Atomfysik – v. 11 och 12

I detta inlägg finns dokument med teori om Bohrs atommodell samt utveckling mot vågbeskrivning av partiklar.

Material v. 11 och 12

• Avsnitten 12.5 – 12.9
• Dokumentet Bohrs postulat och utveckling mot vågbeskrivning av partiklar
• Dokumentet Kvanttal – En orientering
• Lösningsförslag till Uppgift 12.16 i Heureka! B
• En film vi kommer att se v. 12

Laboration

Tisdagen den 22 mars, hela gruppen: Bestäm gas i olika lampor med hjälp av spektrometer.

Rekommenderade uppgifter

12.13, 12.14, 12.15, 12.16, 12.17, 12.18, 12.19, 12.20, 12.21, 12.23, 12.24 samt 12.28

Absorptionsspektrum

Förra veckan koncentrerade vi oss på emissionsspektrum, som kommer sig av att atomer övergår från ett högre till ett lägre energitillstånd – de deexciteras under utsändandet av en foton. Vi kommer nu även att tala om absorptionsspektrum, som svarar mot excitationen av atomen. Det är tre processer som kan förorsaka excitation:

• Partikelkollisioner
• Värmerörelser
• Fotonabsorption

Vad beträffar fotonabsorption gäller att fotonen som atomen absorberar måste ha en energi () som precis svarar mot energiskillnaden mellan två energinivåer i atomen. Är inte detta uppfyllt kommer inte atomen att exciteras. Däremot finns inte den begränsningen hos de båda första punkterna.

Ett absorptionsspektrum studeras då man vill ta reda på hur en gas interagerar med ljus. Ljuset kan excitera gasens atomer, dvs alla våglängder från ljuskällan når inte mottagaren. Nedan visas ett absorptionsspektrum av en viss gas och ett emissionsspektrum av samma gas. Ser du likheten?

(Den minnesgoda läsaren minns säkert att atomerna  är exciterade under en kort tidsperiod på i storleksordningen  sekunder, och kommer därefter att sända ut en foton med samma våglängd som den absorberat. Denna sida förklarar varför vi inte ser de utsända fotonerna).

Materia som vågfunktioner, kvanttal samt Heisenbergs osäkerhetsrelation

Detta är ett orienterande avsnitt, som dels omfattar 12.6  – 12.9, men också dokumenten Bohrs postulat och utveckling mot vågbeskrivning av partiklar samt Kvanttal – En orientering (samma dokument som ovan). Dessa avsnitt är som sagt på en orienterande nivå, vilket innebär att syftet stavas perspektiv snarare än svåra beräkningar. Vi kommer även att se en film om detta under v. 12.

För en uppdatering av vågfunktioner av olika ”modes”; se detta gamla blogginlägg

För att se hur stående vågor kan verka i två dimensioner, och för att troliggöra utseendet på väteatomens vågfunktioner i de olika ”mods”, se nedanstående video: