Wykład 17: Elementy fizyki współczesnej

Save this PDF as:

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wykład 17: Elementy fizyki współczesnej"

Transkrypt

1 Wykład 17: Elementy fizyki współczesnej Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31

2 Promieniowanie ciała doskonale czarnego W 180 roku William Wollaston zauważył ciemne prążki w widmie słonecznym, ale nie przywiązał wagi do tego spostrzeżenia. W 1814 roku Joseph von Fraunhofer podjął badania widma słonecznego - najważniejsze linie oznaczył literami od A do G (od czerwieni do fioletu). W 1859 roku Gustav Kirchhoff sformułował prawo mówiące, że atom może pochłaniać (absorbować) promieniowanie takich długości, jaki jest sam wstanie emitować.

3 Dla każdej substancji istnieje rodzina takich krzywych, odpowiednich w różnych temperaturach. Własności emitowanego promieniowania nie zależą od rodzaju substancji. Model idealnego ciała stałego - ciało doskonale czarne. Całkowita intensywność promieniowania u tot u tot T 4 Odbicie i absorpcja Ludwig Boltzmann ( ) [u tot ]Wm stała Stefana-Boltzmanna σ W/(m K 4 )

4 Prawo przesunięć Wien a maxt m K Przykłady Dwie jednakowe planety krążą (jako ciała doskonale czarne) w odległościach r oraz r od swojego słońca. Na planecie bliższej słońca średnia temperatura wynosi 350 K. Jaka średnia temperatura panuje na planecie o większym promieniu orbity? (Odp.: 47,5 K ) 4

5 Temperatura powierzchni Słońca wynosi ok K. Jaki kolor ma więc Słońce (dla jakiej długości fali przypada maksimum promieniowania)? maxt m K m K max 0, 57m 5500K Dla jakiej długości fali przypada maksimum promieniowania ciała doskonale czarnego, którego temperatura odpowiada temperaturze ludzkiego ciała (37 0 C)? t 37 0 C T 310K m K max 9, 35m 310K (zakres IR: 0, μm) 5

6 Temperatura powierzchni Słońca wynosi ok K, jego promień 695, km, a odległość od Ziemi jest równa ok. 1, km. Oblicz jaką energię wysyła Słońce w ciągu 1 minuty i jaką ilość energii otrzymuje w tym czasie powierzchnia 1 m w górnej warstwie atmosfery Ziemi. Moc emitowanaintens.promieniowania*powierzchnia Słońca P u S T 4 4 r tot energia emitowana w 1 min. 8 E Pt T 4 4 r ( 3 ) 4 ( 6 ) ,57 695, , J E 5,6810 t energia otrzymana w 1 min. przez 1m E r 4 5 E' T t E' 1,0810 J 4R R m (żarówka 100 W z odległości 1 m: E 476 J/m ) 6

7 Wyjaśnienie widma promieniowania W opisie widma promieniowania termicznego opartego na klasycznych teoriach termodynamiki i elektromagnetyzmu (Rayleigh Jeans) pojawiła się zasadnicza rozbieżność dla fal krótkich. Wynik ten znany jest jako katastrofa w nadfiolecie bowiem w obszarze tym gęstość promieniowania rośnie w myśl tych rozważań do nieskończoności. 7

8 Wilhelm Wien ( ) W 1896 Wien zaproponował: b e W ien (, T) exp( a / T) 5 Posłużył się analogią do rozkładu Boltzmanna, który dotyczy rozkładu energii klasycznego gazu w równowadze. W 1900 Max Planck zaproponował empiryczny wzór: e b 1 (, T) 5 exp( a / T) 1 Max Planck zaproponował model ciała doskonale czarnego zakładając, że atomy ścian wnęki zachowują się jak oscylatory elektromagnetyczne, z których każdy ma charakterystyczną częstotliwość drgań. 8

9 Atomy te emitują do wnęki i absorbują z niej energię. Własności powstałego promieniowania we wnęce wynikają z własności oscylatorów, z którymi wnęka jest w równowadze. Zastosował fizykę statystyczną Boltzmanna i wprowadził dwa radykalne założenia: oscylator ma tylko energię opisaną wzorem: E nh oscylatory nie wypromieniowują energii w sposób ciągły lecz porcjami kwantami E n h Dopóki oscylator pozostaje w jednym ze stanów kwantowych nie emituje ani nie absorbuje energii. W 1905, Albert Einstein doszedł do wniosku, że nie można wyprowadzić wzoru Planck a z praw klasycznej fizyki. Słuszność wzoru Plancka oznacza koniec fizyki klasycznej. 9

10 Dualizm korpuskularno-falowy Radykalna propozycja kwantyzacji energii: w limicie małych częstości - obraz falowy (Maxwell), w limicie dużych częstości - o promieniowaniu należy myśleć jak o gazie kwantów E h energia cząstki częstotliwość fali Promieniowanie należy w pewnych przypadkach traktować jak fale a w innych eksperymentach jak cząstki 10

11 Przykłady 1. Astronauta pozostawił w przestrzeni świecącą latarkę o masie 100g zasilaną akumulatorem o pojemności 1 Ah i napięciu V. Latarka emituje przez 10 godzin światło o średniej długości 600 nm. Oblicz o jaki odcinek przesunie się, początkowo nieruchoma względem statku kosmicznego latarka, od miejsca jej porzucenia. 4,3m. Stuwatowa żarówka emituje izotropowo 3% swojej energii jako światło widzialne (o średniej długości 550 nm). Oblicz ile fotonów na sekundę trafia do źrenicy (o średnicy 4 mm) oka człowieka znajdującego się w odległości 1 km od żarówki. N/t fotonów/s 11

