TARTU RIIKLIK ÜLIKOOL

(1)

TARTU RIIKLIK ÜLIKOOL

' I

FÜÜSIKAOSAKONNA ÜLIÕPILASTE TEADUSLIKE TÖÖDE KOGUMIK

T A R T U 1 9 7 3

(2)

T A R T U R I I K L I K Ü L I K O O L

F Ü Ü S I K A O S A K O N N A Ü L I Õ P I L A S T E T E A D U S L I K E T Ö Ö D E K O G U M I K

T a r t u 1973

(3)

Сборок студенческих научных работ отделения физики На асюнском и русском языках Тартуоетй.государственный университет

ЭССР, г. Тарту, ул. Юликооли, 18 Vastutav toimetaja A. Seeman Paljundamisele antud 6.IV 1973. Rotaato- rlpaber 30x42. 1/4. Trükipoognaid 1,75.

Tingtrükipoognaid 1,63. Arvestuspoognaid 1,02. Trükiarv 200. MB 03099.Tell.nr.395.

THÜ rotaprint, ENSV,Tartu,Pälsoni tn. 14.

Hind 7 kop*

(4)

S i s u k o r d

1. V. Sammelselg, Tahkete lahuste mudeleist ... ... 5

2. А. Т р е щ а л о в , П о л я р и з о в а н н а я л ю м и н е с ц е н ц и я и п е р е

о р и е н т а ц и я s2~ ц е н т р о в в KJ п о д д е й с т в и е м линейно-

п о л я р и з о в а н н о г о в о з б у ж д а ю щ е г о с в е т а ... 7

3. А. Ader, Aatomiraadiused kristallides ... ? 4. J. Aaviksoo, Õhukeste metalliliste kilede elektrili

sed omadused ... 9 5. E. Järvekülg, Mõningaid tulemusi SH- lisandiooni

kombinatsioonhajumise spektroskoopiast leelishalo- geenides ...

6. M. Kaljurand, Infrapunase kiirguse mõju CuS-Cu fosfooride luminestsentsile ... П 7. А.

Л ущик, А в т о л о к а л и з о в а н н ы е д ы р к и в к р и с т а л л е

15

8. М. С а л у н д а , И с с л е д о в а н и е факт о р о в , в л и я ю щ и х н а

у с в о е н и е л е к ц и о н н о г о м а т е р и а л а ...

9. J. Lilles, Logaritmiline fotomeetriline seadis mono- kromaatorile ... ... 16 10. J. Aarik, Mittelineaarsete elementide uurimine topelt-

silla meetodil ... ... 17 11. ü. Anderson, E. Kikas, Kammertonresonaatoriga võimendi

ja generaator ...18 12. T. Tüüts, Laetud osakeste sadestamine elektriväljas.. 20 13. A. Anijalg, Lähedaste spektrijoonte eristamisest .... ...21 14. M. Lilover, Plancki konstandi määramine fotoefekti

a b i l ... ... 22 - J -

(5)

15. П. Р а б к м н , А п п р о к с и м а ц и я н е о д н о р о д н о г о о п т и ч е с к о г о

с л о я с и с т е м о й д и с к р е т н ы х слоев 24

16. А. Kaasik, Regulaarsete galaktikate ehitus ja struk- -

t u u r ... ... 25 17. P. Traat, Tähesüsteemide füüsikaline evolutsioon ... 26

-~T'

- 4 -

(6)

TAHKETE LAHUSTE MÜBELBIST V. Sammelselg, füüsika У к.

Juhendaja: A. Haar, füüs.-mat. kand.

Hästi on teada, et leelis- ja ammooniumhalogeniidid muu

tuvad talliumhalogenildidega aktiveerimisel luminofooridaks.

Röntgenograafilised uuringud näitavad asenduslikku tüüpi tah

keta lahuste teket. Seoses luminestsentsi probleemidega uuri

takse neid tahkeid lahuseid laialdaselt mitmesugust* meetodi

tega.

Röntgenikiirte difraktsioonipildi põhjal leiame võrepara- meetri sõltuvuse komponentide kontsentratsioonidest. Katsed näitavad, et segukristalli võreparameeter on võrdeline kompo

nentide võreparameetritega, a lln või osutub sellest suuremaks.

Võreparameetri sellise kontsentratsioonist sõltuvuse se

letamiseks ioonkristallide puhul on neile püütud kohaldada järgmisi metallide tahkete lahuste mudeleid:

1) E. Zeni /Amer. Mineralogist. 41, 523 (1956)/ esitatud ideaalse lahuse;

2) G. Fournet /J ou m. de Phys. et la Rad. 14, 374 (1953)/

loodud paarse interaktsiooni (p.i.m);

3) J. Friedeli /Phil. Mag. 46, 514 (1955)/ väljatöötatud elastse kotiiniumi mudel (e.k.m.).

Me kontrollime nende rakendatavust tahkete lahuste NH^Cl.

. Tl, NH^Br.Tl, TlCl.Br ja NaCl.K korral. Nende segukristal- lide pubul on a ekap - alin > 0.

Zeni järgi on ideaalse tahke lahuse aatomruumala lineaar- rselt sõltuv komponentide aatomruumaladest. Eeldusel, et ioon-

- - 5 - 2

(7)

kristalli voreparameet er on võrdeline "keskmistatud" ioonraa- diusega, saame katseliselt leitud võrekon3tante võrrelda vas

tavate ideaalsete suurustega. Et on täidetud tingimus - - °» °n katseandmetega kvalitatiivselt kooskõlas.

