuuri mõõtmiseks, kus muud riistad enam hästi ei tööta.

    Neid on mitut liiki, meie käsitleme ainult kaduva niidiga püromeetrit.

    Püromeetris on reguleerutava helkedusega hõõgniit, läbi mille vaadatakse uuritavat keha. Kui hõõgniit uuritava keha taustal kaob, on hõõgniidi ja keha temperatuurid võrdsed. Riist on gradueeritud kraadides ja sealt saame teada keha temperatuuri.

    Kuidas aga gradueeritakse? Vaadatakse sama riistaga Amk-d, aga selle temperatuuri saab kindlaks teha kiirgusmaksimumi lainepikkuse järgi. Nii saame teada AMK temperatuurid.

    Reaalsete kehade kiirgusvõime on väiksem kui AMK-l. Seepärast peab sama heleduse korral olema reaalse keha temperatuur kõrgem kui AMK-l- Järelikult püromeeter ei näita meile keha termodünaamilist temperatuuri. Öeldakse, et püromeeter näitab heledustemperatuuri.

    Heledustemperatuur on keha temperatuur, mille puhul antud keha ja AMK heledused on võrdsed (seda mingil kindlal lainepikkusel).

    Et heledustemperatuurist kätte saada termodünaamilist temperatuuri, peab teadma keha halluse tegurit, siis saab soovitud temperatuuri arvutada.

    Püromeetriga tutvume lähemalt praktikumis.




    7.3. Luminestsents


    Lisaks soojuskiirgusele on ka teisi elektromagnetilisi kiirgusi, st selliseid kiirgusi, mille tekkemehhanism on teistsugune kui soojuskiirgusel. Samas spektri piirkonnas kui soojuskiirgus, esineb ka luminestsents. Soojuskiirguse korral oleneb kiirguse värvus keha temperatuurist: punane kiirgus tekib, kui keha temperatuur on ca 700 – 800 C , kollane temperatuuril 3000 C , roheline 6000 C jne. Kuid sama värvi kiirgust võib saada ka toatemperatuuril. Näiteks teleri kineskoobi või arvuti monitori ekraanil. Selle tõttu nimetatakse luminestsentsi hellitlevalt ka “külmaks valguseks”.

    Kuidas tekib luminestsentskiirgus? Ka nüüd peab aatomis olev elektron saama juurde energiat, minema siis suurema energiaga olekusse ja sealt vabanedes tekibki kiirgus.

    Suurema energiaga olek on selline, kus mõni aatomi elektronidest on tuumast kaugemal kui tavaliselt. Oma algolekusse, väiksema energiaga olekusse tagasi tulles kiiratakse ülejäänud energia välja valguskvandina.
    Kehtib seaduspärasus, et kiirguva valguse kvandi energia on alati väiksem, kui ergastava kvandi energia. Luminestsentskiirguse tekkemehhanisme on palju. Oleneb millises olekus on aine: gaas, vedel või tahke. Samuti oleneb, kuidas energiat juurde antakse, ehk kuidas toimub ergastamine.

    Ergastamisviiside järgi jaotatakse luminestsentsi nii



    • fotoluminestsents (ergastamine UV-ga)

    • radioluminestsents (alfa, beeta ja gamma kiired)

    • katoodluminestsents (elektronid)

    • elektroluminestsents (elektriväli)

    • kemoluminestsents (keemilised reaktsioonid)

    • bioluminestsents (biokeemilised reaktsioonid)


    Luminestentskiirguseks nimetatakse elektromagnetilist kiirgust, mis ei ole soojusliku päritoluga ja mis kestab ka pärast ergastamise lõppu, st esineb järelhelendus.

    Järelhelenduse kestuse järgi jaotatakse luminestsentsi fluorstsentsiks (järelhelenduse aeg on väiksem kui 10-8 s) ja fosforestsentsiks (järelhelenduse aeg on suurem kui

    10-8 s).

    Tekkeprotsesside järgi eristatakse kolme luminestsentsi liiki.


    Spontaanse luminestsentsi korral.läheb ergastatud elektron mingil hetkel iseenesest ergastatud olekust (Eerg) põhiolekusse ( Epõhi) tagasi .
    Eerg
    1 2

    Epõhi





    Stimuleeritud luminestsentsi korral läheb ergastatud elektron põhiolekusse siis, kui teda tabab valguskvant, mille energia on võrdne ergastatud oleku ja põhioleku energiate vahega.



    Rekombinatsioonilise luminestsentsi korral lüüakse elektron ergastamisel välja oma aatomist või molekulist, muutudes vabalt liikuvaks osakeseks. Taasühinemisel oma või mõne teise iooniga vabanenud energia tekitabki kiirguse. See luminestsentsiliik esineb peamiselt tahkistes. Seal on luminestsents määratud väga väikeste lisandihulkadega (aktivaatoriga), mis asendavad mõnedes võresõlmedes põhiaine aatomeid. tavaliselt piisab 0,01....1 mg lisandist 1 g põhiaine kohta. Luminestsents tekib vaba elektroni ühinemisel ioniseeritud aktivaatori aatomiga. Seda protsessi nimetatakse rekombinatsiooniks.

    Juhtivustsoon elektroni difusioon

     

    1 3


    2

     


    Valentsitsoon augu difusioon
    1 – ergastamine, 2 – augu haaramine aktivaatori poolt, 3 - luminestsents
    Mille poolest siis luminestsents erineb soojuskiirgusest? Soojuskiirguse korral antakse ergastav energia ainele tervikuna, st. pannakse kiiremini liikuma kõik aine aatomid. Osa sellest energiast läheb elektronide ergastamiseks. Kuna aatomid on palju massiivsemad elektronidest, siis selliseks kiirguse tekitamiseks kulub palju energiat. Luminestsentsi korral antakse aga ergastav energia otse elektronidele ja seda on tarvis palju vähem. Sealjuures aatomite energia ei suurene ja aine ei soojene. Siin võib kasutada analoogiat õuna puust kättesaamisega. Võib puud raputada (soojuskiirgus), aga võib ka õuna kepiga torgata (luminestsentskiirgus).
    Luminestsentsi kasutatakse näiteks päevavalguslampides ja kompaktpirnides ehk säästupirnides. Neis on lambi sisepind kaetud luminestseeriva aine ehk luminofooriga. Torus on elavhõbeda aur, millest elektrivoolu toimel kiirgub ultravalgust, mis ergastab luminofoori aatomeid ja tekib luminestsentskiirgus, mis valgustab ümbrust. Sellistes lampides muudetakse valgusenergiaks kuni 80 % kulutatud elektrienergiast. Hõõglampide korral muutub valguseks kuni 15 % elektrienergiast.
    Luminestsentskiirgus on ka näiteks kollaste tänavalaternate valgus, kus kiirgab naatriumi aur. Aga ka vanemate televiisorite ja arvutite kineskoopkuvarid annavad luminestsentskiirgust, mis tekib nende sisepinnal oleva luminofoori pommitamisel kiirete elektronidega.

    Luminestsents leiab kasutamist veel paljudes eluvaldkondades: ainete kristallstruktuuri ja keemilise koostise analüüsimisel, laserites, haiguste diagnoosimisel proovide põhjal, dokumentide ja rahade turvaelementides, toiduainete kvaliteedi kontrollimisel, mere naftareostuse uurimisel, süvamereloomadel vaenlaste peletamiseks või saagi ligimeelitamiseks, jne.



    7.4. Laserkiirgus


    Laser on tugeva, monokromaatse ja koherentse kiirguse allikas. Nimi tuleb ingliskeelse nimetuse esitähtedest: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse abil).

    Laserkiirgus saab tekkida, kui aine aatomitel on elektronide jaoks sobivad energeetilised olekud: põhiolek, ergastatud olek ja metastabiilne olek. Ergastamisel viiakse elektronid ergastatud olekusse, kust nad kohe siirduvad väiksema energiaga, aga metastabiilsesse olekusse, olekusse, kus elektron saab olla suhteliselt pikka aega. Kuna metastabiilses olekus viibivad elektronid kaua, ja ergastamine toimub pidevalt, siis peagi on ergastatud olekus elektrone rohkem kui neid on põhiolekus. Sellist olukorda nimetatakse pöördhõiveks, sest tavaliselt on elektrone põhiolekus rohkem kui ergastatud olekuis. Kui nüüd tuleb kusagilt valguskvant, mille energia vastab metastabiilse oleku ja põhioleku energiate vahele, siis tekib stimuleeritud kiirgus (a' la stimuleeritud luminestsents) ja metastabiilses olekus elektronid lähevad korraga põhiolekusse. Sellega kaasneb ka tugev kiirgus.


    Ergastatud oleku energia


    Metastabiilse oleku energia

    laserkiirgus



    Põhioleku energia

    Kasutatakse ka aineid, kus on 4 sobivat energianivood. See loob paremad võimalused pidevas režiimis töötavaks laseriks, sest nivoo 2 tühjeneb kogu aeg ja täidab põhinivood 1, kust toimub ergastus (ergastus ja kiirgus on selgelt eristatud).



    Stimuleeritud kiirguse korral on kõikidel tekkinud lainetel ühesugune faas, mis on määratud selle laine faasiga, mis tekitas kiirguse. Siit tuleneb kiirguse koherentsus. Kuna elektronide üleminek toimub ainult kahe energiataseme vahel, siis on tekkiv kiirgus ka monokromaatne. Üleminevate elektronide suur arv põhjustab kiirguse suure intensiivsuse.

    Ainet, kus saab tekitada pöördhõive, nimetatakse aktiivaineks. Laseris on aktiivaine pandud kahe paralleelse peegli vahele, millest üks on osaliselt läbilaskev ja sellest tuleb laserivalgus välja. Peegleid nimetatakse optiliseks resonaatoriks. Peeglid sunnivad valgust aktiivainest läbi käima mitu korda ja see tagab elektronide täielikuma ja kiirema vabastamise metastabiilselt nivoolt.