12 Fale materii 194- Louis de Broglie teoria fal materii, 199- nagroda Nobla Hipoteza de Broglie głosi, że dwoiste korpuskularno falowe zachowanie jest cechą nie tylko promieniowania, lecz również materii. W przypadku materii i promieniowania całkowita energia E dowolnego obiektu fizycznego jest związaną z częstotliwością fali stowarzyszonej, opisującej jego ruch, następującą relacją: E h 1

13 Pęd tego obiektu związany jest z długością p ( 1) przypisanej mu fali następującą relacją: stąd: cząsteczce o pędzie p i całkowitej energii E odpowiada fala płaska o częstotliwości Definiujemy: k h c p k E h i długości E c h c h p gdzie jest wektorem falowym o kierunku zgodnym z kierunkiem propagacji fali o długości. Wówczas związek (1) ma postać: p k h h mv 13

14 Wielkości charakterystyczne dla cząstki : energia E, oraz pęd p są związane poprzez stałą Plancka h z wielkościami które są charakterystyczne dla ruchu falowego: częstotliwość, oraz długość fali. Wyrażenie: opisuje długość fali de Broglie. czyli długość fali materii stowarzyszonej z ruchem cząstki o pędzie p. h p 14

15 Przykłady Obiekt mikroskopowy: Elektron o masie 9, kg, przyspieszony różnicą potencjałów U 150 V: m v 7 eu Ue v 10 m h 10 m s a zatem 10 m emu Obiekt makroskopowy: Piłka o pędzie 10kgm/s: p m mv 10kg s h p 6, m 15

16 W pewnym mikroskopie elektronowym korzysta się z wiązki elektronów o energii 0 kev. Jeżeli zdolność rozdzielcza mikroskopu jest równa długości fali elektronu, oblicz rozmiar najmniejszego obiektu jaki można przez ten mikroskop obserwować. Porównaj zdolność rozdzielczą mikroskopu elektronowego i optycznego. Rozwiązanie E k E mv h p e p E m h h p Em e stąd p Em 8,67 10 e 1 m W mikroskopie optycznym zdolność rozdzielcza min zatem opt 500 nm m e 8, m 5 rzędów wielkości lepsza rozdzielczość!!! 16

17 Długość fali stowarzyszonej z ruchem piłki jest tak mała, że nie istnieje układ fizyczny, który umożliwiłby zaobserwowanie aspektów falowych (interferencja, dyfrakcja) związanych z tym ruchem. Natomiast aby zaobserwować fale związane z elektronem należy dysponować układem o przesłonach posiadających rozmiary porównywalne z λ 0.1 nm Takim układem jest sieć krystaliczna. diament 17

18 Doświadczenie Davissona Germera

19 warunek Bragga: d sin dla niklu d 0,091 nm Ni φ 50 więc zatem 0,165nm ze wzoru de Broglie a, dla napięcia przyspieszającego 54 V: h mue 0,165nm 0,165 nm Zgodność wyników potwierdzająca falową naturę elektronów! 19

20 Ruch elektronu w atomie Ruch elektronów w wiązce nie jest niczym ograniczony. Natomiast w przypadku elektronów związanych z atomami, ruch elektronów może być opisany przez stojące fale materii. Ruch ten jest kwantowany energia elektronów może przyjmować tylko określone wartości. 0

21 Falę materii (stojącą), związaną z orbitą o promieniu r można przedstawić następująco: Długość fali musi być tak dobrana, aby orbita o promieniu r zawierała całkowitą liczbę fal materii: r n r A więc moment pędu: n h p L r p n h gdzie n 1,,.. jest to warunek kwantyzacji Bohra! 1

22 Korpuskularna natura promieniowania Doświadczalnie : Efekt fotoelektryczny (uwalnianie elektronów z metalicznej powierzchni pod wpływem promieniowania o określonej długości) Efekt Comptona (rozpraszanie promieniowania X i zmiana częstotliwości) Te zjawiska, podobnie jak promieniowanie ciała doskonale czarnego, nie mogą być wyjaśnione przy użyciu modelu falowego.

23 Efekt fotoelektryczny 1887 Hertz; 1888 Stoletow 190 von Lenard Metal plate Collector e - Vacuum chamber Photoelectrons A 3

24 I c b Inny metal c katody niż a i b, Natężenie oświetlenia jak b Silniejsze b oświetlenie niż a a Różnica potencjałów U [V] Elektrony emitowane z metalu pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego noszą nazwę fotoelektronów. Jest to zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Jak zbadać energię kinetyczną fotoelektronów? Fotoelektrony wyhamuje pole wytworzone przez przeciwnie przyłożone napięcie U h 4

25 W zjawisku fotoelektrycznym, wybijane z metalu elektrony są hamowane polem elektrycznym. Jak obliczyć ich energię kinetyczną? W U df e Tak jak energię rozpędzanych cząsteczek w akceleratorze - tam energię nadaje elektronom pole elektryczne. E k U h e Podsumujmy: Światło (fala elektromagnetyczna?) padając na metal wybija z niego elektrony (fotoelektrony) i nadaje im określoną energię kinetyczną. 5

