Atomfizika. FIB1208 (gyakorlat) Meghirdetés féléve 4 Kreditpont 3+2 Összóraszám (elmélet+gyakorlat) 3+2

Hasonló dokumentumok
Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr ( )

AZ ELEKTROMÁGNESES SUGÁRZÁS KETTŐS TERMÉSZETE

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

Az elektromágneses hullámok

XX. századi forradalom a fizikában

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

A kvantummechanika filozófiai problémái

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

Kémiai alapismeretek 2. hét

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Közös minimum kérdések és Vizsgatételek a Fizika III tárgyhoz

Atomfizika I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

A hőmérsékleti sugárzás

Thomson-modell (puding-modell)

KVANTUMMECHANIKA. a11.b-nek

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

Kvantummechanika. - dióhéjban - Kasza Gábor július 5. - Berze TÖK

Az anyagszerkezet alapjai. Az atomok felépítése

A hőmérsékleti sugárzás

A kvantummechanika filozófiai problémái

Atomok, elektronok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

Abszorpció, emlékeztetõ

A kvantummechanika filozófiai problémái

Az atom felépítése, fénykibocsátás (tankönyv 90.o o.)

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Kémiai alapismeretek 2. hét

Az anyagszerkezet alapjai. Az atomok felépítése

Az anyagok kettős (részecske és hullám) természete

Rutherford-féle atommodell

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Az anyagszerkezet alapjai

Atomfizika tesztek. 2. Az elektrolízis jelenségére vonatkozóan melyik összefüggés helytelen?

Elektromágneses hullámegyenlet

Az atom felépítése Alapfogalmak


ω mennyiségek nem túl gyorsan változnak

ORVOSI BIOFIZIKA. Damjanovich Sándor Mátyus László QT Szerkesztette

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Slide 1 of 60

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

FIZIKA KÖZÉPSZINTŐ SZÓBELI FIZIKA ÉRETTSÉGI TÉTELEK Premontrei Szent Norbert Gimnázium, Gödöllı, május-június

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Slide 1 of 60

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Newton kísérletei a fehér fénnyel. Sir Isaac Newton ( )

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

Kifejtendő kérdések június 13. Gyakorló feladatok

Szilárdtestek el e ek e tr t o r n o s n zer e k r ez e et e e t

dinamikai tulajdonságai

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

AZ ATOM. Atom: atommag + elektronfelhő = proton, neutron, elektron. Elemi részecskék

Abszorpciós fotometria

Az atom felépítése, fénykibocsátás (tankönyv 68.o.- 86.o.)

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

3. A kvantummechanikai szemlélet kialakulása

Molekulák világa 1. kémiai szeminárium

ATOMFIZIKA. óravázlatok

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

A kvantummechanikai atommodell

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (b) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 9. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Biofizika tesztkérdések

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui

Atommodellek. Ha nem tudod egy pincérnőnek elmagyarázni a fizikádat, az valószínűleg nem nagyon jó fizika. Rausch Péter kémia-környezettan tanár

Abszorpciós fotometria

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Modern fizika vegyes tesztek

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

Az atomok szerkezete. Atomosz = oszthatatlan. Az atommodellek. Rutherford következtetései. Joseph John Thomson A Thomson modell (1902)

Tartalom. Typotex Kiadó

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

AZ ELEKTRON MÁGNESES MOMENTUMA. H mágneses erœtérben az m mágneses dipólmomentummal jellemzett testre M = m H forgatónyomaték hat.

Lumineszcencia. Lumineszcencia. mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Alapjai, tulajdonságai, mérése. Kellermayer Miklós

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

FELADATMEGOLDÁS. Tesztfeladat: Válaszd ki a helyes megoldást!

Bevezetés a biofizikába. Elektromágneses hullámok, a fény kettős természete. Anyaghullámok. Hőmérsékleti sugárzás.

A periódusos rendszer, periodikus tulajdonságok

Magszerkezet modellek. Folyadékcsepp modell

Szentjánosbogár, trópusi halak, sarki fény Mi a közös a természet fénytüneményeiben?