Tavaliselt siiski aid < aeksp>

P.i.m.-i kohaldas ioonkristallidele Т. Мййгзерр (Diplomi

töö, Tartu, 1966). Siin, eeldades staatilist'võret ja interakt

siooni lähimate naabrite vahel, jäetakse energiaavaldis konk- retiseerimata. Termodünaamika võrrandite atil seotakse kris

talli energia kokkusurutavuse ja ruumalaga. Leitud võrepara- meetrld osutuvad а^ п"а‘ь väiksemateks - seega puudub katseandmetega kvalitatiivne kooskõla.

E.k.m.-i puhul käsitletakse lahustajat kui elastset mat- riitsi, mille tühimikke täidavad lahustunud aine elastsed osa

kesed. Eeldades mitteasendatava iooni raadiuse konstantsust ja kasutades lahuse komponentide elastsust iseloomustavaid suurusi, saame leida deformeeritud võre võrekonstandi. Ka atln ae.k.m.< alin* E ^ v u s e d a eksp ~ ae.k.m. on siiski väiksemad kui p.i.m.-i korral.

Kõik kasutatud mudelid eeldavad lisandiaine statistilist jaotumist põhivõre sõlmedes. Võibolla on mudelite rakendamise negatiivsed tulemused tingitud selle eelduae mittetäidetusest.

_ 6 -

(8)

П О Л Я Р И З О В А Н Н А Я ЛШЙНЕСЦШЦИЯ И П Е Р Е О Р И Е Н Т А Ц И Я S2~ ЦШТРОВ В KJ П О Д Д Е Й С Т В И Е М Л ИНЕЙНОПОЛЯРИ-

30ВАНН0Г0 В О З Б У Ж Д А Ю Щ Е Г О С В Е Т А А. Т р е щ а л о в , о т д е л е н и е ф и г и к и У к у р с Р у к о в о д и т е л ь : Р е б а н е Л., к.ф.-м.н.

У ч и т ы в а я н е в о з м о ж н о с т ь п е р е о р и е н т а ц и и s2~ ц е н т р а в о с н о в н о м э л е к т р о н н о -к о л е б а т е л ь н о м с о с т о я н и и , и, п р е д п о л а г а я , ч т о о н а с у щ е с т в у е т в о в р е м я к о л е б а т е л ь н о й р е л а к с а ц и и ц е н т р а в кр и с т а л л е , п р о и з в е д е н т е о р е т и ч е с к и й р а с ч е т з а в и с и м о с т и о т в р е м е н и и н т е н с и в н о с т и п о л я р и з о в а н н о й л ю м и н е с ц е н ц и и , п о к о т о р о й м о ж н о о п р е д е л и т ь в е р о я т н о с т и п е р е о р и е н т а ц и и ц е н т р а в о в р е м я к о л е б а т е л ь н о й р е л а к с а ц и и .

П о р а з р а б о т а н н о й м е т о д и к е б ы л а п р о и з в е д е н а с е р и я э к с п е р и ментов, д а н н ы е к о т о р ы х к а ч е с т в е н н о с о г л а с у ю т с я с т е о р е т и ч е с к и м и выво д а м и . П р и в о з б у ж д е н и и л и н е й н о п о л я р и з о в а н н ы м с в е т о м н а б л ю д а л с я я р к о в ы р а ж е н н ы й и н т е н с и в н ы й п р о ц е с с п е р е о р и е н т а ц и и ц е н т ров, ф и к с и р у е м ы й п о э к с п о н е н ц и а л ь н о м у с п а д у с о в р е м е н е м и н т е н с и в н о с т и п о л я р и з о в а н н о й л ю м и н е с ц е н ц и и .

AATOMI RAA.DIUSED KRISTALLIDES A. Ader, füüsika II k.

Juhendaja: A. Haav, füüs.-mat. kand.

Aatom- ja ioonraadiuste mõiste aluseks on mudel, mis ku

jutab aatomeid ja ioone kokkusurumatute keradena. Nende ke- - 7 -

(9)

rade raadiused ongi vastavalt aatom- ja ioonraadiused.

Aatom- ja ioonraadiused võimaldavad lahendada mitmeid ioonide ruumilise paigutuse probleeme kristallis. Nad määra

vad tuumadevahelised kaugused ja tühimikud.

Aatomraadiused vaetavad kovalentsele või metallilisele sidemele. Sel korral väliskihid langevad kokku ja tuumadeva

helised kaugused jaotatakse aatomraadiusteks maksimaalse elekt

ronide tiheduse kohal. Ioonraadiused vastavad ioonilistele ühenditele. Antud juhul väliskihid asuvad teineteisest eemal ja ioonraadiusteks jaotamise punkt asub minimaalse elektronide tiheduse kohal.

Vanimad raadiused on tuletatud W. Braggi poolt.Lande*mää

rab raadiused Li-ühendites.

J. ffasastjema kasutab refraktsiooniandmeid, mõningad tema tulemused võtab V. Goldschmidt oma tööde aluseks.

L. Pauling arvutab ioonraadiused efektiivsete tuumalaen- gute abil.

P. Fumi ja M. Tosl kasutavad Huggins-Mayeri ja Paulingi valemeid Borni tõukeenergia kohta.

St võimalikult täpselt rahuldada aditiivsuse tingimust on kasutusele võetud määramata parameetri ja vähimruutud*

meetodid.

- 8 -

(10)

ÕHUKESTE METALLILISTE KILEDE ELEKTRILISED OMADUSED J. Aaviksoo, füüsika II k.

Juhendaja: K.-S. Rebane, füüs.-mat. kand.

Töö ülesandeks on eksperimentaalselt valmistatud Fo ja Ni kilede korral leida sõltuvus paksuse ja eritakistuse va

hel, ning uurida eritakistuse sõltuvust niisugustest teguri

test nagu kile vananemine ja atmosfääri mõju; täheldatud seaduspärasustele anda teoreetiline põhjendus.