26 Co się nie zgadza z teorią falową? 1. Energia kinetyczna fotoelektronu jest niezależna od natężenia padającego promieniowania. Dla danej częstości światła, silny strumień i słaba wiązka dostarczają wybijanym elektronom tyle samo energii.. Zjawisko fotoelektryczne nie występuje, jeżeli częstość światła jest niższa od częstości progowej (lub długości granicznej) bez względu na to jak intensywne jest światło padające na tarczę. 3. Nie obserwuje się żadnego upływu czasu pomiędzy oświetleniem metalu i emisją fotoelektronu. Klasycznie, energia jest gromadzona i dostarczana w sposób ciągły. Efekt nie zachodzi na swobodnych elektronach. 6

27 Na co jest zużywana energia padającego światła? Wiadomo, że metal zawiera dużą ilość prawie swobodnych elektronów, około 1 lub na atom. Te elektrony są quasiswobodne czyli nie są związane z atomami lecz mogą, po dostarczeniu pewnej energii, opuścić metal. Energia ta nosi nazwę pracy wyjścia W z metalu. Praca wyjścia jest różna dla różnych metali i zależy od stanu powierzchni. Typowe wartości W zmieniają się od ok J do J ( do 8 ev). 1eV1e 1 V 1, C 1V 1, J Jeżeli energia jest wystarczająco duża to nadaje jeszcze wybitym elektronom energię kinetyczną. 7

28 Wyjaśnienie Einsteina: W 1905 r. Einstein wysunął hipotezę, że światło jest skwantowane (pojęcie wprowadzone przez M.Plancka) i istnieje w porcjach zwanych fotonami. Energia kwantu zatem E f E f h c hν c ν częstotliwość promieniowania Einstein założył, że foton może zostać zaabsorbowany przez elektron jeżeli energia fotonu przekracza konkretną wartość pracy wyjścia z metalu: hν W długość tej fali 8 c praca wyjścia z metalu

29 Max. energia kinetyczna Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym: Energia fotonu praca wyjścia elektronu z metalu + energia kinetyczna elektronu E f W + E k h W + E k E k Li Na Pojedynczy foton jest absorbowany przez pojedynczy elektron, który może uzyskać energię kinetyczną 0 f 01 f 1 f częstotliwość E k hν W y ax b 9

30 Minimalna energia fotonu hf dla wybicia elektronu o energii kinetycznej E k ½ mv E E k ½ mv W Energia kinetyczna elektronu Padający foton wnętrze metalu na zewnątrz metalu Elektrony emitowane z metalu pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego noszą nazwę fotoelektronów. Jest to zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Efekt nie zachodzi na swobodnych elektronach. 30

31 Wykorzystanie zasady zachowania energii. h W + E k Jeżeli E k 0 to hc h gr W gr gr hc W jest to graniczna długość światła, przy której zachodzi zjawisko fotoelektryczne. E k E k U h e hν W U h h W e e U h Napięcie hamowania jest liniową Funkcją częstotliwości promieniowania h tg h e tg e W e o Jest to więc sposób wyznaczenia pracy wyjścia oraz wartości stałej Plancka. 31

32 Przykład 1: Eksperyment wykazał, że gdy promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 70 nm pada na powierzchnię Al, są emitowane fotoelektrony. Elektrony o największej energii kinetycznej są zatrzymywane przez przyłożenie odpowiedniego pola elektrycznego o różnicy potencjałów V. Oblicz pracę wyjścia z metalu. Rozwiązanie: E f hf hc 34 ( Js)( m/s) m 8 J E k eu ( C)(0.405 V) J W J E f Ek J J / ev ev 3

33 Przykład : Długość fali de Broglie a najszybszych elektronów emitowanych z powierzchni metalu w zjawisku fotoelektrycznym wynosi B, nm. Obliczyć długość fali padającego światła, jeżeli praca wyjścia z tego metalu wynosi W 1,75 ev. Rozwiązanie: hc mv W + E k E k h B V mv h m B E k mh h m hc 600nm B m B h W + m B 33

34 Przykład 3 A. Wiedząc, że natężenie oświetlenia jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości od źródła światła, oszacuj jak zmieni się prędkość fotoelektronów gdy odległość źródła światła od powierzchni metalu zmniejszymy dwukrotnie. B. Jak wpłynie zwiększenie częstotliwości światła padającego na powierzchnię metalu emitującego fotoelektrony na: a. ilość wybijanych fotoelektronów; b. szybkość fotoelektronów Przykład 4 Obliczyć jak i ile razy zmieni się prędkość elektronów wybijanych z metalu jeżeli dwukrotnie zmniejszymy długość fali padającej. Praca wyjścia z tego metalu równa jest /3 energii padających fotonów. Przykład 5: Obliczyć jak zależy energia kinetyczna wybijanych elektronów od długości padającego światła. Naszkicować wykres tej zależności. 34

35 Efekt Comptona Jeżeli światło można traktować jak zbiór fotonów, należy spodziewać się zderzeń pomiędzy fotonami i cząstkami materii (np. elektronami). Compton (193) zaobserwował rozproszone promienie X o zmienionej długości fali. Klasyczna teoria fal elektromagnetycznych zjawisko rozproszenia tłumaczyła jako pobudzenie do drgań elektronów ośrodka rozpraszającego, które stają się wtórnym źródłem fal ale bez zmiany długości! 35

36 Efekt Comptona jest wynikiem rozpraszania fotonu na quasiswobodnym elektronie e w metalicznej próbce (folii): Załóżmy, że początkowo : elektron jest w spoczynku, pęd wynosi 0, ale energia spoczynkowa m e c foton ma: energię h oraz pęd o wartości h /c + Incident photon q e ' + e' Target electron at rest Recoil electron q p Scattered photon 36

