Teistsugune füüsika

 Valikkursus „Teistsugune füüsika”

Selle kursuse õppimise eesmärk on üldistada ja süstematiseerida teadmisi füüsikaliste nähtuste, teooriate kohta, süvendada ja laiendada õppematerjali, arvestades selle taju kättesaadavust ja õpilaste kognitiivseid võimeid.  See kursus koosneb 8 teemast. Õpilastel palutakse uurida nendel teemadel konkreetseid probleeme ja täita aasta teisel poolel 3 ülesannet.

1.Relatiivsusteooria. Relativistlik mõtlemisviis. Absoluutkiiruse printsiibi esitused. Samaaegsusesuhtelisus. Ajavahemike suhtelisus. Pikkuste suhtelisus. Kiiruste liitmine suurte kiiruste korral. Massi sõltuvus kiirusest. Raske ja inertse massi samaväärsus kui üldrelatiivsusteooria alus. Kõvera aegruumi mudel.

2. Soojuskiirgus. Mustkiirguri kiirgusspektri omadused. Stefani-Boltzmanni seadus ja Wieninihkeseadus. Mustkiirguri spektri lühilainelise osa seletamine Plancki kvanthüpoteesi abil.Soojuskiirguse rakendused.

3. Kiirgused ja spektrid. Kiirguse tekkimine, ergastuse eluiga, lainejada. Spontaanne jastimuleeritud kiirgus. Laser. Laserite kasutamine. Kiirgusspekter. Neeldumisspekter.Pidevspekter, joonspekter. Spektraalanalüüs ja selle kasutamine. Infravalgus. Ultravalgus.Röntgenikiirgus, selle saamine ja kasutamine.

4.Aatomid ja nende uurimine. Planetaarne aatomimudel, Bohri mudel ja nüüdisaegne aatomimudel. Valikureeglid kui jäävusseadused. Kvantarvude lubatud väärtused. Keemilisteelementide perioodilisuse süsteem. s-, p-, d- ja f-orbitaalid füüsikas ning keemias. Elektronmikroskoop, tunnelmikroskoop ning aatomjõumikroskoop.

5. Kvantmehaanika. Elektronide difraktsioon, leiulained ja määramatusseos. Lainefunktsioonkvantmehaanikas. Osakeste tunnelleerumine. Kvantmehaanika tõlgendused. Kvantteleportatsioon.

6. Fotoefekt. Punapiir. Einsteini võrrand fotoefekti kohta. Footoni parameetrid. Välis- jasisefotoefekt. Fotoefekti rakendused: päikesepatarei, fotoelement, CCD element. Valguserõhk. Fotokeemilised reaktsioonid

7.Tuumafüüsika. Nukleonid. Tuumajõud. Isotoobid. Massidefekt. Seoseenergia. Eriseoseenergia.Tuumareaktsioonid: sünteesireaktsioon ja lagunemisreaktsioon. Sünteesireaktsioonlooduses ja selle perspektiivid energiatootmisel. Uute raskete elementide süntees. Osakesteeraldumine lagunemisreaktsioonides. Radioaktiivsus. Ahelreaktsioon

8. Radioaktiivsusega kaasnevad kiirgused. Ioniseeriva kiirguse liigid, nende omadused.Radioaktiivse lagunemise seadus. Poolestusaeg. Allika aktiivsus. Kiirguse intensiivsusesõltuvus kaugusest. Looduslikud ja tehislikud kiirgusallikad. Tuumafüüsika meetodidmeditsiinis, arheoloogias ja paleontoloogias. Kiirgusohutuse alused. Isikudoosi piirmäär.

Selle kursuse õppimiseks saadavad ülesanded meili. Kursus sisaldab 3 hindamisülesannet, mis saadetakse igaühele individuaalselt meili teel.