Töö teoreetilises osas on antud ülevaade kilede kasvu mehhanismist ja kilede struktuurist ning strukturaalsete eri

nevuste mõjust kile elektrilistele omadustele. Töös on kir

jeldatud ka erinevaid juhtivusmehhanisme (oomiline juhtivus, tunnelmehhanism, termoemissioon, autoemissioon jt.) Õhukestes metallilistes kiledes. On analüüsitud sõltuvust juhtivuse i, väljatugevuse E ja temperatuuri T vahel olenevalt elektronide ülekande tüübist kiles. Üldjuhul saadud i ** E11, kus n = 1 ..

4.

—Л

Vaakumis suurusjärguga 10 torri valmistatud Pe ja Ni kilede paksus vahemikus 30 ... 600 A ja leitud nende eritaо kistuse sõltuvus kile paksusest.

Pe kilede voltamperkarakteristikute uurimisel täheldati kõrvalekallet Ohmi seadusest 32 A kile paksuse korral. Saadud о sõltuvust saab kirjeldada valemiga i «* v1 ’^. Sellise seadus

pärasuse ilmnemine on tingitud mitme eri juhtivusmehhanismi koosmõjust.

Nikli kilede korral on uuritud eritakistuse muutumist

3 - 9 -

(11)

sõltuvalt kile vanenemisest. Kuuajalise vananemise tulemusena kile takistus kasvas kuni 2 korda, kusjuures see kasv oli pak

sude kilede korral väiksem. Selle põhjuseks võiks olla kile struktuurilised muutused ja väliskeskkonna mõju.

Gaaside adsorptsioonist tingituna takistus suurenes rõhu suurenemisel ja temperatuuri vähenemisel.

' Saadud tulemused on kooskõlas olemasolevate teoreetiliste seisukohtadega.

MÕNINGAID TULEMUSI SH LISANDIOONI KOMBINATSIOON- HAJUMISE (KH) SPEKTBOSKOOPIAST LEELISHALOGENIIDIDES

E. Järvekülg, füüsika 7 k.

Juhendaja: T. Haldre, TEÜ aspirant

Molekulaarsete tsentrite uurimist kristallides KH spekt- roskoopia meetodil käsitlevad vaid mõningad tööd. Siinjuures pakub KH uurimine küllalt suurt huvi, kuna ta lubab sügava

malt mõista lisandtsentri ja kristalli vahelist mõjutust, an

des täiendavat informatsiooni. KH polarisatsiooni uurimine võimaldab meil saada andmeid lisandmolekuli sümmeetria ja

orientatsiooni kohta kristallis.

SH~ lisandmolekuli leelishalogeniidides on uuritud infrapunase neeldumise piirkonnas. Pakub huvi teha seda ka KH spekt

rite abil, võrrelda saadud tulemusi ja saada täiendavat infor

matsiooni. Antud töös kasutati footonite loendusrežiimi metoo- - 10 -

(12)

dikat, uurimisseade põhines argoonlaseril ( ЛГ-106 ja koha

peal valmistatud eksperimentaalne laser), topaltmonokromaato- ril Spex 1402 ja analüsaatoril LP-4050. On leitud lisandvõnku- miste sagedused, joonte poollaiused ja integraalsed intensiiv

sused. Eksperimendid sooritati temperatuuridel 300°K, 90°K ja 10°K. Polarisatsiooniliste mõõtmiste tulemusena saadud esi

algsed andmed lisandiooni orientatsiooni kohta kristallis:

KI-s on vähemalt 90 % lisandimolekulidest orienteeritud <10<X>

suunas (sümmeetria C^), KCl-s on lisandioonid orienteeritud võrdse tõenäosusega suunas<LOOja <11CJ> (vastavalt sümmeetria C4 ja C4 ).

INERAPUNASE KIIRGUSE MÕJU CaS-Cu P0SE00RIDE LUMINESTSENTSIIE

M. Kaljurand, füüsika V k.

Juhendaja: H. Voolaid, n. tead. töötaja I

1. Kristallfosfooride luminestsentsi infrapunane (IP) stimulatsioon on haardenivoode uurimise meetod. Meie poolt uuriti vasega aktiveeritud CaS-fosfoore. Uuritavateks prepa

raatideks olid: CaS-Cu2S, CuS-Ci^S-NaCl, CaS-CuCl, CaS-CUgS- -CaCl2 .

2. Käesolevas töös on mõõdetud IP-stimulatsioonispektrid toa- ja vedela lämmastiku temperatuuril. Fosfooride ergastami

seks kasutatud valgust saadi Hg-lambist СВД 120-A läbi mono- - 11 -

4

(13)

kromaatori ДМР-4 (lainepikkus 313 nm). IP kiirgus suunati fosfoorlle 35 W hõõglambist läbi spektromeetri ЙСК-12. Lumi- nestsentskiirgus suunati fptoelektronkordistile ФЗУ 17-A,mil

lelt saadud signaal registreeriti peale võimendamist isekirju

tajaga H 373/2.

3. Erineval viisil aktiveeritud fosfooride stimulatsioonispektrid on sarnased. Stimulatsioonispektris esineb kaks mak

simumi, üks 1,8 eV-st suuremate energiate pool, teine maksi

mumiga kohal 1,7 eV. Sellest võib järeldada, et CaS-Cu fosfoorides esineb vähemalt kahte liiki haardenivoosid.

4. Kj.irgusspektrid on ühe maksimumiga 3 eV juures CaS-Cu2S ja CuS-CUgS-CaClg fosfooridel ning kahe maksimumiga 3 eV (A - riba ja 2,4 eV (B-riba) juures CaS-OuCl fosfooril.

5. CaS-CuCl fosfooril avastati B-riba statsionaarse luminestsentsi kustutamine toatemperatuuril. IP kustutamisspekter sarnaneb A-riba stimulatsioonispektriga.

6. Leiti, et IP kiirgus pikemalainelisemast stimulatsiooni- spektri osast vabastab laengukandjaid ka lühemalainelisele sti- mulatsiooniribale vastavatelt tsentritelt. Analoogiline näh

tus leiab asöt ka ZnS-tüüpi fosfoorides.

7. Luminestsentsi IP kustutamine B-ribas viitab nii elekt

ron- kui ka aukprotsesside võimalikkusele CaS-Cu fosfooris.Seni on saadud aukprotsesside kohta CaS fosfoorides kaudseid tõen

deid. Stimulatsiooni- ja kustutusspektrite s a m a s u s lubab ole

tada, et B-ribale vastavalt kiirgustsentrilt IP kiirguse toi

mel vabastatud la engukand j acf põhjustavad A-riba lumine st s ent si stimulatsiooni ja B-riba luminestsentsi kustutamist. IP kiir-

- 12 -

(14)

guse Yäljakiiritavat toimet зааЪ seletada resonantsmehhania- miga.

А В Т О Л О К А Л И З О В А Н Н Ы Е Д И Р К И В К Р И С Т А Л Л Е

CsBr

А. Лущик, о т д е л е н к е ф и з ж к я 17 к у р е Р у к о в о д и т е л и : D. Халдре, к.ф.-м.н.

Л. Пунг, к.ф.-м.н.

В о м н о г и х п р о ц е с с а х , п р о и с х о д я щ и х в т в е р д ы х телах, у ч а с т в у е т квазичастица-дырка, к о т о р у ю м о ж н о о х а р а к т е р и з о в а т ь п о л о жительны! з а р я д о м и н е к о т о р о й э ф ф е к т и в н о й пайсой.

В 1935 г. Л а н д а у в ы с к а з а л ф у н д а м е н т а л ь н у ю и д е ю о в о з м о ж н о с т и а в т о л о к а л н з а ц и и э л е к т р о н а в б е з д е ф е к т н о й к р и с т а л л и ч е с к о й реиетке. Ф р е н к е л ь и М о т т р а с п р о с т р а н и л и э т у и д е м н а с л у ч а й д ы рок.

В 1957 г. К е н ц и г и К а с т н е р м е т о д о м э л е к т р о н н о г о п а р а м а г н и т н о г о р е з о н а н с а (ЭПР) п о к а з а л и в о з м о ж н о с т ь а в т о л о к а л и э а ц и и д ы р о к в щ е л о ч н о г а л о н д н ы х к р и с т а л л а х (ЩГК). К а к изв е с т н о , с у т ь я в л е н и я Э П Р в том, ч т о с и с т е м ы с н е с п а р е н н ы м и э л е к т р о н а м и п р и и х п о м е щ е н и и в п о с т о я н н о е м а г н и т н о е п о д е п о р я д к а н е с к о л ь к и х т ы с я ч э р с т е д п о г л о ц а ю т э л е к т р о м а г н и т н ы е к о л е б а н и я в с а н т и м е т р о в о м д и а п азоне.

В д а н н о й р а б о т е и з у ч а л о с ь п о в е д е н и е vk - ц е н т р о в в а к т и в и р о в а н н ы х т а л л и е м к р и с т а л л а х

СзВг

. Р а с с м а т р и в а е м ы е ц е и т р н п р е д с т а в л я ю т с о б о й э л е к т р о н н у ю в а к а н с и ю , р а з м а з а н н у ю п о д в у м и о н а м г а л о и д а , и н е в к л ю ч а ю т с т р у к т у р н ы е д е ф е к т ы к р и с т а л л и ч е

- 13 -

(15)

с к о й реитжж. В о т л и ч и е о т г р а н е ц е н т р н р о в а н н ы х ЩГК, г д е \ - центр! о р и е н т и р о в а н ы в д о л ь к р и с т а л л и ч е с к о й о с и <П 0> , в

CsBr

\ - ц е н т р ы о р и е н т и р о в а н ы в д о л ь к р и с т а л л и ч е с к о й оси' <100> . Н а н и б ы л а и з у ч е н а з а в и с и м о с т ь п о л н о г о р а с ц е п л е н и я л и н и й в с п е к т р е Э П Р к р и с т а л л а

CsBr-TiBr

о т н а п р а в л е н и я п о с т о я н н о г о м а г н и т н о г о п о л я п р и т е м п е р а т у р е ж и д к о г о азота. П о л у ч е н ы с л е д у ю щ и е дан н ы е :

Н а п р а в л е н и е п о л я В е л и ч и н а р а с ц е п л е н и я (в эрс т е д а х )

<100> 2526

<Н 0> 1653

<III> 1422

Д а л е е б ы л а з а т р о н у т а п р о б л е м а а н и з о т р о п и и g - фактора. И з у ч е н и е с п е к т р о в Э П Р п р и р а з л и ч н о й о р и е н т а ц и и м а г н и т н о г о п о л я п р и в е л о к с л е д у ю щ и й р е з у л ь т а т а м .

Н а п р а в л е н и е п о л я В е л и ч и н а g - ф а к т о р а

<Ю 0> 1,986

<И 0> 2,084

< Ш > 2,110

О б с у ж д а е т с я к о н к р е т н ы й в и д г а м и л ь т о н и а н а , о п р е д е л я ю щ е г о р а с ц е п л е н и е линий. Д а е т с я о б ъ я с н е н и е э к с п е р и м е н т а л ь н о п о л у ч е н н о г о с п е к т р а Э П Р д л я GsBr, и с х о д я и з с о о т в е т с т в у ю ц е г о т е о р е т и ч е с к и п о с т р о е н н о г о с п е к т р а .