Az optika tudományterületei

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

Elektronok, atomok. Tartalom

Átírás:

Tantárgy neve Atomfizika Tantárgy kódja FIB1108 (elmélet) FIB1208 (gyakorlat) Meghirdetés féléve 4 Kreditpont 3+2 Összóraszám (elmélet+gyakorlat) 3+2 Számonkérés módja Kollokvium + gyakorlati jegy Előfeltétel (tantárgyi kód) FIB1105; FIB1106 Tantárgyfelelős neve Dr. Nyilas István Tantárgyfelelős beosztása főiskolai docens 1. A tantárgy általános célja és specifikus célkitűzései: Az anyag elektronszerkezetének kísérleti bizonyítékai és azok alkalmazásai. Az elektronszerkezet elméleti leírása hullámmechanikai modellel. 2. A tantárgy tartalma: Az atomfizikához vezető út: a-tomosz (Démokritosz), alkímia, egyszeres és többszörös súlyviszonyok törvénye, a mol fogalma (Avogadro), kinetikus gázelmélet (Maxwell), Brown-mozgás, Röntgen-sugárzás, katódsugárzás (Lenard, Thomson), radioaktivitás (Becquerel). Hőmérsékleti sugárzás: emisszióképesség, abszorpcióképesség, transzmisszióképesség, Kirchhoff sugárzási törvénye. Abszolút fekete test fogalma. Hőmérsékleti sugárzók emisszióképessége a hullámhossz és a hőmérséklet függvényében: Wien I. és II. törvényei, Stefan-Boltzmann törvény. Rayleigh-Jeans közelítés, ultraibolya kataszrófa és Wien-közelítés. A Planck-törvény, az energia kvantáltsága. Kísérlet: fekete pötty fehér kerámialapocskán Bunsen-égővel melegítve elég nagy hőmérsékleten a

fekete pötty világosabbnak látszik, különösen infrában is érzékeny kamerával figyelve. Szürke sugárzók, feketehőmérséklet és színhőmérséklet. Az optikai pirométer. Nem hőmérsékleti sugárzók: Folytonos sugárzók (izzólámpa) és szelektív sugárzók (higanygőzlámpa, fénycsövek) színképe. Monokromatikus sugárzók: különböző színű LED-ek. A fénykibocsátást eredményező atomi gerjesztések módozatai: fotolumineszcencia (fluoreszcencia és foszforeszcencia) biolumineszcencia, kemolumineszcencia, tribolumineszcencia, tribolumineszcencia, elektrolumineszcencia. Stokes törvénye. Kísérlet: UVfény hatására fluoreszkáló anyagok. Fényforrások hatásfoka: optikai hatásfok, vizuális hatásfok. Az izzólámpa fejlődése, a hatásfok növelése, halogénlámpák. Fényelektromos hatás: töltött fémgömbök között UV fény hatására szikra ugrik át. Az UV fény kisüti az elektroszkópot is. A fotoeffektus jelenségének magyarázata, kilépési munka. A fotocella. A fotocella feszültség-áram karakterisztikája, zárófeszültség. Belső és külső fotoeffektus. A fotoeffektus alkalmazásai: fényellenállás, fényelem, fényérzékeny p-n átmenet, fotoelektron-sokszorozó, fénymásoló. A fény tulajdonságai: hullámhossz, frekvencia, fénysebesség, energia, impulzus, tömeg. Fénynyomás. Compton-szórás szabad és kötött elektronokon, Compton-hullámhossz. Gravitációs lencsehatás, gravitációs vöröseltolódás. Atommodellek: a Thomson-féle atommodell. A Rutherford-kísérlet, az atommag mérete. Szórási hatáskeresztmetszet. A Rutherford-féle atommodell. A részecskék hullámtulajdonságai, interferencia elektronokkal, Bragg-feltétel.

