Perustehtävät (301–309)

Tehtävä 301

Ohessa on vedyn energiatasokaavio. Kaaviossa näkyvät perustilan energia sekä neljän ensimmäisen viritystilan energiat.

a) Miten vedyn emissiospektri liittyy sen energiatasokaavioon?

b) Mitä yhtäläisyyksiä on vedyn absorptiospektrillä ja emissiospektrillä?

c) Miten emissio- ja absorptiospektri poikkeavat toisistaan?

d) Millaisissa tilanteissa syntyy vedyn emissiospektri ja millaisissa tilanteissa absorptiospektri?

301

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 302

a) Määritä sellaisen fotonin aallonpituus, joka voi virittää perustilassa olevan vetyatomin toiselle viritystilalle.

b) Millaisia fotoneja voi emittoitua tämän viritystilan purkautuessa?

302

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 303

Alla on vetytäytteisestä kaasupurkausputkesta mitattu spektri näkyvän valon alueella. Määritä vedyn energiatilojen välinen siirtymä, joka synnyttää spektrin voimakkaimman piikin.

303

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 304

Ohessa on osa typen energiatasokaaviota ja mahdollisia siirtymiä tilalta toiselle. Laske aallonpituudet, jotka syntyvät kuvan mukaisissa siirtymissä.

304

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 305

Litiumin ionisaatioenergia on 5,39 eV. Tiedetään, että litiumin emissiospektriin kuuluu viiva, jonka aallonpituus on 671 nm. Spektriviiva syntyy, kun litiumin viritystila purkaantuu perustilaan. Mikä on viritystilan energia, joka tuottaa spektriviivan 671 nm?

305

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 306

Revontulet syntyvät yläilmakehässä, kun Auringosta lähteneet suurienergiaiset hiukkaset vuorovaikuttavat ilmakehän atomien kanssa. Hiukkaset virittävät atomeja, ja viritystilan purkaantuessa syntyy valoa. Revontulien punainen (630,0 nm) ja vihreä (557,7 nm) ovat peräisin happiatomien ja hiukkasten vuorovaikutuksesta.

a) Mitkä ovat niiden kahden energiatilan väliset energiaerot, joista seuraavat revontulien punainen ja vihreä valo?

b) Elektronit virittävät happiatomeja. Elektronit vuorovaikuttavat happiatomien kanssa ja viritystilojen purkaannuttua syntyy vihreää valoa. Mikä on elektronin nopeus, joka saa virittymisen aikaan? Entä jos hiukkanen olisi protoni. Mikä on protonin nopeus?

306

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 307

Vapaan argonatomin ionisaatioenergia on 15,76 eV.

a) Kuinka suuri on sellaisen fotonin aallonpituus, joka voi ionisoida argonatomin?

b) Kuinka suuri on elektronien nopeus, joka voi ionisoida argonatomin?

c) Millainen jännite vähintään tarvitaan elektronien kiihdyttämiseen riittävän suureen nopeuteen?

307

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 308

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Yhdistä oikea valontuottomekanismi (ilmiö tai laite) sen kuvailuun. Valitse seuraavista vaihtoehdoista: fluoresenssi, fosforenssi, hehkulamppu, laser, ledi, loisteputki, neonvalo.

1. Valo syntyy, kun virittynyt elohopea tuottaa UV-alueen fotoneja. UV-alueen fotonit virittävät edelleen ainetta, jonka viritystilojen purkaantuessa syntyy näkyvää valoa.

2. Virittyneet atomit purkaantuvat sopivaenergiaisten fotonien toimesta. Viritystilan purkaantuessa syntyy fotoni, jonka aallonpituus on sama kuin viritystilan purkaantumisen aiheuttaneen fotonin aallonpituus. Tapahtumassa syntyy valoa, joka on samanvaiheista.

3. Valo syntyy, kun tämän jalokaasun viritystilat purkaantuvat. Valon tuottaminen vaatii korkean jännitteen ja samalla syntyy paljon lämpöä. Valolle on tunnusomaista sen punainen väri.

4. Valon tuotto perustuu johtimen lämpenemiseen, kun johtimen läpi kulkee sähkövirta. Valo on valkoista valoa. Suurinosa prosessissa syntyneestä energiasta on lämpöä.

5. Lyhytaallonpituinen valo, esimerkiksi UV-valo, virittää aineen. Viritystilat purkaantuvat asteittain ja viipeellä. Kun viritystilat purkaantuvat, syntyy pidempiaallonpituisempaa valoa, näkyvää valoa.

6. Näkyvää valoa syntyy, kun puolijohteessa elektronit täyttävät puolijohdeaineessa olevia aukkoja. Täyttäessään aukkoja atomi asettuu alempaan tilaan ja vapauttaen samalla fotonin.

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Tehtävä 309

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Mitkä seuraavista valonlähteistä tuottavat viivaspektrin?







Maks. 6 p.

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Tehtävä 310. Luminesenssi

Selvitä ja selitä omin sanoin seuraavat luonnonilmiöt. Missä voit törmätä niihin?

  1. fluoresenssi
  2. fosforesenssi
  3. kemiluminesenssi
  4. bioluminesenssi

Tehtävä 310. Luminesenssi

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.