Aineisto: FI – Fysiikka

2.A  Kuva: Omenamehupuristin

2.B  Mittausaineisto: Omenoista puristetun mehun tilavuus

Jokainen alla oleva tiedosto sisältää samat tiedot. Tallenna tiedosto, käynnistä valitsemasi ohjelmisto ja avaa tallentamasi tiedosto ohjelmiston valikosta.

2B_fi.ods (LibreOffice Calc)

2B_fi.cmbl (Logger Pro)

2B_fi.ggb (GeoGebra)

2B_fi.vcp (Casio ClassPad Manager)

2B_fi.tns (TI-Nspire)

3.A  Taulukko: Kidesokerin ominaisuuksia

Tiheys	80 g /1 dl
Molaarinen lämpökapasiteetti	0,4225 kJ/(mol·K)
Molaarinen sulamislämpö	46,2 kJ/mol
Moolimassa	342,3 g/mol
Sulamispiste	462 K
Lämmönjohtavuus	0,15 W/(m·K)

3.B  Video: Lyijyn ja sokerin sulattaminen

Huom.! Videossa ei ole ääntä.

Videoita on nopeutettu yhtä paljon. Lyijyn kuumentamista esittävä video pysähtyy, kun lyijy on kokonaan sulanut.

5.A  Kuva: Ilmiön havainnollistus

5.B  Kuva: Tähden valon suhteellisen intensiteetin aikariippuvuus

5.C  Kuva: Pohja voimakuvion piirtämiseen

7.A  Kuva: Lautailija leijulaudalla

9.A  Kuva: Aurinkovoimalan tuottama sähköteho 3.8.2022

9.B  Taulukko: Mittaustulokset sähkötehosta viitenä eri päivänä

Jokainen alla oleva tiedosto sisältää samat tiedot. Tallenna tiedosto, käynnistä valitsemasi ohjelmisto ja avaa tallentamasi tiedosto ohjelmiston valikosta.

9B_fi.ods (LibreOffice Calc)

9B_fi.cmbl (Logger Pro)

9B_fi.ggb (GeoGebra)

9B_fi.vcp (Casio ClassPad Manager)

9B_fi.tns (TI-Nspire)

10.A  Video: Auto radalla

Huom.! Videossa ei ole ääntä.

10.B  Kuva: Auto lentoradan korkeimmassa kohdassa

11.A  Teksti: Röntgendiffraktio ja elektronidiffraktio

Kiteisten aineiden rakennetta voidaan tutkia röntgendiffraktiolla ja elektronidiffraktiolla. Röntgen- ja elektronidiffraktio ovat samankaltaisia menetelmiä aineen rakenteen tutkimukseen, mutta säteilyjen tuottamistapa ja läpäisyominaisuudet eroavat toisistaan. Ollessaan vuorovaikutuksessa tutkittavan aineen kanssa sekä röntgensäteily että elektronit käyttäytyvät kuin aallot.

Röntgendiffraktiokokeessa kiteiseen aineeseen kohdistetaan röntgensäteilyä, jolla on vain yksi aallonpituus. Säteily siroaa atomeista, ja tietyissä kulmissa atomitasoihin nähden havaitaan intensiteettimaksimeja. Maksimit johtuvat sironneiden aaltojen konstruktiivisesta interferenssistä. Mittaamalla intensiteettimaksimeja vastaavat kulmat voidaan näytteen kiderakenteesta saada hyödyllistä tietoa.

Kuvassa on esitetty röntgensäteiden siroaminen kiteisestä aineesta, jossa atomitasojen välinen etäisyys on d. (Kuvassa atomitasot on merkitty sinisin vaakasuorin viivoin.) Säteen tulokulma tarkasteltavan atomitason suhteen on θ. Intensiteettimaksimit havaitaan kulmissa θ, joille pätee Braggin laki 2d sin θ = nλ, jossa λ on röntgensäteilyn aallonpituus ja n diffraktion kertaluku. Kääntämällä näytettä toiseen asentoon voidaan mitata eri atomitasojen välisiä etäisyyksiä.

Röntgensäteiden siroaminen kiteisestä aineesta. Atomitasot on merkitty sinisin vaakasuorin viivoin, ja niiden välinen etäisyys on d.

Elektronidiffraktiossa hyödynnetään elektronien aaltoluonnetta, sillä elektronitkin siroavat kiinteästä aineesta ja myös niillä havaitaan samalla tavoin interferenssimaksimeja. Elektronilla, jonka liikemäärä on p, on niin sanottu de Broglien aallonpituus

λ = h/p,

jossa h on Planckin vakio. Koska elektronien de Broglien aallonpituus määräytyy liikemäärän perusteella, aallonpituutta voidaan säätää muuttamalla elektronien kiihdytysjännitettä.

Röntgendiffraktio ja elektronidiffraktio eroavat siinä, kuinka syvältä näytettä voidaan tutkia. Koska elektronisäde koostuu varautuneista hiukkasista, se on voimakkaassa vuorovaikutuksessa näytteessä olevien atomien uloimpien elektronien kanssa. Elektronit eivät tunkeudu kovin syvälle näytteeseen. Röntgensäteet puolestaan ovat heikommassa vuorovaikutuksessa atomien kaikkien elektronien kanssa. Röntgendiffraktiolla havaitaan parhaiten alkuaineita, joilla on suuri elektronitiheys, eli raskaita alkuaineita. Elektronidiffraktion avulla voidaan helpommin havaita myös kevyitä alkuaineita, kuten hiiltä, happea tai jopa vetyä.

11.B  Kuva: Röntgendiffraktiokuvaaja