20. Omów zasadę nieoznaczoności Heisenberga. Iloczyn nieoznaczoności rzutu pędu cząstki na daną oś określa współ. ∆px, nieoznaczoności współrzędnej cząstki mierzonej w kierunku tej osi ∆x nie może być mniejsza od stałej Plancka. ђ=h/2П, ∆px*∆x≥ђ/:m→∆Vx∆x=ђ/m - im dokładniej określona jest prędkość cząstki w kierunku osi x tym większa jest nieoznaczoność ∆x jej współrzędnej mierzonej w tym kierunku. Wynikające z niej ograniczenia odnośnie równoczesnego określania współrzędnych współrzędnych pędu mikrocząsteczki w żadnej mierze nie zależą od dokładności używanych przyrządów pomiarowych lecz uwarunkowane są prze naturę tych cząstek.
22. Co to są orbitale atomowe Orbital- część konfiguracyjna funkcji falowej opisująca geometryczny kształt chmury elektronu określona przez 3 liczby kwantowe Elektrony traktuje się jako chmurę prawdopodobieństwa znalezienia ładunku elektronowego w przestrzeni wokół jądra. Ruch tak określonych elektronów wykazuje cechy kojarzące się z ruchem kuli po orbicie (ma realny moment pędu orbitalnego). Moment pędu elektronu jest kwantowany i wynosi √[l(l+1)h], gdzie orbitalna liczba kwantowa l 0,1...n-1. Na orbicie o głównej liczbie kwantowej n=1 orbitalna liczba kwantowa l=0; n=2, l=0,1 l=0(s) 1(p) 2(d) 3(f) 4(g)-orbitale atomowe.
23. Omów zjawisko absorpcji przez cząstki. Światło przechodzące przez ośrodek materii ulega osłabieniu l=l0e-μx. Osłabienie wiązki światła przechodzącego przez warstwę pochłaniającą wywołane jest przez absorpcje i rozproszenie. Energia świetlna absorbowana zamieniona zostaje na ciepło, energie chemiczną lub elektryczna. Jeżeli strumień świetlny o l0 pada na substancję to część jego energii może ulec odbiciu, rozproszeniu, absorpcji, a reszta l0=l1+l2+l3+l, -dl=μcdl, -dl/l=μcdl, ∫ll0-dl/l=∫0lμcdl, l=l0e-μcl-natężenie światła przechodzącego przez roztwór substancji absorbującej; zależy od natężenia światła padającego, stężenia, grubości warstwy i współ. absorpcji. lgl=lgl0-μcllge, lgl0/l=μcllge, lgl0/l=A- absorpcja, μlge=ε- molowy współczynnik absorpcji, A=εcl. Pod wpływem kwantów światła ulegają zmianie energie elektronów П i δ cząstki Ee, Eosc, Erot.
E1-enrgia jaką ma cząstka po pochłonięciu kwantu energii (stan wzbudzony) E1=E0+hυ. Najbardziej długofalowe pasmo absorpcji danej substancji odpowiada przejściu cząstek z E0 do E1.
25. Omów zjawisko fluorescencji cząsteczek. Fluorescencja-emisja światła wywołana przez naświetlanie. Nadwyżka promieniowania badanego ciała ponad jego promieniowanie termiczne. Widmo fluoresc. par i gazów niecałkowicie zdysocjowanych na poszczególne atomy składa się z pasm o wyraźnej strukturze liniowej i pasm ciągłych. Wg prawa Stokesa długość fali świetlnej fluoresc. Nie jest mniejsza niż dł. Fali światła pochłanianego hυe <=hυ0, gdzie υe <υ0 , λe>λ0 .
Skuteczność energetyczna o wydajności kwantowej = 100%
26. Omów zasadę działania lasera. Laser-przyrząd, którego głównym elementem jest ośrodek o ujemnym wsp. pochłaniania l=l0e-kx , k<0 . Podstawowym elementem jest kryształ sztucznego rubinu Al2O3, w którym część Al. Zastąpiono Cr. Im więcej Cr tym bardziej czerwony rubin. Przyczynę tej barwy tej barwy stanowi silne selektywne pochłanianie przez atomy Cr światła w zielono-żółtej części widma. Pochłanianiu temu towarzyszy przejście atomów Cr w stan wzbudzony. Przy przejściu w kierunku przeciwnym następuje emisja fotonów. Przy oświetlaniu rubinu światłem o długości l=5600Ả jony Cr przechodzą w wyższy poziom energetyczny. Powrót z 2 etapu. I- przejście na metastabilny poziom R bez promieniowania. Przy przejściu tym jony Cr przekazują swą energię siatce krystalicznej rubinu. Liczba jonów w stanie metastabilnym po pewnym czasie jest bardzo duża. II- przejście jonów ze stanu metastabilnego do podstawowego, przy czym zachodzi emisja 2 wąskich linii czerwonych. Przebiega ono w sposób lawinowy pod działaniem fotonów. Pręt rubinowy umieszczony w pobliżu lampy błyskowej. Światło lampy pochłaniane przez jony Cr wywołuje przejście większości tych jonów do stanu wzbudzonego. Ze stanu tego jony szybko spadają na niższy poziom metastabilny R. Dzięki długiemu czasowi życia poziomu R liczba jonów na tym poziomie rośnie. Gdy przekroczy ona liczbę jonów w stanie podstawowym następuje akcja laserowa- kwanty światła emitowane w skutek spontanicznych przejść jonów z poziomu R do podstawowego wywołują kwantową emisję wymuszoną fotonów o tej samej częstości i kierunku. Lawinowy charakter ma tylko emisja wymuszona fotonów poruszających się równolegle do osi pręta rubinowego, gdyż zwierciadła na końcach ograniczają ucieczkę fotonów. Po dostatecznym wzmocnieniu lawiny fotonów przez półprzezroczyste zwierciadło wychodzi silna wiązka promieni.