FY8 Materia, strålning och kvantisering — repetition inför studentexamen

Mitä sensori odottaa tästä moduulista

FY8 on abstraktein moduuli, ja siksi pisteet ratkeavat käsitteiden täsmällisyydellä. Kolme asiaa toistuu vuodesta toiseen. Ensimmäinen on kvantittumisen todistaminen havainnolla: viivaspektri ja valosähköinen ilmiö eivät ole esimerkkejä kvantittumisesta vaan sen todisteita, ja sinun on osattava kertoa, miksi klassinen aaltomalli epäonnistuu. Toinen on massan ja energian ekvivalenssi E = mc² fission ja fuusion energialähteenä. Kolmas on hajoamislain tilastollinen luonne: yksittäisen ytimen hajoamishetkeä ei voi ennustaa, mutta suuren joukon käyttäytyminen on säännöllistä.

Ydinkäsitteet

• Nukleoni — ytimen rakenneosa, protoni tai neutroni. Massaluku A = protonien ja neutronien lukumäärä, järjestysluku Z = protonien lukumäärä.
• Isotoopit — saman alkuaineen ytimiä (sama Z), joilla on eri neutronimäärä ja siten eri A. Kemiallisesti samanlaisia, ydinfysikaalisesti erilaisia.
• Massavaje — ytimen massan ja sen rakenneosien massojen summan erotus.
• Sidosenergia — energia, joka tarvittaisiin ytimen hajottamiseen erillisiksi nukleoneiksi; vastaa massavajetta yhtälön E = m*c² kautta.
• Radioaktiivisuus — epävakaan ytimen spontaani hajoaminen, jossa vapautuu säteilyä.
• Aktiivisuus A — hajoamisten lukumäärä sekunnissa, yksikkö becquerel (Bq).
• Puoliintumisaika T(1/2) — aika, jonka kuluessa puolet hajoamattomista ytimistä on keskimäärin hajonnut. Hajoamislaki: N = N_0 * 2^(-t/T(1/2)).
• Fotoni — sähkömagneettisen säteilyn energiakvantti, E = hf = hc/lambda, missä Planckin vakio h = 6,626 * 10^-34 Js.
• Irrotustyö W — pienin energia, joka tarvitaan elektronin irrottamiseen metallin pinnasta.
• Energiataso — atomin elektronin sallittu energia-arvo. Sallittuja arvoja on vain tietty epäjatkuva joukko.
• Elektronivoltti — energiayksikkö, 1 eV = 1,602 * 10^-19 J. Kätevä atomin ja ytimen mittakaavassa.