FIZICA ATOMICA__-gia.doc

7/25/2019 FIZICA ATOMICA__-gia.doc

1/21

IZICA ATOMICA

Teoria a avut si are un rolimportant in fizica, dar ea s-a bizuit intotdeauna pe experiment si nueste acceptata decat atunci cand duce la rezultate ce pot fi verificateexperimental! Henry Lipson

Fizica atomic este o ramur a fizicii microscopice ce se ocupcu studiul atomilor ca un sistem izolat de electroni i un nucleuatomic. n principal se studiaz aran area electronilor "n urulnucleului. #e asemenea, se studiaz i procesul prin care aran areaelectronilor se modific. $ceasta include i ionii i atomii neutrii.

Termenul de fizic atomic este cel mai des asociat cufizicanuclear, deoarece "n %eneral atomic i nuclear sunt sinonime pentruma oritatea popula iei. &peciali tii fizicieni diferen iaz fizicaatomic i fizica nuclear. n cazul fizicii nucleare se studiaz strictnumai nucleul atomului.

I. SPECTREII. EXPERIMENTUL RUTHERFORD ( MODELUL

PLANETAR AL ATOMULUI)III. EXPERIMENTUL FRANCK-HERTZIV. MODELUL BOHR V. ATOMUL CU MAI MULTI ELECTRONIVI. RADIATIILE XVII. EFECTUL LASER
http://ro.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_atomic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_atomic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_atomic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fizica_atomic%C4%83


2/21

$cum dezbatem fiecare problema'

I SPECTRE&tudiile experimentale le%ate de absorbtia si emisia radiatiei

electroma%netice de catre atomii diferitelor elemente c(imice au avutun rol fundamental in procesul de elucidare treptata a structuriiatomilor. )nre%istrarea radiatiei emisa de atomii diferitelor elementeaflate in stare de vapori sau in stare %azoasa, a condus la concluziaca aceasta radiatie nu este continua, in sensul ca nu contine undeelectroma%netice cu toate lun%imile de unda cuprinse intr-un anumit

domeniu, suficient de lar%, ci consta din linii spectrale in%uste,corespunzatoare unor lun%imi de unda , bine determinate *fi%.+ . &-a stabilit treptat ca fiecare element prezinta un spectru propriu de linii,care se poate obtine prin excitarea atomilor elementului respectiv intr-o descarcare electrica in %aze, ca de exemplu descarcarea in arc.

Trebuie subliniat ca o linie spectrala cu lun%imea de unda nu esteri%uros monocromatica, ci contine unde electroma%netice de diferitelun%imi de unda, %upate in urul unei valori pentru careintensitatea a liniei respective are valoarea maxima.


3/21

xperimentele arata ca spectrele atomice sunt foartecomplicate, si analiza lor impune efectuarea unor masuratorilaborioase privind lun%imile de unda si respectiv intensitatile alediferitelor linii spectrale. )n urma efectuarii unor astfel de masuratoride catre mai multe colective de cercetare din intrea%a lume, s-a a unsca in a doua umatate a secolului al ) -lea sa se dispuna de unmaterial experimental suficient de mare cu privire la spectrele deemisie si de absorbtie ale atomilor diferitelor elemente.

/rin spectrul unei radiatii se intele%eansamblul lun%imilor de undasau al frecventelor ale undelor electroma%netice monocromatice carealcatuiesc radiatia respectiva, cu precizareaintensitatilor corespunzatoare fiecarei lun%imide unda.

Totalitatea undelor electroma%neticemonocromatice emise de o sursa oarecare si inre%istrate astfel incatintre sursa si instrumentul spectral utilizat se afla un mediutransparent, formeazaspectrul de emisie al sursei respective.&pectrele de emisie pot ficontinue saudiscontinue *discrete . )ntr-unspectru continuu radiatia electroma%netica inre%istrata despectrometru contine unde electroma%netice avand toate lun%imile deunda cuprinse intr-un interval lar% de lun%imi de unda, ca de exempluradiatia emisa de un corp solid aflat in stare de incandescenta *fi%.0 .)ntr-un spectru discontinuu *sau discret - de linii sau benzi apar numai anumite lun%imi de unda, sub forma deradiatiemonocromatica , sau sub forma de benzi mult mai in%uste decat incazul unui spectru continuu.

$nsamblul lun%imilor de unda ale radiatiilor monocromaticeincidente, absorbite total sau partial de catre mediul considerat,constituiespectrul de absorbtie al mediului considerat.


4/21

#eosebit de important este faptul ca spectrele de emisie sirespectiv de absorbtie caracterizeaza in mod univoc o specie deatomi sau molecule. 1u este posibil ca substante constituite din atomisau molecule diferite sa prezinte spectre identice de absorbtie sau

emisie. #e aici rezulta ca prin cunoasterea in detaliu a spectrelor deemisie si respectiv absorbtie pentru fiecare specie de atomi saumolecule se permite analiza spectrala a compozitiei diferitelor substante, iar acest fapt ce prezinta o importanta practica deosebita,./robabil ca urmarind aceasta latura aplicativa, s-au depus eforturisustinute in scopul stabilirii proprietatilor spectrale de emisie siabsorbtie ale atomilor diferitelor elemente.

lementul cu atomul cel mai simplu, (idro%enul, a fost intensstudiat din punctul de vedere al spectrelor de emisie si absorbtie.)nitial cercetarile se limitau la inre%istrarea diferitelor linii spectrale,masurandu-se cat mai precis lun%imile de unda si intensitatileale liniilor respective. /ana in anul +223 nu se intrevedea nici o bazaexperimentala care sa conduca la calculul cu a utorul unei formule adiferitelor lun%imi de unda .

)n anul +223 fizicianul elvetian 4o(ann )a5ob 6almer *+203-+223 a reusit sa stabileasca o formula empirica care a permiscalculul lun%imilor de unda pentru toate liniile spectrale alspectrului de emisie al atomului de (idro%en, in domeniul vizibil*7288-9:88 ; .+ sub forma.0

unde se numeste numar de unda .


5/21

)ntroducand constanta lui =ydber%.7

formula *>.0 capata forma

si este cunoscuta sub denumirea deformula lui Balmer .

$nsamblul liniilor spectrale ale caror lun%imi de unda *saunumere de unda pot fi calculate cu a utorul unei formule adecvate,formeaza oserie spectrala . Liniile spectrale ale caror lun%imi de undapot fi calculate utilizand formula *>.? pentruformeazaseria Balmer a atomului de (idro%en.

@ai tarziu au fost descoperite si alte serii spectrale ale atomuluide (idro%en, in domeniile ultraviolet si infrarosu. $cestea au primitnumele cercetatorilor care le-au identificat pentru prima data. &-astabilit ca toate liniile spectrale ale seriilor atomului de (idro%en pot fiscrise sub forma.3

unde este un numar intre% ce ia o valoare data pentru fiecare seriespectrala, astfel de exemplu pentru seria 6almer .

Anei valori a lui ii corespunde o anumita serie spectrala, intimp ce fiecare dintre valorile pe care le poate lua in interiorul uneiserii spectrale precizate defineste o linie spectrala in cadrul serieirespective. /entru atomul de (idro%en se cunosc urmatoarele seriispectrale, descoperite in anii indicati in paranteze< +. &eria Lyman

*+>83 , situata in domeniul ultraviolet< B0. &eria 6almer *+223 , situata in domeniul vizibil82 , in domeniul infrarosu< B


6/21

?. &eria 6rac5et *+>00 , in domeniul infrarosumediu< B

3. &eria /fund *+>0? , in domeniul infrarosuindepartat< B

:. &eria=itz *+>0? , in infrarosu foarte indepartat.3 . Toate incercarile efectuate in acest sens, respectand cadrulfizicii clasice, au ramas fara rezultat.

,

&pectometrul radiatiilor electroma%netice al unui element instare atomica sau moleculara se obtine intr-un aparat spectral*spectroscop sau spectro%raf cu prisma ori cu retea si consta dintr-osuccesiune de ima%ini ale fantei de intrare formate de radiatiilemonocromatice componente, numite linii si benzi spectrale. $cesteacorespund tranzitiilor electronilor intre nivelele ener%etice ale atomilor sau moleculelor.