- 14 -

(16)

< И С С Л Е Д О В А Н И Е ФАКТ О Р О В , В Л И Я Ю Щ И Х Н А У С В О Е Н И Е Л Е К Ц И О Н Н О Г О М А Т Е Р И А Л А

М. С а л у н ди, о т д е л е н и е ф и з и к и У к у р с Р у к о в о д и т е л ь : В.. Руттас, к.ф.-м.н.

В р а б о т е р а с с м а т р и в а е т с я м е х а н и з м р е а л и з а ц и и с в я з е й м е ж д у о с н о в н ы м и к о м п о н е н т а м и у ч е б н о г о п р о ц е с с а (преподаватель, с т у дент, у ч е б н ы й материал) в о в р е м я лекций. А н к е т н ы м о п р о с о м (ан

к е т а "От л е к ц и и д о экзамена" с т у д е н ч е с к о г о б ю р о к о м п л е к с н ы х

t

н а у ч н ы х и с с л е д о в а н и й ТГУ) у с т а н о в л е н о , ч т о э ф ф е к т и в н о с т ь р а б о т ы с т у д е н т о в в х о д е л е к ц и й низка: о с о д е р ж а т е л ь н о й р а б о т е м о ж н о л и ш ь г о в о р и т ь - у 30% и з п р и с у т с т в у ю щ и х н а лекции. О б у с л о в л е н о э т о к а к н е д о с т а т к а м и в о р г а н и з а ц и и р а б о т ы (наиболее с у щ е с т в е н н ы м и з н и х я в л я е т с я н е д о с т а т о ч н ы й у ч е т д и д а к т и ч е с к о г о п р и н ц и п а а д е к в а т н о с т и и з л о ж е н и я у ч е б н о г о м а т е р и а л а о с т р у к т у р е п о з н а в а т е л ь н о г о процесса), т а к и п р и ч и н а м и индивидуально-псм- х о л о г о ч е с к о г о х а р а к т е р а (различия "п р опускной способности"

с т у д е н т о в , н е д о с т а т о ч н а я м о т и в и р о в к а и т.п.).

П р и с о б л ю д е н и и п р и н ц и п а а д е к в а т н о с т и н а п е р в ы й п л а н в п р о ц е с с е у с в о е н и я у ч е б н о й и н ф о р м а ц и и в ы с т у п а ю т и н д и в и д у а л ь н ы е р а з л и ч и я с т у д е н т о в . О б э ф ф е к т и в н о с т и и н д и в и д у а л ь н о й р а б о т ы с т у д е н т о в м о ж н о в э т о м с л у ч а е с у д и т ь п р и п о м о щ и с и с т е м ы д и а г н о с т и ч е с к и х т естов.

В С Б К Н И Т Г У р а з р а б о т а н а м е т о д и к а а д е к в а т н о г о и з л о ж е н и я у ч е б н о г о мате р и а л а , н а о с н о в е к о т о р о й с о с т а в л е н с т р у к т у р и р о в а н н ы й уче б н и к .

К о н е ч н о й ц е л ь ю д а н н о й р а б о т ы я в л я е т с я в ы я в л е н и е о б щ и х

- 15 -

(17)

з а к о н о м е р н о с т е й у с в о е н и я м а т е р и а л а в х о д е лекций, п о з в о л я в ш и е п о в ы с и т ь и х э ф ф е к т и в н о с т ь . В с в я з и с тем, ч т о л е к ц и я я в л я е т с я в е д у щ и м м е т о д о м н ц е н т р а л ь н о й о р г а н и з а ц и о н н о й ф о р м о й у ч е б н о й р а б о т ы в с о в р е м е н н о м вузе, с о с т а в л е н и е к о м п л е к с н о й м о д е л и выс- и е й ш к о л ы н е м ы с л и м о б е е у с т а н о в л е н и я э т и х з а к о н о м е р н о с т е й .

* LOGARITMILINE FOTOMEETRILINE SEADIS

MON OKROMAATORILE С H J. Lilles, füüsika 17 k.

Juhendaja: О. Saks, van.-Õpetaja

Valmistatud seadis on ette nähtud valguse neeldumise pi

devaks registreerimiseks isekirjutaja lindil optilise tiheduse ühikutes.

Seadmes kasutatakse fotoelektronkordistit pööratud re- iiimis, s.t. väljundvool hoitakse stabiilne negatiivse tagasi

side abil. Selline skeem võimaldab kasutada logaritmilisele lähedast fotoelektronkordisti reguleerimiskarakteristikut ning saavutada head stabiilsust sõltumata fotokatoodi valgustatu

sest. Regule erimiskarakt eri st iku korrigeerimiseks on kasuta

tud funktsionaalset muundit ränidioodidel.

Reguleeriva lambina kasutatakse seadmes kõrgepingetrioodi

6Э7П

* fotoelektronkordistina ФЗУ -18

A.

Seadmes võib võtta nulliks lugemi suvalise optilise tihedusega uuritava lahuse korral. Seade kalibreeritakse lahuste või optilise tiheduse

etalonide järgi.

- 16 -

(18)

PShilised tehnilised karakteristikad on järgmised: re

gistreeritav valgus lainepikkusega 215 t 600 nm, suurim tund

likkus on 5 . Ю“4 optilise tiheduse ühikut, kõige tundlikum piirkond on 0,1 optilise tiheduse ühikut isekirjutava potent-

siomeetri ЭПП-09 skaalal. Nullitriiv pärast eelnevat 45-minu

tilist soojenemist - 0,001 optilise tiheduse ühikut tunnis, lineaarsus kogu mõõtepiirkonnas vähemalt 1 %, mÕÕtediapasoon 0 i 3 optilise tiheduse ühikut, skeemi ajategur on 0,2 sekun

dit, soojenemisaeg 45 minutit.

