Az atom felépítése

Az atom és az elektromágneses sugárzás

Alapvető szubatomi részecskék

A protonok száma, a neutronok és az atomok elektronjai meghatározhatók egyszerű szabályok halmazából.

• Az atom magjában lévő protonok száma megegyezik az atomszámmal (Z).
• A semleges atomban lévő elektronok száma megegyezik a protonok számával.
• Az atom tömegszáma (M) megegyezik a magban lévő protonok és neutronok számának összegével.
• A neutronok száma megegyezik az atom (M) és az atomszám (Z) közötti különbséggel.

Példák: Legyen “s határozza meg a protonok, neutronok és elektronok számát a következő izotópokban.

Az elem különböző izotópjai: azonosítva az atom tömegének számával az elem szimbólumának bal felső sarkába. 12C, 13C és 14Care szénatomok (Z = 6), ezért hatprotont tartalmaznak. Ha az atomok semlegesek, akkor hat elektront is tartalmazniuk kell. Ezeknek az izotópoknak az egyetlen különbsége a neutronok száma a magban.

12C: 6 elektron, 6 proton és 6 neutron

13C: 6 elektron, 6 proton és 7 neutron

14C: 6 elektron, 6 proton és 8 neut rons

Elektromágneses sugárzás

Az atomok elektronjainak szerkezetéről sok mindent az matt és az elektromágneses sugárzás különböző formái közötti kölcsönhatás tanulmányozásával nyertünk. rendelkezik mind a részecske, mind a hullám néhány tulajdonságával.

A részecskéknek meghatározott tömege van, és elfoglalják a helyet. A hullámhullám nincs tömeges, és mégis energiát hordoznak, miközben a térben haladnak. Az energiahordozó képességük mellett a hullámoknak négy más jellemző tulajdonságuk is van: sebesség, frekvencia, hullámhossz és amplitúdó. A frekvencia (v) a hullámok (vagy ciklusok) száma időegységenként. Az awave frekvenciáját ciklus / másodperc (s-1) vagy hertz (Hz) egységekben jelentik.

Az alábbi ábrán látható hullám idealizált rajza elmagyarázza az amplitúdó és a hullámhossz meghatározását. A hullámhossz (l) a legkisebb távolság a hullám ismétlődő pontjai között. A hullám amplitúdója a hullám legmagasabb (vagy legalacsonyabb) pontja és a hullám súlypontja közötti távolság.

Ha egy hullám frekvenciáját (v) ciklusokban megszakítjuk, a hullámhosszt (l) pedig méterben mérjük, e két szám szorzatának másodpercenkénti méteregységei vannak. A frekvencia (v) szorzata az awave hullámhosszának (l) szorzata tehát az a sebesség (ek), amely (ek) en a hullám áthalad a térben.

vl = s

Fény és az elektromágneses sugárzás egyéb formái

A fény egy hullám, amely elektromos és mágneses alkatrészek. Ezért az elektromágneses sugárzás egyik formája.

A látható fény a keskeny frekvencia- és hullámhossz-sávot tartalmazza az elektromágneses spektrum azon részében, amelyet a szemünk képes érzékelni. Ez magában foglalja a sugárzást, amelynek hullámhossza körülbelül 400 nm (ibolya) és 700 nm (piros) között van. Mivel éber, a fény hajlik, amikor üvegprizmába kerül. Amikor a fehér fény egy prizmára összpontosul, a különböző hullámhosszúságú fénysugarak különböző mennyiségekkel hajlanak, és a fény átalakul színspektrummá. A spektrum azon oldalától kezdve, ahol a fényt a legkisebb szög hajlítja, a színek vörös, narancssárga, sárga, zöld, kék és lila.

Amint a következő ábrán láthatjuk, az energiahordozó fény növekszik, amikor a láthatósági spektrumon pirosról kékre haladunk.

Mivel az elektromágneses sugárzás hullámhossza akár 40 m, vagy akár 10-5 nm is lehet, a láthatósági spektrum az elektromágneses sugárzás teljes tartományának csak egy kis része.

Az elektromágneses spektrum magában foglalja a rádió- és TV-hullámokat, mikrohullámokat, infravörös, látható fényt, ultraibolyát, röntgensugarakat, g- sugarak és kozmikus sugarak, amint azt a fenti ábra mutatja. Ezek a különböző sugárzási formák mind a fénysebességgel haladnak (c). Ezek azonban különböznek frekvenciájukban és hullámhosszukban. Az elektromágneses sugárzás hullámhosszának és a frekvenciának a szorzata mindig megegyezik a fény sebességével.

vl = c

Ennek eredményeként a hosszú hullámhosszú elektromágneses sugárzásnak alacsony a frekvenciája, és a nagy frekvenciájú sugárzásnak rövid hullámhossza van.