    Laseri leiutasid Nikolai Bassov, Aleksander Prohhorov ja Charles Townes 1950-te lõpus ja sais selle eest 1964.a. Nobeli füüsikapreemia. Tänapäeval on olemas nii impulsslasereid kui pidevas režiimis töötavaid lasereid. Aktiivaineks kasutatakse nii gaase, vedelikke kui tahkiseid.



    Laserite rakendusi:

    • teaduses valgusallikas;

    • tehnikas puurimine, lõikamine, keevitamine;

    • meditsiinis skalpell, kosmeetiline vahend;

    • optiline side, infotöötlus;

    • sõjandus

    • laserpuhastamine

    • ulmeprojektid

    Kirjandus:



    1. H. Voolaid. Füüsika XI klassile. Tallinn, Koolibri ,2008.

    2. K. Tarkpea, H. Voolaid. Füüsika käsiraamat. Tallinn, Koolibri, 2002.

    3. I.Saveljev. Füüsika üldkursus III. Tallinn, 1979.

    4. Füüsika põhivara mittefüüsika erialade üliõpilastele. Optika. Aatomifüüsika. Tuuma- ja elementaarosakeste füüsika. TÜ, 1990.

    5. http://hypertextbook.com/facts/

    6. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html



    Optika eksamiküsimused




    1. Elektromagnetlainete skaala (raadiolained, infravalgus, valgus, ultravalgus, röntgenikiirgus, -kiirgus: orienteeruv lainepikkus, omadused)

    2. Fotomeetrilised ühikud (tuletada seos valgustugevuse ja pinnavalgustuse vahel)

    3. Fotomeetri ehitus ja töö

    4. Elektromagnetlaine ja valguslaine (käsitluste erinevused, E-vektori graafiline esitamine nii aja kui koordinaadi funktsioonina)

    5. Huygens-Fresneli printsiip (sõnastus ja näited tasalaine ning keralaine korral)

    6. Valguse difraktsioon (kirjeldus)

    7. Difraktsioonivõre (kirjeldus ja kasutamine)

    8. Valguse interferents (kirjeldus ja min- ning max tingimused koos seletusega)

    9. Valguse difraktsioon ja interferents kui valguslaine elektrivälja superpositsioon (kirjeldus)

    10. Valguse difraktsioon ühe pilu korral (kirjeldamine)

    11. Valguse polarisatsioon (polariseeritud valguse saamine, selle kasutamine)

    12. Optiline aktiivsus, sahharimeetria (kirjeldus)

    13. Geomeetrilise optika põhiseadused (valguse sirgjooneline levik, kimpude sõltumatus, peegeldumine, murdumine )

    14. Valguse peegeldumisseaduse tuletamine Fermat’ printsiibist lähtudes

    15. Valguse täielik peegeldumine( mõiste , piirnurga seos murdumisnäitajaga, rakendused)

    16. Läätse valem (tuletamisega)

    17. Kujutise tekitamine läätsedega (kujutise konstrueerimine)

    18. Kujutise tekitamine peeglitega (kujutise konstrueerimine)

    19. Silm ja prillid (kujutise konstrueerimine)

    20. Luup (kujutise konstrueerimine)

    21. Mikroskoop (kujutise konstrueerimine)

    22. Valguse dispersioon (kirjeldus, kasutamine)

    23. Spektraalriista ehitus (optiline skeem)

    24. Valguse neeldumine, neeldumiskoefitsient

    25. Footon (mõiste, omadused)

    26. Fotoefekt , selle seadused ja rakendused (Einsteini valem, fotoelemendi ja fotoelektronkordisti tööpõhimõte)

    27. Sisefotoefekt (kirjeldus)

    28. Valguse rõhk (kirjeldus)

    29. Valguse dualism (kirjeldus)

    30. Spektrid, nende liigitus (pidev-, joon-, kiirgus-, neeldumisspekter)

    31. Soojuskiirgus (kirjeldus koos spektri kuju olenevusega temperatuurist)

    32. Stefan-Boltzmanni seadus (sõnastus koos valemiga)

    33. Absoluutselt must keha (kirjeldus)

    34. Optiline püromeeter (tööpõhimõte)

    35. Luminestsentskiirgus (erinevused teistest kiirgustest, rakendused)

    36. Laserkiirgus (erinevused teistest kiirgustest, rakendused)

    14.02.12.



    H.Voolaid


    1 GPS – Global Positioning System, eesti keeles: Globaalne Punkti Seire.


    2 Esitäht ladina keelsest sõnast celeritas, mis tähendab kiirus


    3 Indeks L näitab, et tegemist on just valgusvooga (luminous) ja eristada seda kiirgusvoost R (radiation)

    4 Jooniste allkirjade numbrid pole mõnikord kooskõlas antud konspektiga

    5 Fotoplaadiks nimetatakse klaasplaati, mis on kaetud valgustundliku materjaliga (fotoemulsiooniga).

    6 Täpsemalt öeldes – lineaarselt polariseeritud valguseks. Esineb ka ellipütiliselt polariseeritud valgust, mida meie ei käsitle.




    Download 3.25 Mb.
    1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16




    Download 3.25 Mb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Teisi nähtusi, kus avaldub valguse kvantiseloom

    Download 3.25 Mb.