Seadme ehitamisel on võetud aluseks Moskva Biiklikus üli

koolis valmistatud analoogilise seadme tehnilised andmed ja põhimõtteline skeem

П р м б о р ы

к техника

э к с п е р и м е н т а

И» 4

1971 г. А.И. Г о р е л ж к "Логарм ф м ж р у ю щ а я ф о т о м е т р и ч е с к а я прм- с т а в к а к м о н о х р о м а т о р у " .

MITTELINEAARSETE ELEMENTIDE UURIMINE TOPELT - SILLA MEETODIL

J. Aarik, füüsika IV k.

Juhendaja: V« Vassiltienko, füüs.-mat.kand.

1. Pooljuhtmaterjalide elektriliste omaduste uurimisel tuleb vältida kontaktnähtusi.

2. Kontaktivabaks mõõtmiseks on töötatud välja kondensaator- meetod, mis põhineb vahelduva mÕÕtepinge kasutamisel.

3. Üldjuhul on mõõdetav süsteem mittelineaarne. Mõõtmisi teos

tatakse tavaliselt vahelduvvoolu sillas.

(19)

4. Korrektsete tulemuste saamiseks реаЪ mootepinge amplituud olema väike ja sagedus kõrge. l

5. Eaasitundlike seadmetega on võimalik sõltumatult uurida erijuhtivuse ja dielektrilise konstandi muutusi.

6. Süsteemi mittelineaarsuse uurimisel rakendatakse uurimis

objektile peale mõõtepinge veel nn. ergutuspinge.

7. Topeltsilla meetod seisnebki erinevate pingete kasutamises kineetiliste nähtuste ergutamiseks ja mõõtmiseks.

8. Meetodi rakendamiseks on konstrueeritud ja valmis ehitatud eksperimentaalne mõõteseade.

t

KAMMERTONRESONAATORIGA VÕIMENDI JA GENERAATOR ü. Anderson, К. Kikas, füüsika II k.

Juhendaja: 0. Saks, van. õpet.

1. Stabiilse (- 0,1 - 0,001 %) sagedusega harmoonilise signaali generaatori loomine sagedusel alla 1000 Hz on tehni

liselt võimalik mitmel viisil, näiteks, kvarts- või kaimnerton- resonaatoriga, RC-filtriga jt. Samade vahenditega on võimalik ka stabiilse kitsasribavõimendi valmistamine. Mõnel juhul tu

leb resonaator termostateerida, mis muudab seadme keerukamaks ja kallimaks.

2. Võrreldes omavahel nimetatud seadmeid keerukuse poo

lest jõuame järeldusele, et sageduse stabiilsuse saavutamiseks suurusjärgus 0,1 % (normaaltingimustel) on kõige lihtsamad kam-

- 18 -

(20)

mertonresonaatoriga generaator ning võimendi.

3. Nimetatud seadmed leiavad kasutamist TBÜ elektromeet- rialaboratooriumis ülitundlike modulaatoriga alalisvooluvõimen- dite koostamisel ja uurimisel.

4. Easutamisvaldkonnast ja viisist tingituna on vaja ta

gada generaatori ja võimendi resonantssageduste võrdsus ja stabiilsus välistingimuste muutumisel.

5. Tööstuslikult toodetud kammertonide defitsiitsuse tõttu tuli resonaatorid valmistada autoritel. Sobivaks osutus ümar- terasvardast harudega kammertoni konstruktsioon. Valmistatud kammertonide resonantssageduseks saadi 632 Hz.

6. Võimendis saab resonaatori harude täpse kokkuhäälesta- mise puhul saavutada resonantskõvera hea sümmeetria. Praktili

selt Õnnestus saada ribalaius 0,8 Hz (- 3 dB nivool) võimendus- teguri puhul К = 1000. Väljundpinge lineaarne diapasoon 0...

800 mV.

7. Generaatoris tagab kammerton genereeritava sageduse stabiilsuse - 0,016 % temperatuuril 20° - 1°C. Temperatuuri muutusest tingitud sageduse nihkumine ei ületa - 0,02 % kraadi kohta temperatuurivahemikus 20° - 40°C. Generaatori väljund

pinge on

250

^mV.

- 1 9 -

(21)

LAETUD OSAKESTE SADESTAMINE ELEKTBIVlLJAS . T. Tüüts, füüsika II к.

Juhendaja: L. Visnapuu, v. tead. töötaja

Erinevatele esemetele kattekihtide kandmise võimalustest vaatleme kattematerjalide sadestamist elektriväljas. Pealekan- tav aine dispergeeritakse ja laetakse elektriliselt spetsiaal

sete seadeldistega. Sadestamine võib toimuda nii alalis- kui ka vahelduvpingega elektriväljas. Vahelduvpinge korral on sa- destumine tunduvalt efektiivsem, seetõttu vaatleme printsipi

aalsel mudelil ainult sinusoidaalset ja nelinurkset pinget.

Uudel:

Osakeste sadestumise kiirus:

Voolutugevus sinusoidaalse pinge korral:о

- 20 -

(22)

Voolutugevus nelinurkse pinge korral:

h*0 **0

“J'/'ZjiC ^ h-o

Et lšida optimaalset töörežiimi, on vaadeldud nelja piirjuhtu:

R i » R z ^ ‘°° J * ? » # , » C lõplik; * t?t» Z r \ f i , C « Z r i Z T - prot

sessi kestvus. Osutub, et efektiivsem on kasutada nelinurkset pinget. Soovitav on valida ^ v õ i m a l i k u l t suur. Antud ß-tjTjC juures on sadestumise efektiivsus seda suurem, mida suurem on sagedus. Sageduse tunduval suurendamisel väheneb elektrivälja suunav tegevus, seetõttu on soovitav periood valida vahemikus:

H - kaugus keha ja generaatori vahel, v - laetud keha keskmine kiirus.

