TheAtom a elektromagnetické záření
Základní subatomické částice
| částice | Symbol | Charge | Mass | |
| elektron | e- | -1 | 0,0005486 amu | |
| proton | p + | +1 | 1.007276 amu | |
| neutron | no | 0 | 1.008665 amu | |
Počet protonů, lze určit neutrony a elektrony v atomu ze souboru jednoduchých pravidel.
- Počet protonů v jádru atomu se rovná atomovému číslu (Z).
- Počet elektronů v neutrálním atomu se rovná počtu protonů.
- Hmotnostní číslo atomu (M) se rovná součtu počtu protonů a neutronů v jádře.
- Počet neutronů se rovná rozdílu mezi hmotnostním číslem atomu (M) a atomovým číslem (Z).
Příklady: Pojďme určit počet protonů, neutronů a elektronů v následujících izotopech.
| 12C | 13C | 14C | 14N |
Různé izotopy prvku jsou identifikováno zapsáním hmotnostního čísla atomu do levého horního rohu symbolu prvku. 12C, 13C a 14Care izotopy uhlíku (Z = 6), a proto obsahují šest protonů. Pokud jsou atomy neutrální, musí také obsahovat šestelektronů. Jediným rozdílem mezi těmito izotopy je počet neutronů v jádře.
12C: 6 elektronů, 6 protonů a 6 neutronů
13C: 6 elektronů, 6 protonů a 7 neutronů
14C: 6 elektronů, 6 protonů a 8 neutrálních rons
Cvičení Problém 1:
Vypočítejte počet elektronů v iontech Cl- a Fe3 +.
Kliknutím sem zkontrolujete svou odpověď na praktický problém 1
Elektromagnetické záření
Mnoho toho, co je známo o struktuře elektronů v atomu, bylo získáno studiem interakce mezi hmotou a různými formami elektromagnetického záření. má některé vlastnosti jak částice, tak vlny.
Částice mají určitou hmotnost a zabírají prostor. Vlny nemají žádnou hmotu a přesto přenášejí energii, když cestují vesmírem. Kromě své schopnosti nést energii mají vlny další čtyři charakteristické vlastnosti: rychlost, frekvenci, vlnovou délku a amplitudu. Frekvence (v) je pak počet vln (nebo cyklů) za jednotku času. Frekvence vlnění se udává v jednotkách cyklů za sekundu (s-1) nebo hertzích (Hz).
Idealizovaný výkres vlny na obrázku níže ilustruje definice amplitudy a vlnové délky. Vlnová délka (l) je nejmenší vzdálenost mezi opakujícími se body na vlně. Amplituda vlny je vzdálenost mezi nejvyšším (nebo nejnižším) bodem vlny a těžištěm vlny.
Pokud měříme frekvenci (v) vlny v cyklech za perdruhu a vlnovou délku (l) v metrech, součin těchto dvou čísel má jednotky metrů za sekundu. Produktem frekvence (v) krát vlnová délka (l) vlny je tedy rychlost (rychlosti), při které vlna prochází prostorem.
vl = s
Cvičení Problém 2:
Jaká je rychlost vlny, která má vlnovou délku 1 metr a frekvence 60 cyklů za sekundu?
Kliknutím sem zkontrolujete odpověď na cvičný problém 2
Cvičení Problém 3:
Orchestry ve Spojených státech ladí své nástroje na „A“, které má frekvenci 440 cyklů za sekundu, nebo 440 Hz. Pokud je rychlost zvuku 1116 stop za sekundu, jaká je vlnová délka této noty?
Kliknutím sem zkontrolujete odpověď na cvičný problém 3
Kliknutím sem zobrazíte řešení cvičného problému 3
Světlo a jiné formy elektromagnetického záření
Světlo je vlna s elektrickým i magnetické komponenty. Jedná se tedy o formu elektromagnetického záření.
Viditelné světlo obsahuje úzké pásmo frekvencí a vlnových délek v části elektromagnetického spektra, které mohou detekovat naše oči. Zahrnuje záření s vlnovými délkami mezi přibližně 400 nm (fialová) a 700 nm (červená). Protože je to úžasné, světlo se ohne, když vstoupí do skleněného hranolu. Když je bílé světlo zaměřeno na hranol, světelné paprsky různých vlnových délek se ohýbají různými množstvími a světlo se transformuje do spektra barev. Počínaje stranou spektra, kde je světlo ohnuté nejmenším úhlem, jsou barvy červené, oranžové, žluté, zelené, modré a fialové.
Jak je patrné z následujícího diagramu, energie přenášeného světla se zvyšuje, jak přecházíme z červeného na modré přes viditelné spektrum.
Protože vlnová délka elektromagnetického záření může být až 40 m nebo krátká 10-5 nm, je viditelné spektrum jen malá část z celkového rozsahu elektromagnetického záření.
Elektromagnetické spektrum zahrnuje rádiové a televizní vlny, mikrovlny, infračervené záření, viditelné světlo, ultrafialové záření, rentgenové záření, g- paprsky a kosmické paprsky, jak je znázorněno na obrázku výše. Všechny tyto různé formy záření se pohybují rychlostí světla (c). Liší se však ve svých frekvencích a vlnových délkách. Produkt frekvence o vlnové délce elektromagnetického záření se vždy rovná rychlosti světla.
vl = c
Výsledkem je, že elektromagnetické záření, které má dlouhou vlnovou délku, má nízkou frekvenci, a záření s vysokou frekvencí má krátkou vlnovou délku.
Cvičení Problém 4:
Vypočítejte frekvenci červeného světla, které má vlnovou délku 700,0 nm, pokud je rychlost světla 2,998 x 108 m / s.
Kliknutím sem zkontrolujete odpověď na cvičný problém 4
Kliknutím sem zobrazíte řešení cvičného problému 4