&pectometrul este un aparat spectral cu receptori fotoelectrici*celule fotoelectrice care masoara intensitatea componentelormonocromatice ale spectrului radiatiilor electroma%netice *obiectullunetei spectroscopului proiecteaza radiatiile pe receptorulfotosensibil

&pecto%raful este un spectroscop modificat pentru inre%istrareafoto%rafica a spectrelor radiatiilor din domeniile< infrarosu, vizibil,


7/21

ultraviolet, radiatiile . /entru radiatiile ultraviolete, prisma si lentilelesunt din cuart, pentru radiatiile infrarosii prismele sunt din clorura desodiu, iar pentru radiatiile prismele sunt din cristale de beriliu, alecaror retele cristaline produc spectre de difractie.

II .EXPERIMENTUL RUTHER ORD( MODELUL PLANETAR AL ATOMULUI) nfizica, mprtierea Rutherford este un fenomen care a fost explicatde rnest =ut(erford "n +>8>C+D, Ei a condus la dezvoltarea teorieiorbitale a atomului. $cesta este acum exploatat de materiale deanaliz te(nic bac5scatterin% =ut(erford. =ut(erford "mprEtiereaeste, de asemenea, uneori men ionat ca mprtiereaCoulomb, deoarece se bazeaz pe statice electrice *Goulombfor ele. An proces similar cercetat interiorul nucleelor "n +>:8, numit "mprEtierea profund inelastic.

Ernest Rutherford public teoria atomic descrie atomul ca av ndun nucleu central pozitiv "ncon urat de electroni ne%ativi orbita. $cestmodel a su%erat c cea mai mare din masa atomului a fost con inute

"n nucleul mic, Ei c restul a atomului a fost cea mai mare partespa iu %ol. =ut(erford a a uns la aceast concluzie "n urma

rezultatelor sale experiment celebru folie de aur. $cest experiment aimplicat de ardere a particulelor radioactive prin intermediul unor foliisubtiri de metal minu ios *"n special aur Ei s le detecteze folosind

ecrane acoperite cu sulfura de zinc *un scintilator . =ut(erford aconstatat c, deEi marea ma oritate a particulelor a trecut direct prinfolie de aproximativ + din 2888 s-au deformat conduc ndu-l la teoria

sa c cea mai mare a atomului a fost fcut din Ispa iu %olI.

III . EXPERIMENTUL RANCK-HERTZ

Experimentul Franck-Hertz a fost un experiment fizic care afurnizat suport pentrumodelul 6o(r al atomului, un precursoralmecanicii cuantice. n+>+?, fizicienii %ermani4amesFranc5 i Justav LudKi% Hertz au "ncercat s probeze experimental
http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Modelul_Bohr_al_atomului&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Mecanic%C4%83_cuantic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1914http://ro.wikipedia.org/wiki/James_Franckhttp://ro.wikipedia.org/wiki/James_Franckhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gustav_Ludwig_Hertzhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Modelul_Bohr_al_atomului&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Mecanic%C4%83_cuantic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1914http://ro.wikipedia.org/wiki/James_Franckhttp://ro.wikipedia.org/wiki/James_Franckhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gustav_Ludwig_Hertz


8/21

nivelele ener%etice aleatomului. $stzi celebrul experiment Franc5-Hertz a adus dovada experimental a modelului atomului propusde 1iels 6o(r , cu electroni orbit ndnucleul cu niveluri discretespecificate de ener%ie. Franc5 i Hertz au primit/remiul 1obel pentru

Fizic "n+>03 pentru acest experiment.xperimentul Franc5-Hertz a confirmat modelul cuantizat al lui6o(r pentru atom, demonstr nd c atomii pot s absoarbe sau scedeze ener%ie doar "n anumite cuante.

xpreimentul clasic implica un tub cu %az la presiune oas, dotat cutrei electrozi< uncatodcare emiteelectroni, o %ril pentru accelerare, i unanod. $nodul era inut la unpoten ial electric u or ne%ativrelativ la %ril *de i pozitiv fa de cel al catodului , astfel "nc telectronii s aib oener%ie cinetic mic dup trecerea de %ril.

)nstrumentele au fost calibrate pentru a msura curentul electricdintre cei doi electroni, i a a ustadiferen a depoten ial dintrecatod *electrodul ne%ativ i %rila de accelerare.