LÄHEDASTE SPSECTRI JOONTE ERISTAMISEST A. Anijalg, füüsika V k.

Juhendaja: J. Koni, PAI insener

Ettekandes vaadeldakse tõelise spektri leidmise võimalust eksperimentaalselt mõõdetud spektri Feurier teisenduse kaudu.

- 21 ^

(23)

Probleemiks on sidumi

lahendamine, kus

spektraalriista väljundis mõõdetav spekter

~ spektraalriista aparaadi funktsioon (^J - tõeline spekter

Samuti käsitletakse lähedaste spektrijoonte kauguse määra

mist ning analüüsitakse süsteemi lahutusvõime tõstmise võima

lusi.

P L A N C H KONSTANDI MÄÄRAMINE FOTOEFEKTI ABIL M. Lilover, füüsika II k.

Juhendaja: A. Pae, füüs.-mat. kand.

Töö ülesandeks on Plancki konstandi määramine fotoefekti

steini võrrand fotoefekti jaoks. (1) Elektroni kineetiline energia ~ ja väljumistöö A ellimineerimiseks kasutatakse2 vastuväijemeetodit. Sel puhul elektroni kineetiline energia 5-. avaldub pidurduspinge poolt tehtava töö eüp kaudu, võrrand 2

(1) saab kuju (2)

abil. Selleks kasutatakse võrrandit (1) h mv^ + A Ein-

h = eUp + A (2)

v.

- 22 -

(24)

Varieeritakse kiiritatava valguse sagedusega .ja h määramiseks koostatakse võrrandsüsteem (3)

h = elL + A Pl

Plancki konstandi määramiseks demonstratsioonina kasu-

‘“tatakse järgmist lülitusskeemi (joon. 1).

Põhilisteks raskusteks on siin täpselt defineeritud monokro- maatse valguse saamine ning fotovoolu täpne mõõtmine. Mono- kromaatne valgus saadakse elavhõtedalampi ja metallinterfe- rentsfiltreid kasutades. Fotovoolu mõõdetakse vooluvõimendi abil. Vastupinge täpsemaks mõõtmiseks tehakse mõõtmised vä

hese konstantse ruumivalguse juuree (joon. 2).

h = eü + A (3)

vooluvõimendi koos voolumõ Õt eriistaga

Joon. 1. Demonstratsioonmõõteriista skeem,

JL

^Л¹ ^{2 -} Ruumivalgus3st tingitud 1- Võimendi jääkvoolvool

Joon. 2. Vastupinge määramine

- 23 -

(25)

Plancki konstant määratakse võrrandsüsteemist (3). Antud katsekorralduse juures saadi Plancki konstandi väärtuseks h = 6,72 . 10 ^ (ffs2 ). Saadud ligilähedase tulemuse viga ulatub kuni suurusjärguni.

Plancki konstandi täpsemaks määramiseks kasutatakse mo- nokromaatse valguse saamiseks elavhõbedalampi ning monokro- maatorit. Fotovoolu mõõdetakse peegelgalvanomeetriga ja vastupinge mõõtmiseks ning rakendamiseks kasutatakse potensio- meetrit. Plancki konstant määratakse sirge U = U( D ) tõusust.

А П П Р О К С И М А Ц И Я Н Е О Д Н О Р О Д Н О Г О О П Т И Ч Е С К О Г О С Л О Я С И С Т Е М О Й Д И С К Р Е Т Н Ы Х С Л О Е В

П. Рабкин, о т д е л е н и е ф и з и к и У к у р с

1. К т е о р и и о т р а ж е н и я и п р о п у с к а н и я с в е т а н е о д н о р о д н ы м д и э л е к т р и ч е с к и м слоем.

П о с т а н о в к а задачи. Т о ч н о е р е ш е н и е у р а в н е н и я Р и к к а ш и д л я а м п л и т у д н о г о к о э ф ф и ц и е н т а о т р а ж е н и я и у р а в н е н и я д л я а м п л и т у д н о г о к о э ф ф и ц и е н т а п р о п у с к а н и я . Ф о р м у л а д л я э н е р г е т и ч е с к о г о к о э ф ф и ц и е н т а о т р а ж е н ж я н е о д н о р о д н о й п л енки, в и д ф у н к ц и и п о к а з а т е л я п р е л о м л е н и я к о т о р о й з а д а н о п р е д е л е н н ы м о б р а зом.

2. П р о б л е м а а п п р о к с и м а ц и и н е о д н о р о д н ы х о п т и ч е с к и х п л е н о к дискретно -с л о и с т ы м и п л е н к а м и .

Ме т о д р а с ч е т а п о к а з а т е л е й п р е л о м л е н и я с л о и с т ы х пл е н о к .

- 24 -

(26)

Преобразован« р е к у р е н т н ы х ф о р м у л д л я к о э ф ф и ц и е н т а о т р а ж е н и я д и с к р е т н ы х пленок, н е о б х о д и м ы х д л я с о с т а в л е н и я у н и в е р с а л ь н о й п р о г р а м м ы р а с ч е т а и х ха р а к т е р и с т и к .

3. Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т о в и с х о д н о й н е о д н о р о д н о й н а п п р о к с и м и р у ю щ и х п л е н о к и и х а нализ.

Н е к о т о р ы е о б щ и е з а м е ч а н и я . О ц е н к а с т е п е н и а п п р о к с и м а ц и и и о т к л о н е н и е х а р а к т е р и с т и к с л о и с т ы х п л е н о к о т с о о т в е т с т в у ю щ и х х а р а к т е р и с т и к и с х о д н о й н е о д н о р о д н о й п л е н к и в з а в и с и м о с т и о т ч и с л а а п п р о к с и м и р у ю щ и х слоев. Н е с к о л ь к о э м п и р и ч е с к и х формул, в ы р а ж а ю щ и х э т у з а в и с и м о с т ь .

