Sellerijuur

12.3.26

Kaks sokki. Vasaku ja parema jala sokk, st sokil on kaks võimalikku olekut. Kui sokke jalga ei pane, on nende mõlema olek vask-parem superpositsioon. Kui panna üks sokk jalga, siis superpositsioon kollabeerub ja soki olekuks saab parem või vasak, oleneb sellest kumba jalga soki paned. Samal hetkel kollabeerub ka teine sokk olekusse vasak või parem nõ vastasnimeliselt esimesele.

Pangem tähele, et teise sokiga me mitte midagi ei teinud. Me ei pruukinud teda kapist väljagi võtta, ta võis olla isegi Kuu peal või mõnes kauges galaktikas. Sokid on paar, nad on tontlikult põimitud. Ühe oleku määramine määrab ka teise oleku. Spooky, isn't it?

Üks pilu. Tegelikult, nii nagu ta elus on.

Ja Walter Lewin ise.

Dr Quantum

Kaks pilu. Tegelikult, nii nagu nad elus on.

Ja ikkagi, mida te ise arvate, kvantmehaanikud? (nimekiri 1:30)

Elekronid tuuma ümber

Kus saavad elektronid aatomis olla? Vastus on peidetud Schrödingeri võrrandi lahenditesse.

Orbitals.

Jah, kassist on kahju muidugi, aga Erwin ei mõelnud seda muidugi nii.

11.3.26

Elektron – laine

Vaatame ühe vana videolõigu nüüd lõpuni ära.

Arvuta välja mõned lainepikkused. Enne uuri välja mõned massid: sina ise, auto, elektron.

1) Sa kõnnid rahulikult, mõõdukat, väärikalt füüsika klassi uksest sisse ja su kiirus on 1 m/s. Kui suur on su lainepikkus?

2) Auto sõidab Tallinna maanteel kiirusega 120 km/h. Kui suur on auto lainepikkus?

3) Elektron kihutab Crookesi torus (elektronkahuris, katoodkiirte torus, kineskoobis) kiirusega 30000 km/s. Kui suur on elektroni lainepikkus?

Siin aga näeme de Broglie lainepikkuse valemit:

Muidugi mõista tuleb ka Plancki konstant välja otsida: h = 6,626⋅10^-34Js.

10.3.26

Bohri aatom ja muud loomad

Põhikooli keemia õpikuist

Hantaro Nagaoka saturnmudel, 1903

Niels Bohr (kaabuga) 1885 – 1962

Bohri postulaadid

Statsionaarsete olekute postulaat — elektronid saavad tiirelda vaid kindla energiaga E_n orbiitidel

Kvantpostulaat — võimalike orbiitide energia on määratud kvantarvudega n:

E_n = E₁/n₂, kus n = 1, 2, 3, ... ja E₁ = –2·10^–18 J.

Kiirguspostulaat — aatom kiirgab valgust siis, kui ta läheb suurema energiaga E_m orbiidilt üle madalama energiaga E_n orbiidile.

Kiiratava valguskvandi energia E_kv = hf = E_m – E_n.

Vastupidisel üleminekul valgus neeldub.

Lisapostulaat — Vastupidi klassikalise elektromagnetteooria ennustusele lubatud orbiitidel elektron ei kiirga elektromagnetlaineid, kuigi liigub kiirendusega.

Bohri aatom, Niels ise joonistas

Vesiniku spekter

9.3.26

Ernest Rutherford (1871 – 1937),1931. aastast Baron Rutherford of Nelson (Lord Rutherford)

Aatomimudelid

Rutherfordi katse

Orbitaalid

JJ Thomson, elektroni ülesleidja

Vana lugu teadagi. Thomson näitas maailmale, et elektron väga pisike. St kerge, võrreldes aatomiga ja väikese negatiivse laenguga. Elektroni laengut (ja siis ka massi) ta määrata ei osanud, sellega sai hakkama osav eksperimentaator ja muidu ka üsna osav mees, Robert Millikan.

Kuidas seda lihtsalt näidata? Kas nii või siis teisiti?

Maria Skłodowska – Madame Cuire (1867 – 1934)

Marie ja Pierre ja jalgrattad.Mis päevikutest sai ja laborist?

7.3.26

Wirkungsquantum (1900) – Max Planck (1858 – 1947)

Wieni nihkereegel määrab, millise lainepikkusega (mis värvi) valgust kiirgab kuum keha. Selle sai muidugi ära mõõta ja valemisse ning graafikule panna, aga füüsikud sellega ei lepi. Teooriat on vaja ja kui teooria läheb kokku katsega, alles siis on kõik rahul ja õnnelikud.

Minutimees püüab Plancki teooriat seletada küpsistega.