La diferene de poten ial reduse p n la ?,> vol i c nd tubulcon inea vapori demercur - curentul prin tub cre tea constant cucre terea diferenei de poten ial. Tensiunea mai ridicatmrea c mpul electric din tub i electronii erau atra i cu for maimare spre i prin %rila de accelerare.

La ?,> vol i curentul scade brusc, aproape p n la zero.Gurentul cre te constant din nou dac tensiunea este crescut

mai mult, p n se a un%e la >,2 vol i *exact ?,>M?,> vol i .La >,2 vol i se observ o cdere brusc similar. $ceast serie de cderi ale curentului din ?,> "n ?,> vol i

continu vizibil p n la poten iale de cel pu in +88 de vol i.

Franc5 i Hertz i-au explicat experimentul "n termeni deciocnireelastic i inelastic. La poten iale sczute, electronii accelera icptau doar o cantitate modest de ener%ie cinetic. La "nt lnireaatomilor de mercur din tub, ei participau la ciocniri pur elastice. $ceasta se datoreaz predic iei mecanicii cuantice c un atom nupoate absorbi ener%ie p n c nd ener%ia de coliziune dep e te ceanecesar pentru a ridica un electron la o stare de ener%ie superioar.Gu coliziuni pur elastice, cantitatea total de ener%ie cinetic dinsistem rm ne aceea i. #eoarece electronii au mas de peste o mie
http://ro.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Nucleu_atomichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Premiul_Nobel_pentru_Fizic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Premiul_Nobel_pentru_Fizic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1925http://ro.wikipedia.org/wiki/Catodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Anodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Poten%C8%9Bial_electrichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Poten%C8%9Bial_electrichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Poten%C8%9Bial_electrichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Catodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Mercurhttp://ro.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mpul_electrichttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_elastic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_elastic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_inelastic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Nucleu_atomichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Premiul_Nobel_pentru_Fizic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Premiul_Nobel_pentru_Fizic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1925http://ro.wikipedia.org/wiki/Catodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Anodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Poten%C8%9Bial_electrichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Catodhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Mercurhttp://ro.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mpul_electrichttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_elastic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_elastic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciocnire_inelastic%C4%83&action=edit&redlink=1


9/21

de ori mai mic dec t cei mai u ori atomi, "nseamn c electroniide in marea ma oritate a acelei ener%ii cinetice. /oten ialele mai "nalte servesc pentru a aduce mai mul i electroni prin %ril spre anod i a mri curentul msurat, p n c nd poten ialul de accelerare

a un%e la ?,> vol i.xcitarea electronic cu cea mai mic ener%ie "n care poateparticipa un atom de mercur necesit ?,>electron-vol i *eN . G ndpoten ialul de accelerare a un%e la ?,> vol i, fiecare electron liber areexact ?,> eN ener%ie cinetic *peste ener%ia sa de repaus la aceatemperatur c nd a un%e la %ril. n consecin , o coliziune "ntre unatom de mercur i un electron liber la acel punct poate fi inelastic,adic ener%ia cinetic a unui electron liber poate fi convertit "nener%ie poten ial prin cre terea nivelului de ener%ie al unui electron

le%at de un atom de mercur< aceasta se nume te excitarea atomuluide mercur. /ierz ndu- i astfel toat ener%ia cinetic acumulat,electronul liber nu mai poate dep i diferen a de poten ial u orne%ativ dintre %ril i anod, iar curentul msurat scade astfel brusc.

Gu cre terea tensiunii, electronii vor participa la o ciocnireinelastic, vor pierde ?,> eN, dar vor continua s fie accelera i. nacest fel, curentul cre te din nou dup ce poten ialul de acceleraredep e te ?,> N. La >,2 N, situa ia se sc(imb din nou. $colo, fiecareelectron are at ta ener%ie c t s poat participa ladou ciocniri

inelastice, s excite doi atomi de mercur, i apoi s rm n frener%ie cinetic. #in nou, curentul observat scade. La intervale de?,> vol i acest proces se repetB de fiecare dat, electronii sufer "nc o ciocnire inelastic.