REGULAARSETE GALAKTIKATE EHITUS JA STRUKTUUR A. Kaasik, füüsika V k.

Efektiivseim moodus vaatlusandmete sünteesiks ning galak

tikate füüsikalise ja dünaamilise struktuuri ning evolutsiooni kvantitatiivseks uurimiseks on tähesüsteemide mudelit* konst

rueerimine .

Kaasaegne vaatlustehnika võimaldab uurida erinevate tähe- populatsioonide füüsikalist ja dünaamilist struktuuri galakti

kates.

Olemasolev vaatlusmaterjal lubab lähimates galaktikates eristada järgmisi populatsioone: tuum (nucleus), kern (kernel), I põhikeha (core), II põhikeha (bulge), halo, kettapopulat-

- 25^-

(27)

ъ sioon (disc), noor populatsioon.

Töös on kirjeldatud galaktikate mitmekomponendiliste mu

delite konstrueerimise metoodikat ning arvutatud galaktikate NGC 3031 (M 81), 3115, 3379, 4406 (M 86) , 4472 (M 49), 4473, 4494 ja 7332 massijaotuse mudelid.

On täpsustatud galaktikate NGC 221 (M 32) ja 4486 (M 87) varem koostatud mudeleid.

On määratud erinevate populatsioonide massi ja heleduse suhted sõltuvalt allsüsteemide füüsikalistest omadustest.

Hassijaotuse mudelite järgi on arvutatud gravitatsiooni

välja potentsiaal ф (S, z) ning selle tuletised Kfi = d 0 / d R ja K a = ä-ф /dz (radiaalne ja vertikaalne kiirendus).

Teades aine jaotust galaktikas ning gravitatsioonivälja potentsiaali on leitud rida populatsioonide kinemaatikat ise

loomustavaid suurusi.

Töös arvutatud mudelid on olulised galaktikate füüsika

lise ja dünaamilise evolutsiooni uurimisel.

TÄHESÜSTEEMIDE fÜÜSIKALINE EVOLUTSIOON P. Traat, füüsika V k.

Juhendaja: J. Einasto, f.-m. dokt.

1. Tähed tekivad tähtedevaheiises ruumis leiduvast ainest.

Vaadeldes selle aine keemilist koostist ajas muutumatuna, saame leida lihtsustatud evolutsiooniskeemi - tähesüstee-

- 26 -

(28)

mi füüsikalise evolutsiooni. Tegelikkuses rikastub tähte- devaheline aine tähtedel toimuvas tuumapõlemise protsessi käigus raskemate elementidega, nii et tähesüsteemi evolut

sioonist täieliku pildi saamiseks tuleb arvestada inters- tellaarse aine keemilise koostise muutumist - keemilist evolutsiooni.

2. Parameetriteks, mis määravad tähe evolutsiooni, on mass ja algne keemiline koostis. Antud massi ja keemilise koos

tise korral saame tähe.siseehituse võrrandite lahendami

sel leida tähe mudeli, arvutades seda iseloomustavad füü

sikalised suurused - heleduse, pinnatemperatuuri, raa

diuse, temperatuuri ja tiheduse jaotuse tähes jne.

Tähe keemiline koostis muutub sõltuvalt toimuvatest tuumaprotsessidest. Arvutades üksteisele järgnevate aja

hetkede jaoks keemilise koostise niflg leides vastavad tähemudelid, oleme kindlaks määranud tähte iseloomusta

vate füüsikaliste suuruste ajalise käigu. Neist on meie aspekti jaoks olulised vaid heledus ja pinnatemperatuur.

3. Saanud sel teel fikseeritud algse keemilise koostise jaoks erinevatele massidele vastavate evolutsiooniteede (evo- lutsioonitrekkide) parve, on võimalik arvutada tähesüstee

mide evolutsiooni.

a) Tähesüsteemide evolutsiooni arvutamise lihtsaimaks juhuks on täheparved (keras- ja hajusparved), sest tähed neis on tekkinud ligikaudu ühel ajal ning sama keemilise koostisega ainest. Siin on vaja ette anda vaid parve kogu

mass (meie arvutustes 1011 Päikese massi) ning tekkivate

(29)

tähtede arv sõltuvalt massist. See on määratud valemitega dA = F(m) den

F(m) = am~n ,

kus dA on maselvahemikes m т m + den tekkinud tähtede arv, m - mass, а - konstantne kordaja, n - konstant ( = 2,33).

K\ii on teada tekkinud tähtede arv masside järgi, saame ar

vutada parvedele niisugused tähtsad karakteristikud nagu Hertzsprung - Husselli diagramm, heledusfunktsioon, integ- raalne heledus mitmesugustes fotomeetrilistes süsteemides, energia .jaotus spektris, supernoovade jäänuste - p u l s a r i te - osatähtsus tähtede hulgas jne.

b) Galaktikate korral tuleb arvestada juba interstel- laarse aine keemilise koostise ajalist muutumist. Lihtsusta

tult saab seda teha, jaotades galaktika reaks fikseeritud keemilise koostisega allsüsteemideks. Keerulisem variant on selle pidev arvutamine vastavatest võrranditest.

Evolutsiooniarvutusi galaktikate jaoks komplitseerib ka asjaolu, et neis tuleb vaadelda tähti pidevalt tekkivatena ning ette anda eeskiri tähtedeks muutuva gaasi massi leid

miseks.

4. Ettekandes esitatakse mõningaid täheparvede evolutsiooni arvutamisel saadud tulemusi ning võrreldakse neid vaatlus- andmetega.

- 28 -

(30)

Hind 7 кор.

TARTU RIIKLIK ÜLIKOOL