Реферат: Биофизика
Avaldame elektroni kineetilise energia tema massi m ja laengu e kaudu. Selleks asendame r valemisse (???) vхi (???). Saame
Samale orbiidile vastav potentsiaalne energia
ja koguenergia, mis vastab orbiidile, mida iseloomustab tдisarv n
Vхimalike naaberorbiitide energiate vahe
Elektroni tiirlemissageduste vahe kahel naaberorbiidil vхrdub vдljakiiratava (vхi neelatava) valguse sagedusega kahe orbiidi vahelisel ьleminekul:
ja lainepikkus 
kus c on valguse kiirus.
Arvulisi andmeid: e = 1. 6021892·10-19 kulonit; h= 6.626176·10-34 J·s; me = 9.109534·10-31 kg
c = 299792458 m s-1 ke=???
Valem (???) nдitab, et elektroni vхimalikud tiirlemisraadiused suurenevad vхrdeliselt tдisarvude ruutudega, seega jada on 1, 4, 9, 16, 25, 36 ...
Valem (???) nдitab,et elektroni koguenergia vхimalikel orbiitidel suureneb raadiuse kasvades pццrdvхrdeliselt tдisarvu n ruuduga, seega jada oleks
Kхige sьgavama energianivoo (pхhinivoo) vддrtus on vesiniku aatomis -13.6 eV, nivoode jada elektronvoltides oleks siis
-13.6; -3.4; -1.5; -0.85; -0.54; -0.38 ...eV
Volt (Itaalia teadlase Volta nimest) on elektrivдlja potentsiaali (potentsiaalse energia) ьhik. Elektrivдlja kahe punkti potentsiaalide vahe on ьks Volt kui laengu ьks kulon viimisel ьhest punktist teise tehakse tццd ьks J. Ьhe elektroni viimisel lдbi potentsiaalide vahe ьks volt tehakse tццd ьks elektronvolt. Energeetiliselt elektronvolt on dzhaulist niisama palju kordi vдiksem kui elektroni laeng on vдiksem kulonist, seega 1 eV = 1. 6021892·10-19 J.
Orbiitide ja energianivoode joonised.
Nдhtav ja nдhtamatu elektromagnetiline kiirgus, valgus.
Energianivoode-vahelisel ьleminekul kiiratakse kvant kui ьleminek toimub tuumale lдhemale ja neelatakse kvant kui ьleminek toimub tuumast kaugemale. Kvandi energia on niisama suur kui vastavate orbiitide energianivoode vahe. Vхtame teadmiseks, et vesiniku sьgavaimale energianivoole vastab 13.6 eV ja arvutame sellele ьleminekule vastava lainepikkuse.
See on silmale nдhtamatu lьhilaineline ultraviolett-kiirgus. Silm nдeb ‘valgust’, mis on defineeritud kui elektromagnetiline kiirgus lainepikkuste vahemikus 400-700 nm ehk kvandi energiavahemik 3.10 kuni 1.77 eV. Vesiniku aatomisisestest ьleminekutest kiirguks nдhtavat kiirgust ьleminekutel kхrgematelt nivoodelt teisele nivoole, teiselt esimesele nivoole ьleminek kiirgab kvandi lainepikkusega 121.7 nm.