III MODELUL BOHR

odelul atomic !ohr este primul model de naturcuantic alatomului i a fost introdus "n anul+>+7 de ctre fizicianul danez1iels6o(r . $cest model preia modelul planetar al luirnest =ut(erford i "iaplicteoria cuantelor . #e i ipotezele introduse de ctre 6o(r suntde natur cuantic, calculele efective ale mrimilor specifice atomuluisunt pur clasice, modelul fiind, de fapt, semi-cuantic. @odelul lui 6o(r este aplicabil ionilor (idro%enoizi *HeM, LiM0, 6eM7, etc, adic ionii careau un sin%ur electron "n c mpul desarcin efectiv a nucleului .
http://ro.wikipedia.org/wiki/Electronvolthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronvolthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronvolthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fizic%C4%83_cuantic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1913http://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ipoteza_lui_Planck&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Sarcin%C4%83_efectiv%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Electronvolthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fizic%C4%83_cuantic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/1913http://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ipoteza_lui_Planck&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Sarcin%C4%83_efectiv%C4%83&action=edit&redlink=1


10/21

"ostulatele lui !ohr

@odelul atomic al lui 6o(r se bazeaz pe dou postulate>.9>05mOs in vid. Lun%imea si frecventa undeleor electroma%netice sunt importante in determinarea efectului termic, alvizibilitatii, al penetrarii si a altor caracteristici.


17/21

=adiatiile sunt radiatii electroma%netice penetrante, cu lun%ime deunda mai scurta decat a luminii si rezulta prin bombardarea unei tintede tun%sten cu electroni cu viteza mare. $u fost descoperite

intamplator in anul +2>3 de fizicianul %erman Yil(em Gonrad=oent%en, in timp ce facea experimente de descarcari electrice intuburi vidate, respectiv el a observat ca din locul unde razele catodicecadeau pe sticla tubului razbeau in exterior raze cu insusiri deosebiteBaceste raze strabateau corpurile, impresionau placutele "#$#%&'" ce e$c.

l le-a numit raze deoarece natura lor era necunoscuta. Alterior aufost numite raze *radiatii =oent%en, in cinstea fizicianului care le-adescoperit.Natura radiatiilor X

=adiatiile sunt radiatii electroma%netice cu o putere de penetrareindirect proportionala cu lun%imea de unda. Gu cat lun%imea de undaeste mai mica, cu atat puterea de penetrare este mai mare. =azelemai lun%i, apropiate de banda razelor ultraviolete sunt cunoscute subdenumirea de radiatii moi. =azele mai scurte , apropiate de radiatiile%ama, se numesc raze x dure.

=adiatiile se produc cand electronii cu viteza mare lovesc un obiectmaterial. U mare parte din ener%ia electronilor se transforma incaldura iar restul se transforma in raze x, producand modificari inatomii tintei, ca rezultat al impactului.

=adiatia emisa nu este monocromatica ci este compusa dintr-o %amalar%a de lun%imi de unda.

/rimul tub care a produs raze a fost conceput de fizicianul YilliamGroo5es. Gu un tub de sticla partial vidat, continand doi electrozi princare trece curent electric. Ga rezultat al ionizarii, ionii pozitivi lovesc

catodul si provoaca iesirea electronilor din catod. $cesti electroni, subforma unui fascicul de raze catodice, bombardeaza peretii de sticla aitubului si rezulta razele . $cest tub produce numai raze moi, cuener%ie scazuta.

An tub catodic imbunatatit, prin introducerea unui catod curbat pentrufocalizarea fasciculului de electroni pe o tinta din metal %reu, numita


18/21

anod, produce raze mai dure, cu lun%imi de unda mai scurte siener%ie mai mare. =azele produse, depind de presiunea %azuluidin tub.

Armatoarea imbunatatire a fost realizata de Yilliam #avid Goolid%e in+>+7 prin inventarea tubului de raze cu catod incalzit. Tubul estevacuumat iar catodul emite electroni prin incalzire cu un curentelectric auxiliar. Gauza emiterii electronilor nu este bombardarea cuioni, ca in cazurile precedente. $ccelerarea procesului de emitere aelectronilor se face prin aplicarea unui current electric de inaltatensiune, prin tub. Gu cat creste volta ul, scade lun%imea de unda aradiatiei.