37 Po zderzeniu foton ma energię h i pęd o wartości h /c Zasada zachowania energii: hc + Zasada zachowania pędu dla osi OX m 0 c h m0 c 1 c ( ) v ' m. elektronu m 0 v hc + ( ) v ' 1 c elektron cos + h cos foton Zasada zachowania pędu dla osi OY -foton v elektron -foton rozproszony 0 m 0 v ( ) v ' 1 c elektron sin h sin foton 37

38 Przesunięcie Comptona (długości) Δλλ`-λ czyli różnica pomiędzy długością fali przed (λ`) i po (λ) rozproszeniu: ' h m c 0 (1 cos) ( 1 cos) h m0c jest to tzw. comptonowska długość fali równa, m W zjawisku Cmptona zmiana długości fali nie zależy od energii fotonu padającego, a zależy jedynie od kąta jego rozproszenia. Dla 0 0 0; dla a dla 90 0 (rozproszenie wsteczne); 38

39 Obserwujemy dwa piki: jeden dla elektronów, drugi dla jonów dodatnich Ze wzrostem kąta rozpraszania, intensywność piku od elektronów rośnie 39

40 Przykład 1: Obliczyć kąt, pod jakim został rozproszony w zjawisku Comptona foton o energii początkowej 1, MeV, na elektronie swobodnym, jeżeli długość fali fotonu rozproszonego równa jest comptonowskiej długości fali Przykład : Promieniowanie X o długości fali jest rozpraszane pod kątem prostym na elektronie, który uzyskuje nie relatywistyczną prędkość V i zaczyna się poruszać pod kątem 30 0 do pierwotnego kierunku wiązki X. Zapisz zasady zachowania energii i pędu dla tego przypadku. 40

41 Zasada komplementarności Nielsa Bohra Modele falowy i korpuskularny wzajemnie się uzupełniają: jeżeli dany pomiar dostarcza dowodu falowego, to w tym samym pomiarze nie da się wykryć cech korpuskularnych i na odwrót. W obrazie falowym natężenie promieniowania: I E czyli średnia wartość wektora Poyntinga jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy fali. W obrazie fotonowym korpuskularnym: I Nhv gdzie N jest średnią liczbą fotonów przechodzących w jednostce czasu przez jednostkowa powierzchnię prostopadłą do kierunku ruchu fotonów. 41

42 Uogólnienie hipotezy de Broglie przez Schrödingera dało początek mechanice kwantowej. Fala de Broglie jest reprezentowana przez funkcje falową, która dla przypadku jednowymiarowego ma postać: x ( x, t) Asin ( t) Asin( kx t) Wyrażenie to jest analogiczne do wyrażenia na natężenie pola elektrycznego fali elektromagnetycznej E( x, t) Eo sin( kx t) podstawiając otrzymujemy k p E 1 ( x, t) Asin ( px Et) 4

43 1 ( x, t) Asin ( px Et) Czy można, przeprowadzając odpowiedni pomiar, jednocześnie określić zarówno pęd p jak i położenie x cząstki? Albo w danym momencie określić dokładnie jej energię? Nie można ich określić dokładniej niż na to pozwala zasada nieoznaczoności Heisenberga. 43

44 Zasada nieoznaczoności Heisenberga Pomiar w większości przypadków zmienia stan układu. Aby obserwować dany obiekt oświetlamy go fotonami. Im dokładniej chcemy zbadać położenie obiektu, tym krótsza musi być długość fali fotonów używanych do obserwacji. Fotony o krótszej długości fali niosą większą energię i pęd, a przez to bardziej zaburzają badany układ. Dla przypadku jednowymiarowego: p x x Zasada ta nie jest wynikiem niedokładności przyrządów pomiarowych, ale odnosi się do samego procesu pomiaru. Uwzględnia ona oddziaływanie między obserwatorem i mierzonym obiektem 44

45 Przykłady Znając czas otwarcia migawki i przesunięcie obliczymy szybkość ale nie podamy dokładnego położenia bo obraz jest rozmyty. Dla krótszego czasu migawki - ostre zdjęcie znane położenie auta ale nie znana jest jego prędkość. 45

46 Rozpatrzmy dwa obiekty poruszające się z taką samą prędkością v 300 m/s, wyznaczoną z dokładnością 0,01%. Z jaką dokładnością możemy wyznaczyć ich położenie? Obiekt makroskopowy; kula o masie m50 g p 15 kg m/s, p 0, , kg m/s x p m nm Wielkość ta stanowi średnicy jądra atomowego, jest więc wielkością niemierzalną. Dla obiektów makroskopowych istnienie zasady nieoznaczoności Heisenberga nie nakłada na procedurę pomiarową żadnych ograniczeń. 46

47 Obiekt mikroskopowy; elektron o masie m9, g p, kg m/s p m v, kg m/s x p 0,cm 10 6 nm Wielkość ta stanowi ok. 107 średnicy jądra atomu. Dla obiektów mikroskopowych występują w praktyce zawsze ograniczenia w procedurze pomiarowej. 47

48 Nieoznaczoność czasu i energii Hipoteza de Broglie odnosi się również do pomiaru energii i czasu życia na danym poziomie energetycznym Skoro dp m dv więc dv dpdx mdv dx m dxdt madxdt F dxdt dt Stąd px Et Et dedt Stan o określonym czasie życia Δt nie może mieć dokładnie określonej energii. 48

49 Jeżeli stan wzbudzony atomu ma czas życia τ, to nieoznaczoność energii ujawnia się gdy podczas przejścia do stanu podstawowego o energii E 0 Częstotliwość promieniowania emitowanego w wyniku tego procesu: E Eo f 1 h nie jest dokładnie określona f E h 1 1 Poszerzenie linii spektralnych jest zjawiskiem wynikającym z mechaniki kwantowej 49

50 50

51 Energia stanu podstawowego W pobliżu najniższej energii, gdzie klasycznie p0 Energia oscylatora p p; więc x x E E k + U E p m + 1 mω x ( p) E( x) 1 + m m x p ħ x E x ( ) ħ 8m x + 1 mω x Najmniejsza energia nie jest zerowa E( x) E min Konsekwencją zasady Heisenberga jest występowanie resztkowego ruchu w każdym systemie fizycznym. E min 1 x E quantum x E classic x 51

Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej -1

Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej -1 Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej -1 Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego

Bardziej szczegółowo

Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej -2

Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej -2 Wykład 18: Elementy fizyki współczesnej - Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Efekt fotoelektryczny 1887 Hertz;

Bardziej szczegółowo

Światło fala, czy strumień cząstek?

Światło fala, czy strumień cząstek? 1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie

Bardziej szczegółowo

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła W- (Jaroszewicz) 19 slajdów Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Fizyka kwantowa promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne kwantyzacja światła efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy

Bardziej szczegółowo

Fale materii. gdzie h= 6.6 10-34 J s jest stałą Plancka.

Fale materii. gdzie h= 6.6 10-34 J s jest stałą Plancka. Fale materii 194- Louis de Broglie teoria fal materii, 199- nagroda Nobla Hipoteza de Broglie głosi, że dwoiste korpuskularno falowe zachowanie jest cechą nie tylko promieniowania, lecz również materii.

Bardziej szczegółowo

Wykład 19: Elementy fizyki współczesnej

Wykład 19: Elementy fizyki współczesnej Wykład 19: Elementy fizyki współczesnej Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@ag.edu.pl ttp://layer.uci.ag.edu.pl/z.szklarski/ 1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego

Bardziej szczegółowo

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale

Bardziej szczegółowo

Kwantowa natura promieniowania

Kwantowa natura promieniowania Kwantowa natura promieniowania Promieniowanie ciała doskonale czarnego Ciało doskonale czarne ciało, które absorbuje całe padające na nie promieniowanie bez względu na częstotliwość. Promieniowanie ciała

Bardziej szczegółowo

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy Początek XX wieku Światło: fala czy cząstka? Kwantowanie energii promieniowania termicznego postulat Plancka efekt fotoelektryczny efekt Comptona Fale materii de Broglie a Dualizm korpuskularno - falowy

Bardziej szczegółowo

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. p f Θ foton elektron p f p e 0 p e Zderzenia fotonów

Bardziej szczegółowo

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. 1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 11. Optyka kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA II. 11. Optyka kwantowa.  Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA II 11. Optyka kwantowa Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ FIZYKA KLASYCZNA A FIZYKA WSPÓŁCZESNA Fizyka klasyczna

Bardziej szczegółowo

Falowa natura materii

Falowa natura materii r. akad. 2012/2013 wykład I - II Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Falowa natura materii 1 r. akad. 2012/2013 Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Warunki zaliczenia: Aby uzyskać dopuszczenie

Bardziej szczegółowo

ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE

ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE Źródła światła Prawo promieniowania Kirchhoffa Ciało doskonale czarne Promieniowanie ciała doskonale czarnego Prawo promieniowania Plancka Prawo Stefana-Boltzmanna Prawo przesunięć

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 194 wysunął hipotezę, że cząstki materialne także charakteryzują się dualizmem korpuskularno-falowym. Hipoteza de Broglie

Bardziej szczegółowo

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający

Bardziej szczegółowo

Zjawiska korpuskularno-falowe

Zjawiska korpuskularno-falowe Zjawiska korpuskularno-falowe Gustaw Kircoff (84-887) W 859 rozpoczyna się droga do mecaniki kwantowej od odkrycia linii D w widmie słonecznym Elektron odkryty przez J.J. Tompsona w 897 (neutron w 93).

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ Za dzień narodzenia mechaniki kwantowej jest uważany 14 grudnia roku 1900. Tego dnia, na posiedzeniu Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Berlińskiego

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy fizyki kwantowej Podstawy fizyki kwantowej Fizyka kwantowa - co to jest? Światło to fala czy cząstka? promieniowanie termiczne efekt fotoelektryczny efekt Comptona fale materii de Broglie a równanie Schrodingera podstawa

Bardziej szczegółowo

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Fizyka 3.3 WYKŁAD II Fizyka 3.3 WYKŁAD II Promieniowanie elektromagnetyczne Dualizm korpuskularno-falowy światła Fala elektromagnetyczna Strumień fotonów o energii E F : E F = hc λ c = 3 10 8 m/s h = 6. 63 10 34 J s Światło

Bardziej szczegółowo

VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale.

VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale. VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale. Światło wykazuje zjawisko dyfrakcyjne. Rys.VII.1.Światło padające na

Bardziej szczegółowo

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej. Nikt nie rozumie fizyki kwantowej R. Feynman, laureat Nobla z fizyki

Podstawy fizyki kwantowej. Nikt nie rozumie fizyki kwantowej R. Feynman, laureat Nobla z fizyki Podstawy fizyki kwantowej Nikt nie rozumie fizyki kwantowej R. Feynman, laureat Nobla z fizyki Podstawy fizyki kwantowej Fizyka kwantowa - co to jest? Światło to fala czy cząstka? promieniowanie termiczne

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy fizyki kwantowej Podstawy fizyki kwantowej Fizyka kwantowa - co to jest? Światło to fala czy cząstka? promieniowanie termiczne efekt fotoelektryczny efekt Comptona fale materii de Broglie a równanie Schrodingera podstawa

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy fizyki kwantowej Podstawy fizyki kwantowej Fizyka kwantowa - co to jest? Światło to fala czy cząstka? promieniowanie termiczne efekt fotoelektryczny efekt Comptona fale materii de Broglie a równanie Schrodingera podstawa

Bardziej szczegółowo

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY. Włodzimierz Wolczyński 39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE. FALE DE BROGILE Fale radiowe Fale radiowe ultrakrótkie Mikrofale Podczerwień IR Światło Ultrafiolet UV Promienie X (Rentgena)

Bardziej szczegółowo

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki dr ab. Wacław Makowski Cemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki 1. Kwantowanie. Atom wodoru 3. Atomy wieloelektronowe 4. Termy atomowe 5. Cząsteczki dwuatomowe 6. Hybrydyzacja 7. Orbitale zdelokalizowane

Bardziej szczegółowo

Promieniowanie cieplne ciał.

Promieniowanie cieplne ciał. Wypromieniowanie fal elektromagnetycznych przez ciała Promieniowanie cieplne (termiczne) Luminescencja Chemiluminescencja Elektroluminescencja Katodoluminescencja Fotoluminescencja Emitowanie fal elektromagnetycznych

Bardziej szczegółowo

Ładunek elektryczny jest skwantowany

Ładunek elektryczny jest skwantowany 1. WSTĘP DO MECHANIKI KWANTOWEJ 1.1. Budowa materii i kwantowanie ładunku Materia w skali mikroskopowej nie jest ciągła lecz zbudowana z atomów mówimy, że jest skwantowana Powierzchnia platyny Ładunek

Bardziej szczegółowo

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa Pokazy Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa Zjawisko fotoelektryczne Zjawisko fotoelektryczne polega na tym, że w wyniku

Bardziej szczegółowo

Światło ma podwójną naturę:

Światło ma podwójną naturę: Światło ma podwójną naturę: przejawia własności fal i cząstek W. C. Roentgen ( Nobel 1901) Istnieje ciągłe przejście pomiędzy tymi własnościami wzdłuż spektrum fal elektromagnetycznych Dla niskich częstości

Bardziej szczegółowo

III. EFEKT COMPTONA (1923)

III. EFEKT COMPTONA (1923) III. EFEKT COMPTONA (1923) Zjawisko zmiany długości fali promieniowania roentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach. Zjawisko to stoi u podstaw mechaniki kwantowej. III.1. EFEKT COMPTONA Rys.III.1.

Bardziej szczegółowo

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)

Bardziej szczegółowo

Wykład 7 Kwantowe własności promieniowania

Wykład 7 Kwantowe własności promieniowania Wykład 7 Kwantowe własności promieniowania zdolność absorpcyjna, zdolność emisyjna, prawo Kirchhoffa, prawo Stefana-Boltzmana, prawo Wiena, postulaty Plancka, zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona W7.

Bardziej szczegółowo

Wykład 14. Termodynamika gazu fotnonowego

Wykład 14. Termodynamika gazu fotnonowego Wykład 14 Termodynamika gazu fotnonowego dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 16 stycznia 217 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki statystycznej

Bardziej szczegółowo

Efekt fotoelektryczny

Efekt fotoelektryczny Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej

Bardziej szczegółowo

Problemy fizyki początku XX wieku

Problemy fizyki początku XX wieku Mechanika kwantowa Problemy fizyki początku XX wieku Promieniowanie ciała doskonale czarnego Ciałem doskonale czarnym nazywamy ciało całkowicie pochłaniające na nie promieniowanie elektromagnetyczne, niezależnie

Bardziej szczegółowo

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Analiza spektralna widma gwiezdnego Analiza spektralna widma gwiezdnego JG &WJ 13 kwietnia 2007 Wprowadzenie Wprowadzenie- światło- podstawowe źródło informacji Wprowadzenie- światło- podstawowe źródło informacji Wprowadzenie- światło- podstawowe

Bardziej szczegółowo

Elementy optyki kwantowej. Ciało doskonale czarne. Teoria Wiena. Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż. Ireneusz Owczarek

Elementy optyki kwantowej. Ciało doskonale czarne. Teoria Wiena. Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż. Ireneusz Owczarek Elementy optyki kwantowej dr inż. Ireneusz Owczarek CNMiF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 1 dr inż. Ireneusz Owczarek Elementy optyki kwantowej Ciało doskonale czarne Rozkład

Bardziej szczegółowo

WFiIS. Wstęp teoretyczny:

WFiIS. Wstęp teoretyczny: WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki sezon Dualizm światła i materii

Podstawy fizyki sezon Dualizm światła i materii Podstawy fizyki sezon 2 10. Dualizm światła i materii Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha W poprzednim

Bardziej szczegółowo

FALE MATERII. De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 1924 wysunął hipotezę, że

FALE MATERII. De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 1924 wysunął hipotezę, że FAL MATRII De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 194 wysunął hipotezę, że cząstki materialne także charakteryzują się dualizmem korpuskularno-falowym. Hipoteza de Broglie a Cząstce materialnej

Bardziej szczegółowo

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 39 ATOM WODORU. PROMIENIOWANIE. WIDMA TEST JEDNOKROTNEGO WYBORU

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 39 ATOM WODORU. PROMIENIOWANIE. WIDMA TEST JEDNOKROTNEGO WYBORU autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 39 ATOM WODORU. PROMIENIOWANIE. WIDMA Zadanie 1 1 punkt TEST JEDNOKROTNEGO WYBORU Moment pędu elektronu znajdującego się na drugiej orbicie w atomie

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wykład 3 17 października 2016 A.F.Żarnecki

Bardziej szczegółowo

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017 Optyka Wykład V Krzysztof Golec-Biernat Fale elektromagnetyczne Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017 Wykład V Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 17 Plan Swobodne równania Maxwella Fale elektromagnetyczne

Bardziej szczegółowo

Falowa natura materii

Falowa natura materii r. akad. 2012/2013 wykład I - II Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Falowa natura materii 1 r. akad. 2012/2013 Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Warunki zaliczenia: Aby uzyskać dopuszczenie

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy fizyki kwantowej Podstawy fizyki kwantowej Światło to fala czy cząstka? promieniowanie termiczne efekt fotoelektryczny efekt Comptona Fizyka kwantowa - po co? Jeśli chcemy badać zjawiska, które zachodzą w skali mikro -

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy fizyki kwantowej Wykład I Prolog Przy końcu XIX wieku fizyka, którą dzisiaj określamy jako klasyczną, zdawała się być nauką ostateczną w tym sensie, że wszystkie jej podstawowe prawa były już ustanowione, a efektem dalszego

Bardziej szczegółowo

FALOWY I KWANTOWY OPIS ŚWIATŁA. Światło wykazuje dualizm korpuskularno-falowy. W niektórych zjawiskach takich jak

FALOWY I KWANTOWY OPIS ŚWIATŁA. Światło wykazuje dualizm korpuskularno-falowy. W niektórych zjawiskach takich jak FALOWY KWANTOWY OPS ŚWATŁA Dualizm korpuskularno - falowy Światło wykazuje dualizm korpuskularno-falowy. W niektórych zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja ma naturę falową, a w

Bardziej szczegółowo

Fizyka klasyczna i kwantowa. Krótka historia fizyki.

Fizyka klasyczna i kwantowa. Krótka historia fizyki. Fizyka klasyczna i kwantowa. Krótka historia fizyki. Pod koniec XIX wieku fizycy byli bardzo dumni z rozwoju teorii fizycznych i nic nie wskazywało na przełomowe odkrycia które nastąpiły. Tylko nieliczne

Bardziej szczegółowo

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS LABORATORIUM - MBS 1. ROZWIĄZYWANIE WIDM kolokwium NMR 25 kwietnia 2016 IR 30 maja 2016 złożone 13 czerwca 2016 wtorek 6.04 13.04 20.04 11.05 18.05 1.06 8.06 coll coll

Bardziej szczegółowo

Wielcy rewolucjoniści nauki

Wielcy rewolucjoniści nauki Isaak Newton Wilhelm Roentgen Albert Einstein Max Planck Wielcy rewolucjoniści nauki Erwin Schrödinger Werner Heisenberg Niels Bohr dr inż. Romuald Kędzierski W swoim słynnym dziele Matematyczne podstawy

Bardziej szczegółowo

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona r. akad. 004/005 I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona Jan Królikowski Fizyka IVBC 1 r. akad. 004/005 0.01 nm=0.1 A

Bardziej szczegółowo

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do astrofizyki I Wstęp do astrofizyki I Wykład 3 Tomasz Kwiatkowski 2010-10-20 Tomasz Kwiatkowski, Wstęp do astrofizyki I, Wykład 3 1/22 Plan wykładu Linie widmowe Linie Fraunhofera Prawa Kirchhoffa Analiza widmowa Zjawisko

Bardziej szczegółowo

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Wykład IX 01.12.2018 1 PLAN Fizyka około 1900 roku Promieniowanie elektromagnetyczne Natura materii Równanie Schrödingera Struktura elektronowa atomu Oryginalne dokumenty nie pozostawiają

Bardziej szczegółowo

Fizyka współczesna. Pracownia dydaktyki fizyki. Instrukcja dla studentów. Tematy ćwiczeń

Fizyka współczesna. Pracownia dydaktyki fizyki. Instrukcja dla studentów. Tematy ćwiczeń Pracownia dydaktyki fizyki Fizyka współczesna Instrukcja dla studentów Tematy ćwiczeń I. Wyznaczanie stałej Plancka z wykorzystaniem zjawiska fotoelektrycznego II. Wyznaczanie stosunku e/m I. Wyznaczanie

Bardziej szczegółowo

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Wykład IX 1 PLAN Fizyka około 1900 roku Promieniowanie elektromagnetyczne Natura materii Równanie Schrödingera Struktura elektronowa atomu Oryginalne dokumenty nie pozostawiają wątpliwości,

Bardziej szczegółowo

Wczesne modele atomu

Wczesne modele atomu Wczesne modele atomu Wczesne modele atomu Demokryt (400 p.n.e.) Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania opisu materii około 2400 lat temu. Postawił pytanie: Czy materia może być podzielona na mniejsze