Seega, valguse ja sellest lьhemate lainepikkustega kvandid kiirguvad elektroni ьleminekul kхrgema energiaga orbiidilt madalama energiaga orbiidile, energiavahe kiirgub kvandina. Ka vastupidine protsess, kvandi neeldumine aatomis pхhjustades elektroni ьlemineku madalamalt orbiidilt kхrgemale, on vхimalik. Nagu vesiniku aatomi analььs nдitas, on lubatud tдiesti kindlad energianivood, seega niisuguses aatomis kiirguvad ja neelduvad ainult vдga tдpselt mддratud lainepikkustega kvandid. Vesiniku aatomis on pхhinivoo nii sьgaval, et sinna ьleminekul saavad kiirguda vaid ultraviolett-kvandid. Paljelektroniliste aatomite vдliste kihtide lubatud pхhinivood ei asu mitte nii sьgaval ja neis kiirguvad/neelduvad ka nдhtava valguse kvandid. Nдiteks, tihti kasutatakse elavhхbe-auru ja naatriumi-auruga tдidetud lampe, kus elektrienergia abil sunnitakse metalliaatomeid kiirgama nдhtavat valgust. Kui aatomid asuvad gaasis tihedalt lдhestikku, siis nad pхrkuvad soojusliikumise tхttu ja need pхrked moonutavad orbiitide kuju. Tulemusena nihkub igas moonutatud orbiidiga aatomis energianivoo veidi ja kogu gaas ei kiirga enam mitte joonspektrit teatud kindlate lainepikkustega, vaid nn. ribaspektrit, kus jooned on laienenud ribadeks.
Joonis: ribaspektri nдidis kхrgrхhu elvhхbeauru-lambis.
Tahkes kehas asuvad aatomid nii tihedasti koos, et iga ьksiku aatomi energianivoo muutub vдga ebamддraseks. Kui tahket keha, nдiteks metalli vхi sьtt kuumutada, siis see hakkab valgust kiirgama. Madalamal temperatuuril on see kiirgus pikemalainelisem, nдhtavaks muutub see tumepunasena kusagil 600 °C juures. Temperatuuri edasisel tхstmisel hakkab domineerima jдrjest lьhemalainelisem kiirgus, muutudes silmale nдhtavalt kollakaks, valgeks (nagu Pдike) vхi isegi sinakaks (nagu kuumad tдhed). Niisugustes kuumutatud tahketes kehades on kiirguse energiaallikaks aatomite (molekulide) soojusliikumine, mis pхrgetel ‘ergastab’ elektrone, lьkates neid ajutiselt kхrgematele niivoodele, kust nad siis kohe jдlle alla kukuvad, kiirates kvante. Kuna aatomid asuvad vдga tihedalt, siis on ka lubatud energianiivood vдga tihedalt ligistikku, nii et igasuguse energiaga kvantide kiirgumine on vхimalik. Sellest tulenevalt on kuumutatud tahkete kehade kiirgus pideva spektriga. Kuumutatud gaasides aga kiirgub ikkagi joon- vхi ribaspekter. Nagu цeldud, on madala temperatuuriga kehades lьhilaineliste (kхrge energiaga) kvantide kiirgumine vдhetхenдone ja neis domineerivad pikemalainelised kvandid. Nдiteks Maa keskmine temperatuur on umbes 290 °K ja Maa kiirgab kosmosesse infrapunast kiirgust lainepikkuse maksimumiga umbes 10 m. Seevastu Pдikese temperatuur on umbes 6000 °K ja tema kiirgusmaksimum on 0.5 m lainepikkuse juures. Hххglampide niidi temperatuur on umbes 2000-3000 °K ja kiirgusmaksimum umbes 1 m juures. Nagu nдeme, on silm kohastunud nдgema just selles spektripiirkonnas, kus Pдike kiirgab maksimaalselt. Seevastu hххglampide spektrist suurt osa silm ei nдe. Sellepдrast ongi hххglampide valgusviljakus (valguslik kasutegur) suhteliselt madal (10-20%).
Joonised: Pдikese ja hххglampide spektri nдited.
Mateeria lainelised omadused: kvantmehaanika kui lainemehaanika
Uurides musta tahke keha kiirgusspektrit leidis Max Planck (1900), et see vastab energia juhuslikule jaotusele ainult tingimusel, et mitte igasugune kiirgumine ei ole vхimalik, vaid ainult kiirgumine portsjonite, kvantide kaupa, mille igaьhe energia ja vхnkesagedus on seotud jдrgmiselt:
