David elképesztő periódusos rendszerei Nagy Sándor honlapjára Nagy Sándor: Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén✔️

Bevezetés a Java szimulációkhoz

Ezen az oldalon két Java szimulációt láthatunk, melyek eredetileg a ma már nem létező Physics2000 helyről töltődtek le (szerző: Dr. Martin Goldman). Mindkettő a “David`s Whizzy Periodic Table” címet viseli. Az elsőről két pár rolloveres képet gyártottam a használathoz. A másik kevesebb trükköt mutat, de több elemet. Az animációk működéséhez szükség van a CheerpJ Applet Runner bővítményre, melyet minden oldalfrissítés után engedélyezni kell. A szerzői instrukció ez volt az animációhoz: Kattintgass a dolgokra, és figyeld, mi történik!
Amit most lát, az a rollover kép. Az animáció maga lentebb található

Fedőkép Balra egy rollover fedőképe látszik

A hidrogén atomnézetét látjuk. A parányi sötét pixel jelképezi az atommagot. Természetesen az atommag nem kisebb, mint egy elektron, hiszen az elektron elemi részecske, tehát pontszerű, a mag viszont nem az.

A képernyőfelvétel pillanatában az egér az 1s elektron pink bogyóján nyugodott. Ez itt most vegyértékelektron és K elektron egyben, melynek kötési energiája ~14 eV a felbukkanó címke szerint.

Rollover kép Húzzuk a kurzort a bal oldali képre, hogy a rollover előjöjjön!

A hidrogén magnézete. Mindössze egyetlen protont látunk, tehát a gyakori könnyű hidrogénről, a próciumról (1H) van szó.

Megtudjuk azt is, hogy a gyógyászat (s majdan a fúziós reaktorok) szempontjából oly fontos tríciumból (3H) több mint 100 dollárba került 2000-ben egy liter gáz. A tríciumtöltésű lufi (l. a szemléltetést) tehát nemcsak a hidrogén gyúlékonysága miatt lenne veszélyes, hanem a a radioaktivitása miatt is, és ráadásul sokkal többe is kerülne, mint a közönséges. A tríciumos lufi/Zeppelin repülési képessége pedig a héliummal töltött alatt maradna.

Amit most lát, az a rollover kép. Az animáció maga lentebb található

Fedőkép Balra egy rollover fedőképe látszik

A kripton magnézetét látjuk, egy csomó nukleonnal, köztük 36 protonnal.

A képernyőfelvétel pillanatában az egér az egyik 1s elektron pink bogyóján nyugodott. Ennek a K elektronnak nagyságrendekkel nagyobb kötési energiája van, mint a hidrogén esetében. A mag 36-szorosra nőtt pozitív töltésének köszönhetően a K elektronok kötési energiája ezerszeresére változott: ~14 325 eV ≈ 14 keV a felbukkanó címke szerint. Ezért van az, hogy a nagyobb rendszámú elemek belső ionizációja keV-ekben vagy 10 keV-ekben mérhető karakterisztikus röntgensugárzást eredményez.

Rollover kép Húzzuk a kurzort a bal oldali képre, hogy a rollover előjöjjön!

A kripton atomnézete. A parányi sötét pixel jelképezi az atommagot. Természetesen az atommag nem kisebb, mint egy elektron, hiszen az elektron elemi részecske, tehát pontszerű, a mag viszont nem az.

A képernyőfelvétel pillanatában az egér az egyik 4s elektron türkiz bogyóján nyugodott, melynek kötési energiája ~28 eV a felbukkanó címke szerint. (A 4p elektronoké csak 14 eV.)

Szimulációk

Az alábbi Java appletek futtatásához CheerpJ Applet Runner bővítmény engedélyezd a CheerpJ bővítményt!

1. szimuláció

Az elemre kattintva megjeleníti annak emissziós spektrumát, valamint néhány tulajdonságát (Atomic number: rendszám; For $100 you get: 100 dollárért kapsz; Discovered: felfedezés). Logaritmikus energiaskálán szemlélteti az egyes héjakat benépesítő elektronok kötési energiáját (a nagyobb energia lejjebb látszik!). Ha az egérrel egér rámegyünk valamelyik elektron bogyójára, akkor számszerűen is kijelzi az energiát elektronvoltban. További attrakciója a programnak, hogy az elemet magnézetben (Nucleus View) és atomnézetben (Shell View) is szemlélteti. Az utóbbi animálva mutatja az héjelektronokat (erre utal a shell szó). Leglátványosabb/legtanulságosabb a nézetváltás maga. Ez ugyanis zúmolással zajlik, érzékeltetve a mag parányi méretét az elektronburokhoz képest.

2. szimuláció

Érdemes megfigyelni, milyen nagy egy nehéz elem, mint pl. az ólom, legbelső elektronjainak kötési energiája.

A Pb 1s elektronjainak 88 keV a kötési energiája. A 2s elektronoké 15,6 keV. A kettő különbsége 72,4 keV. Ez azt jelenti, hogy amikor egy 2s elektron beugrik egy 1s elektron helyére, mely valamilyen oknál fogva (pl. elektronbefogás, belső konverzió vagy fotoeffektus miatt) „eltűnt” onnan, az energiakülönbséget elszállító foton frekvenciája a röntgensugárzás tartományába esik. Történetesen ez a 72 keV-es foton a Pb egyik Kα röntgenvonalához tartozik. Mivel az ilyen – elektronátmenetből származó – röntgensugárzás jellemző a sugárzást kibocsátó elemre, karakterisztikus röntgensugárzásnak nevezik, szemben az ún. fékezési röntgensugárzással. (Lásd az elektromágneses sugárzásokat bemutató Java animációt, valamint a röntgensugárzásokkal foglalkozó Flash oldalt.)

GIF demók a szimulációkról

- Minek a demó, ha a szimuláció úgyis működik? - kérdezhetnéd.
- Emlékeztetőül? - válaszolnék bizonytalanul.
Igen. Amikor ezeket a demókat készítettem, azt hittem, hogy a Java napjai meg vannak számlálva.
És igen! A CT-sről például nem készítettem ilyent. Milyen kár! Azt a CheerpJ már nem tudja kezelni!

1. demó

1. szimuláció demója

2. demó

2. szimuláció demója


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium, Asimov Téka

Utolsó frissítés dátuma: 2021-12-30