Fizicianul american $rt(ur Holly Gompton *+2>0 Z +>:0 , laureat al/remiului 1obel, prin studiile sale a descoperit asa numitul effectGompton in anul +>00. Teoria sa demonstreaza ca lun%imile de undaale radiatiilor si %ama cresc atunci cand fotonii care le formeaza seciocnesc de electroni. Fenomenul demonstreaza si naturacorpusculara a razelor .

"roprietatile radiatiilor (

=adiatiille impresioneaza solutia foto%rafica, ca si lumina. $bsorbtiaradiatiilor depinde de densitatea si de %reutatea atomica. Gu cat%reutatea atomica este mai mica, materialul este mai usor patruns derazele . Gand corpul uman este expus la radiatiii , oasele, cu%reutate atomica mai mare decat carnea, absorb in mai mare masuraradiatiile si

apar umbre mai pronuntate pe film. =adiatiile cu neutroni se folosescin anumite tipuri de radioa%rafii, cu rezultate total opuse< partileintunecate de pe film sunt cele mai usoare.

=adiatiile provoaca fluorescenta anumitor materiale, cum ar fiplatinocianidul de bariu si sulfura de zinc. #aca filmul foto%rafic esteinlocuit cu un ecran tratat cu un asemenea material, structuraobiectelor opace poate fi observata direct. $ceasta te(nica senumeste fluoroscopie.


19/21

$lta caracteristica importanta este puterea de ionizare, care depindede lun%imea de unda. Gapacitatea razelor monocromatice de aioniza, este direct proportionala cu ener%ia lor. $ceasta proprietate neofera o metoda de masurare a ener%iei razelor . Gand razele trec

printr-o camera de ionizare, se produce un curent electricproportional cu ener%ia fasciculului incidental. #e asemenea, datoritacapacitatii de ionizare, razele pot fi vazute intr-un nor. $lteproprietati< difractia, efectul fotoelectric, efectul Gompton si altele.

%plicatiile radiatiilor (

/rincipalele utilizari< cercetari stiintifice, industrie, medicina.

&tudiul radiatiilor a ucat un rol vital in fizica, in special indezvoltarea mecanicii cuantice. Ga mi loc de cercetare, radiatiile aupermis fizicienilor sa confirme experimental teoria cristalo%rafiei.Folosind metoda difractiei, substantele cristaline pot fi identificate sistructura lor determinate. @etoda poate fi aplicata si la pulberi, carenu au structura cristalina, dar o structura moleculara re%ulata. /rinaceste mi loace se pot identifica compusi c(imici si se poate stabilimarimea particulelor ultramicroscopice. /rin spectroscopie cu raxe se pot identifica elementele c(imice si izotopii lor. )n afara deaplicatiile din fizica, c(imie, mineralo%ie, metalur%ie si biolo%ie, razele

se utilizeaza si in industrie, pentru testarea nedestructiva a unor alia e metalice. /entru asemenea radio%rafii se utilizeaza Gobalt :8 siGaesium +79.

#e asemenea prin radiatii se testeaza anumite faze de productie sise elimina defectele. =azele ultramoi se folosesc in determinareaautenticitatii unor lucrari de arta sau la restaurarea unor picturi. )nmedicina, radio%rafele sau fluoroscoapele sunt mi loace dedia%nosticare. )n radiotarapie se utilizeaza in tratamentul cancerului. $paratul computerizat, tomo%raful axial *scanner G$T sau GT a fostinventat in +>90 de in%inerul eletronist Jodfrey Hounsfield si a fostpus in aplicare pe scara lar%a dupa anul +>9>.

VII. EFECTUL LASER


20/21

#ispozitivele electronice numite lasere produc o forma speciala delumina. le pot suda tesuturi, pot transmite pro%ramele TN princabluri optice si pot %(ida proiectile la tintele lor cu o precizieincredibila.

Lumina alba, provenita de la soare sau de la un bec electric obisnuit,creeaza impresia ca ar fi aproape pura. #ar acest fapt este departede a fi adevarat. Lumina este o forma de radiatie in unde, iar luminaalba contine un amestec de radiatii de diferite lun%imi de unda.Nazuta separat, fiecare lun%ime de unda da o senzatie diferita deculoare. #ar amestecul de raze din lumina solara pare alb. Aneorirazele de diferite lun%imi de unda din lumina alba sunt separate, candlumina soarelui bate pe picaturi de ploaie. )n acele momente putemvedea culorile componente ale luminii albe sub forma unui curcubeu.

Lumina in care toate undele au aceeasi lun%ime are o culoaredistincta si poate fi considerata pura. )n lumina colorata, obisnuita,undele se ridica si coboara in timpuri diferite si se spune ca luminaeste incoerenta. An laser emite lumina de o sin%ura lun%ime de unda,in asa fel incat ea sa fie coerenta Z toate undele se ridica si coboarain acelasi timp. $cesta este faptul care confera luminii laser proprietatile sale deosebite.

Lumina incoerenta se imprastie intotdeauna pe masura ce seindeparteaza de sursa ei. $stfel intensitatea sa scade, treptat, o datacu distanta. Lumina coerenta nu se imprastie aproape deloc, astfelincat un fascicul subtire de lumina, provenit de la un laser, poate fitransmis pe o distanta foarte mare cu o pierdere de ener%ie foartemica. #e aceea, un fascicul laser puternic ar putea fi folosit dreptarma Z [raza mortala\ din povestirile science fiction.

Atilizarile pasnice ale laserelor depasesc numeric aplicatiile lor militare. #atorita faptului ca o cantitate mare de ener%ie poate fi

concentrata intr-un fascicul subtire, lumina laser poate fi folosita lataierea si sudarea metalelor. &e practica operatii spectaculoase incare fascicule extrem de fine de lumina laser sunt tot mai mult folositepentru taierea tesuturilor umane. )nstrumente de taiat obisnuitenecesita sterilizare si se tocesc repede. $ceste inconveniente sunteliminate prin folosirea unui fascicul laser, care in plus mai areavanta ul ca reduce (emora%ia, deoarece caldura sa tinde sa inc(ida


21/21

tesuturile taiate. $lte utilizari medicale ale luminii laser suntprevenirea (emora%iei in ulcerele %astrice su sudarea retineidesprinse la fundul oc(iului.

$semenea undelor radio %enerate la posturile de emisie, undele delumina emise de laser pot [transmite\ semnale de radio, deteleviziune si altele. Fasciculele laser care transmit semnale suntconduse prin cabla e din fibre optice. 1umele de laser rezuma felul incare functioneaza acesta, laser fiind prescurtareapentru ) i%(t%mplification by* timulatedEmission ofRadiation*$mplificarea Luminii prin misie &timulata a =adiatiei

Lumina este o forma de radiatie electroma%netica ce se produceatunci cand electronii care se rotesc in urul nucleului unui atom

cedeaza o parte din ener%ia lor. lectronii pot sa se in anumite zonedistincte si emit ener%ie daca trec dintr-o exterioara, de ener%ie maimare, pe o orbita interioara, de ener%ie mai mica. )ntai electroniitrebuie excitati, adica trebuie sa primeasca ener%ie in plus. $ceastase poate face pe mai multe cai, cum ar fi incalzirea substantei,suprapunerea sa la un camp electric intens sau bombardarea sa cuun curent de electroni liberi.

Gand electronii sunt excitati, ei absorb ener%ie si sar pe orbiteexterioare. #e obicei ei revin la intamplare la orbita lor interioara. )nacest proces, fiecare electron emite o particula de ener%ie luminoasanumita foton. /roducerea luminii are loc, in mod normal, in acest fel sise numeste emisie spontana.

)n cazul laserului, electronii excitati dintr-un solid sau %az suntbombardati cu fotoni. $cest fapt determina trecerea electronilor peorbite de ener%ie mai mica si o emisie de fotoni. $cest proces senumeste emisie stimulata. Fiecare foton emis sa deplaseaza inacelasi timp, sau coerent, cu fotonul care a stimulat emisia sa.

$ceasta perec(e poate sa stimuleze apoi emisia altor fotoni de catreorice alt electron cu care se ciocneste. La un laser, ma oritateaelectronilor prezenti sunt in stare excitata si acest fapt asi%uracresterea rapida sau amplificarea numarului de fotoni prin stimulareasuccesiva a electronilor excitati. =ezultatul este un fascicul intens delumina coerenta.

Documents

FIZICA ATOMICA__-gia.doc