Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

Transkript

1 Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi? A. n = 10 B. n = 2 C. n = 1 ⱱ

2 Varför sänds ljus av vissa färger ut från upphettad natriumånga? A. Det beror på att ångan är mättad. B. Det beror på att bara vissa atomära övergångar dominerar. ⱱ C. Det beror på att ångan lyser genom ett färgfilter.

3 Hur kan man se att elektroner har vågegenskaper? A. Genom att se interferens i Comptonspridning B. Genom att mäta amplituden när elektronerna vibrerar i en metall C. Genom att observera interferens i ett dubbelspaltexperiment ⱱ

4 En gas har följande energinivåer: E 0 A. -16 ev B. C. ⱱ 3 ev 10 ev Var är grundtillståndet?

5 En gas har följande energinivåer: E 0-16 ev 3 ev 10 ev Atomerna är i grundtillståndet. Vad händer om vi skickar ljus med energin 11 ev genom gasen? A. Ingenting B. Atomerna exciteras C. Atomerna joniseras D. Något annat ⱱ

6 En gas har följande energinivåer: E 0 3 ev Atomerna är i grundtillståndet. Vad händer om vi skickar ljus med energin 18 ev genom gasen? A. Ingenting -16 ev 10 ev B. Atomerna exciteras C. Atomerna joniseras D. Något annat ⱱ

7 En gas har följande energinivåer: E 0-16 ev 3 ev 10 ev Atomerna är i grundtillståndet. Vad händer om vi skickar ljus med energin 10 ev genom gasen? A. Ingenting B. Atomerna exciteras C. Atomerna joniseras D. Något annat ⱱ

8 En gas har följande energinivåer: E 0-16 ev 3 ev 10 ev Atomerna är i grundtillståndet. Vad händer med fotonerna om vi skickar ljus med energin 18 ev genom gasen? A. Ingenting B. De förlorar energi C. De försvinner ⱱ D. Något annat (A och C kan båda hända)

9 Hur elektroner och ljus (fotoner) växelverkar med atomer Elektronens kinetiska energi markeras av höjden på stapeln Energin E = hf passar inte till energiskillnaden mellan nivåerna Elektronen har tappat mycket av sin energi, men har lite kvar Fotonen går rakt igenom utan att alls påverkas Till skillnad från för elektroner, måste fotoner ha exakt rätt energi för att absorberas. Har fotonen bara lite fel energi absorberas den inte alls!

10 Jonisation av en atom Om energin är större än jonisationsenergin, kan överskjutande del gå till rörelseenergi för elektronen (men fotonen försvinner).

11 De olika typerna av spektra Het metall diffraktionsgitter Kontinuerligt spektrum het gas Emissionsspektrum kall gas Absorptionsspektrum

12 Röntgenspektrum Övergångar nära kärnan i tunga grundämnen ger ljus av mycket kort våglängd, röntgenfotoner. OBS! 1000 gånger kortare våglängder än synligt ljus

13 Vad ger upphov till ljus? Jo, elektroner som accelererar (t.ex. svänger harmoniskt). Elektroner kan också fås att accelerera i en rund ring (en synkrotron), där magnetfältet som böjer av elektronerna ökas i takt med elektronernas ökande hasighet. Då uppstår en speciell, intensiv strålning synkrotronljus, som kan användas till att belysa olika fysikaliska, kemiska och biologiska preparat. MAX IV är en sådan anläggning i Lund som snart skall startas. Max IV

14 Spektrum från solen väte natrium helium kalcium Temperaturstrålningen (svartkroppsstrålning) ger solljuset alla regnbågens färger, men grundämnen i solatmosfären ger absorptionslinjer. Så upptäcktes grundämnet helium först (fransmannen Pierre Janssen, 1868)

15 Avståndsmätning i rymden Avståndet till närbelägna stjärnor kan mätas med hjälp av parallax man ser hur riktningen ändras mellan sommar och vinter, t.ex., och använder den kända radien för jordbanan som bas i avståndstriangeln. r/a = tan v v (med v i radianer), dvs. A = r/v. 1 parsec (pc) är det avstånd som ger parallaxen v = 1 bågsekund = 1/3600 º = 4, radianer. r F.S. ger avståndet till solen, r = 1, m, så 1 pc = (1, m)/4, = = 3, m 3,3 ljusår

16 Vår galax Vintergatan Består av ungefär stjärnor. De flesta av dem tycks ha planeter. Vår granne, Andromedagalaxen, ligger 2 miljoner ljusår bort. Tycks likna Vintergatan väldigt mycket.

17 Solen Solens energi kommer från fusionsprocesser i solens inre

18 Hur solen och andra stjärnor uppstod I det tidigaste universum fanns bara vätgas och helium (och otroligt lite litium). Genom gravitationen klumpade gasen ihop sig och hettades upp. I centrum blev temperaturen så hög (10 7 K) att fusionsprocesser startade: En stjärna var född! 6 protoner blir en heliumkärna och 2 protoner, dvs 4 protoner blir till helium (alfapartikel). Sedan kan tyngre grundämnen (upp till järn) succesivt byggas upp genom att alfapartiklar läggs till.

19 Från Fysik 1, kärnenenergi Upp till järn är det energimässigt förmånligt med fusioner. (Ämnen tyngre än järn kan bildas vid supernovaexplosioner.)

20

21 Solen om c:a 6 miljarder år Sedan blir solen först en röd jättestjärna (som kommer att sluka de inre planeterna inkl. jorden), sedan en vit dvärgstjärna

22 Solen som röd jättestjärna (under c:a 1 miljard år) Kanske jorden slukas? Liv som vi känner det blir i alla fall inte möjligt

23 Solen som vit dvärg (under tusentals miljarder år) Sirius B en vit dvärg

24 Tyngre stjärnors öde supernova! En dramatisk händelse: en stjärna exploderar! Men vore det inte för sådana explosioner vore vi inte här kol, syre, kalcium,. järn slungas ut i rymden och kan bilda nya stjärnor och planeter. Det kosmiska kretsloppet: stjärnor föds och dör!

25 Manetnebulosan, rester av en supernova för 500 år sedan

26 Rester från explosion 1843 Eta Carinae: En blivande supernova? Massa: 100 solmassor (troligen dubbelstjärna). Avstånd: 8000 ljusår. Ger ifrån sig naturligt laserljus!

27 Kollaps till svart hål

28 Finns liv på andra planeter? Åtminstone finns det planeter kring andra solar (mer än 1500 st hittade hittills, april 2014) Keplersatelliten Keckteleskopen, Hawaii

29 Antal hittade exoplaneter (blått: med hjälp av stjärnans vaggande p.g.a. gravitationskraften från planeten; grönt: genom förändringar i ljusstyrkan när planeten kommer framför stjärnan)

30 ejs_astronomy_exoplanet_transits.jar