A de Broglie-hullámhossz. A Bohr-féle atommodell: Bohr I. és II. posztulátuma. Az elektron sebessége, energiája, az elektronpálya sugara a hidrogénatomban. Kvantáltság, a főkvantumszám. Energiaszintek és átmenetek. Spektroszkópia, Balmer-formula. A Rydberg-állandó a Bohrmodellben. Effektív tömeg, tömegkorrekció. A Bohr-modell korlátai. Az elektron impulzusmomentuma és mágneses momentuma, a Bohr-magneton. Az Einstein-de Haas kísérlet. Giromágneses tényező. A hullámszám. A színképek finomszerkezete, a Sommerfeld-feltétel, ellipszispályák. Mellékkvantumszám, finomszerkezeti állandó, vonalsorozatok a nagyobb atomokban. A színképvonalak mágneses és elektromos felhasadása, a Zeeman-effektus és a Stark-effektus. Goudsmit, Uhlenbeck és a spinhipotézis: saját- és pálya-impulzusmomentum, teljes impulzusmomentum. Az energiaszintek spin szerinti felhasadása. Az elektron állapotának rövid jelölése. Átmenetek az energiaszintek között, kiválasztási szabályok. Többelektronos atomok. Az impulzusmomentumok összegzésének módjai. A héliumatom. Szinglett, dublett, triplett állapotok, parahélium, ortohélium. A multiplicitások váltakozási törvénye. Pauli kizárási elve. Anyaghullámok: A hullámok általános leírása, hullámszám, körfrekvencia, a hullámegyenlet Euler-féle alakja. Az elektron, mint hullám. Hullámok összeadása, lebegés, hullámcsomag. Fázissebesség és csoportsebesség, diszperziós egyenlet. Normális és anomális diszperzió. Az elektron, mint hullámcsomag kiterjedése, sebessége, diszperziója, a Heisenberg-féle határozatlansági reláció. A hullámegyenlet általános alakja. A Schrödingeregyenlet egy dimenzióban és három dimenzióban. Operátorok, sajátfüggvény és sajátérték. A kvantummechanika függvényeire és operátoraira vonatkozó megszorítások. A hullámfüggvény valószínűségi értelmezése. A hely, az idő, az energia és az impulzus operátorai. A Schrödinger-egyenlet megoldásai: A Schrödinger-egyenlet megoldása egy

dimenzióban mozgó szabad tömegpontra. Dobozba zárt tömegpont Schrödinger-egyenlete egy dimenzióban, a lehetséges energiák meghatározása. Megtalálási valószínűség a doboz különböző pontjain. Az energiaszintek sűrűségének függése a potenciálgödör alakjától. Dobozba zárt tömegpont Schrödinger-egyenlete 3 dimenzióban. Az egyes energiaszintek megvalósulási lehetőségei, degeneráltság. A Schrödinger-egyenlet megoldása potenciálgát esetére, alagúteffektus, példák. A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete: áttérés gömbi polárkoordinátákra, gömbfüggvények, Legendre-polinomok, a mágmeses kvantumszám. A fő-, mellék- és mágneses kvantumszámok közti összefüggések. A periódusos rendszer felépítése: elektronpályák betöltődése a kvantumszámok és a Pauli-elv tükrében. Alkálifémek, alkáliföldfémek, halogének, nemesgázok, fémek, lantanidák, aktinidák. Az egyes csoportok jellemzői és magyarázata a Bohr-modell segítségével. Az elektronpályák alakja: az elektron megtalálási valószínűsége különböző helyeken. Az atomi elektronpályák alakja: gömbszimmetrikus, nyolcas alakú pályák, stb. Az időfüggő Schrödinger-egyenlet megoldása molekulákra. A hidrogénmolekula-ion, kötő és taszító állapotok. A kötő és taszító pályák alakja. Nagyobb molekulák elektronszerkezete, dipólmomentuma, mágneses tulajdonságai, színképe. Ionos, kovalens és van der Waals-kötés. A molekulák energiaszintjei: Forgási és rezgési energiaszintek, kiválasztási szabályok, ezek megjelenése a színképekben. A Raman-effektus, A röntgen-sugárzás: Röntgen-csövek felépítése. Röntgen-spektrumok: folytonos és karakterisztikus sugárzás, határhullámhossz. A folytonos és karakterisztikus sugárzás keletkezése. A karakterisztikus sugárzás frekvenciájának rendszámfüggése, Balmer-formula, Moseley-egyenes, a belső

pályák árnyékoló szerepe. A röntgensugárzás elnyelődése, felületi rétegvastagság, lineáris abszorpciós együttható, tömegabszorpciós együttható, felezési rétegvastagság. Az abszorpció rendszám- és hullámhosszfüggése. Kemény és lágy sugárzás, abszorpciós élek. A sugárzás elnyelődési mechanizmusai: fotoeffektus, Compton-szórás, párkeltés. Alkalmazások: orvosi röntgen, CT, ipari röntgen, anyag-azonosítás. 3. Évközi ellenőrzés módja: 4. A kötelező, illetve ajánlott irodalom: 1. Budó Mátrai: Kísérleti fizika III. 2. Kiss Dezső: Atomfizika (Tankönyvkiadó, 1988) 3. Keszthelyi Lajos: Atomok és atomi részecskék 5. A tantárgy tárgyi szükségletei és ellátása: Fizika előadóterem, fizika szemináriumi terem és fizikaszertár