Musta keha kiirgus (igav)

John Dalton 1766 – 1844

Daltoni nomenklatuuris tähistati aatomeid väikeste rõngastena. Vesinik on valge ehk tühi, loogiline. Süsinik on must, ka loogiline. Meile hästi tuntud elementide kahetäheliste sümbolitega läks veel mõni aasta aega ja mõnikümmend, et lõpliku kokkuleppeni jõuda. Ladina keelest võetud sümbolid võttis kasutusele Jöns Bezelius, aga Daltoni keradega mudelit kasutame ikka edasi, kui ainete struktuuri joonistame või mudeleid kokku paneme. Ikka vesinik valge, süsinik must.

Mitu elementi on olemas?

6.3.26

Aatomi- ja tuumafüüsika teemad alates 11.03

1 Aatomi mõiste areng antiikajast tänapäevani
2 Max Planck ja kvantteooria algus
3 Wilhelm Konrad Röntgen ja x-kiirte avastamine
4 Loodusliku radioaktiivsuse ja radioaktiivsete elementide avastamine
5 Joseph Thomson, elektroni avastamine ja esimene teaduslik aatomimudel
6 Ernest Rutherfordi katsed ja aatomituuma avastamine
7 Planetaarse aatomimudeli puudused

8 Niels Bohr, tema postulaadid
9 Vesiniku spekter ja Bohri aatomimudel
10 Bohri teooria puudused, kvantmehaanika algus
11 Louis de Broglie ja lainetav elektron
12 Erwin Schrödinger ja Schrödingeri võrrand
13 Elektroni laineomadused, kahe pilu katse

14 Werner Heisenberg, määramatuse printsiip
15 Osakeste jälgimise ja registreerimise meetodid
16 Radioaktiivse kiirguse liikide avastamine
17 Tuumade muundumine, nihkereegel
18 Radioaktiivsed isotoobid
19 Uute elementide süntees

20 Radioaktiivne lagunemine, poolestusaeg
21 Radioaktiivse süsiniku meetod
22 James Chadwick, neutroni avastamine
23 Massidefekt ja seoseenergia
24 Eriseoseenergia ja massiarv
25 Tähtsad ja huvitavad tuumareaktsioonid

26 Ahelreaktsioon ja tuumaenergeetika
27 Tuumarelva loomine
28 Tuumarelva kasutamine
29 Tuumarelvastusega seotud keskkonna- ja sotsiaalprobleemid
30 Termotuumareaktsioonid
31 Tuumasõja võimalikud tagajärjed

32 Tuumaenergeetika ja keskkonnakaitse
33 Õnnetusjuhtumid tuumajaamades
34 Tuumafüüsika rakendused meditsiinis ja tehnikas
35 Ioniseeriva kiirguse allikad
36 Kiirguse mõõtühikud
37 Radioaktiivse kiirguse mõju organismidele

4.3.26

Tilk

Vesi on tõesti imeline.

Mis lugu selle tilgakujulisega on? Noojah, pikk lugu seda juba paari lausega ära ei seleta.

Miks vihmapiisk?

Veeringe ja ilusad pildid vihmapiiskadest (Kookospähkli teaduslabor)

3.3.26

Seebivesi jms

Kes kõnnib mööda vett?

Kes jookseb üle vee? Ilus küll, muusika taktis jne, aga viimase 1,5 sekundiga võib näha, mis tegelikult toimub

Täpsemalt, vee PEAL ta ju ei jookse

Ig Nobel 2013, vee peal kõndimise uuringu eest.

Seebimullidest

Joseph Plateau (1801–1883) ja tema mullimatemaatika

Antimullid

Külm ja veidrad kristallid

Kõige, kõige, kõige... Misiganes inimesed teevad, ikka nad hakkavad võistlema ja rekordeid püsitama.

On ka väga veirdaid lugusid, vaatamine omal vastutusel.

Eiffel Plasterer, mullikunsti vanavanaisa. Mullid teevad, mis Eiffel ütleb 3:30.

Newtoni seaduste kiuste.

Jne

1.3.26

Pinnajõud, pinnaenergia jm imelikku

Hakkme lõpetma, viimaseid kordi vanade sõpradega!

Dianna Cowern, Physics Girl

1. Mismõttes?

2. Kõik katsetama!

3. Las lennata...

Veelkord kosmosejaama, kuidas juua nagu klaasist, peaaegu.

Bruce Yeany, ujuvusest ja mitte ainult vees ehk teistes vedelikes.

27.2.26

Õhu koostis

Kasvuhoonegaasid? Ei saa olla, et kasvuhoonetest nii palju mingit gaasi tuleb, et see miskit ära rikub. Meil polegi neid kasvuhooneid nii palju. See peab ikka miski muu olema, lennukid või sputnikud või midagi sellist. Onju nii, loogiline?