Bardziej szczegółowo

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza

Bardziej szczegółowo

gęstością prawdopodobieństwa

gęstością prawdopodobieństwa Funkcja falowa Zgodnie z hipotezą de Broglie'a, cząstki takie jak elektron czy proton, mają własności falowe. Własności falowe cząstki (lub innego obiektu) w mechanice kwantowej opisuje tzw. funkcja falowa(,t)

Bardziej szczegółowo

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej Optyka kwantowa wprowadzenie Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej Krótka (pre-)historia fotonu (1900-1923) Własności światła i jego oddziaływania

Bardziej szczegółowo

BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO

BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I P Jerzy Politechnika Filipowicz Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I P Jerzy Filipowicz BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO

Bardziej szczegółowo

Rozdział 1. Światło a fizyka kwantowa

Rozdział 1. Światło a fizyka kwantowa Rozdział 1. Światło a fizyka kwantowa 2016 Spis treści Promieniowanie termiczne Ciało doskonale czarne Teoria promieniowania we wnęce, prawo Plancka Zastosowanie prawa Plancka w termometrii Zjawisko fotoelektryczne

Bardziej szczegółowo

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej wykład 2, 17.02.2012 wykład: pokazy: ćwiczenia: Czesław Radzewicz Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek Ernest Grodner Równania Maxwella r-nie falowe

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie cząstek z materią

Oddziaływanie cząstek z materią Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki

Bardziej szczegółowo

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera Elementy mechaniki kwantowej Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera Fale materii de Broglie a (rok 1923) De Broglie zaproponował, że każdy

Bardziej szczegółowo

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Modele atomu wodoru Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Demokryt: V w. p.n.e najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. atomos - niepodzielny Co to jest atom? trochę

Bardziej szczegółowo

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do astrofizyki I Wstęp do astrofizyki I Wykład 2 Tomasz Kwiatkowski 12 październik 2009 r. Tomasz Kwiatkowski, Wstęp do astrofizyki I, Wykład 2 1/21 Plan wykładu Promieniowanie ciała doskonale czarnego Związek temperatury

Bardziej szczegółowo

Dualizm korpuskularno falowy

Dualizm korpuskularno falowy Dualizm korpuskularno falowy Fala elektromagnetyczna o długości λ w pewnych zjawiskach zachowuje się jak cząstka (foton) o pędzie p=h/λ i energii E = h = h. c/λ p Cząstki niosą pęd p Cząstce o pędzie p

Bardziej szczegółowo

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań Andrzej Przybyszewski Michał Witczak Marcin Talarek. Definicja pracy na odcinku A-B 2. Zdefiniować różnicę energii potencjalnych gdy ciało przenosimy z do B

Bardziej szczegółowo

Rysunek 3-19 Model ciała doskonale czarnego

Rysunek 3-19 Model ciała doskonale czarnego 3.4. Początki teorii kwantów narodziny fizyki kwantowej Od czasów sformułowania przez Isaaca Newtona zasad mechaniki klasycznej teoria ta stała się podstawą wszystkich nowopowstałych atomistycznych modeli

Bardziej szczegółowo

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do astrofizyki I Wstęp do astrofizyki I Wykład 2 Tomasz Kwiatkowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Fizyki Instytut Obserwatorium Astronomiczne Tomasz Kwiatkowski, shortinst Wstęp do astrofizyki I,

Bardziej szczegółowo

Stara i nowa teoria kwantowa

Stara i nowa teoria kwantowa Stara i nowa teoria kwantowa Braki teorii Bohra: - podane jedynie położenia linii, brak natężeń -nie tłumaczy ilości elektronów na poszczególnych orbitach - model działa gorzej dla atomów z więcej niż

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wykład 5 7 listopada 2016 A.F.Żarnecki Podstawy

Bardziej szczegółowo

Teorie wiązania chemicznego i podstawowe zasady mechaniki kwantowej Zjawiska, które zapowiadały nadejście nowej ery w fizyce i przybliżały

Teorie wiązania chemicznego i podstawowe zasady mechaniki kwantowej Zjawiska, które zapowiadały nadejście nowej ery w fizyce i przybliżały WYKŁAD 1 Teorie wiązania chemicznego i podstawowe zasady mechaniki kwantowej Zjawiska, które zapowiadały nadejście nowej ery w fizyce i przybliżały sformułowanie praw fizyki kwantowej: promieniowanie katodowe

Bardziej szczegółowo

Wykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Wykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok Wykład 17: Atom Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Wczesne modele atomu Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania

Bardziej szczegółowo

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 1 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2015/16

Bardziej szczegółowo

Wykład Budowa atomu 2

Wykład Budowa atomu 2 Wykład 7.12.2016 Budowa atomu 2 O atomach cd Model Bohra podsumowanie Serie widmowe O czym nie mówi model Bohra Wzbudzenie, emisja, absorpcja O liniach widmowych Kwantowomechaniczny model atomu sformułowanie

Bardziej szczegółowo

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego W5. Energia molekuł Przemieszczanie się całych molekuł w przestrzeni - Ruch translacyjny - Odbywa się w fazie gazowej i ciekłej, w fazie stałej

Bardziej szczegółowo

Wykład Budowa atomu 1

Wykład Budowa atomu 1 Wykład 30. 11. 2016 Budowa atomu 1 O atomach Trochę historii i wprowadzenie w temat Promieniowanie i widma Doświadczenie Rutherforda i odkrycie jądra atomowego Model atomu wodoru Bohra sukcesy i ograniczenia

Bardziej szczegółowo

W3. Mechanika klasyczna objekty klasyczne

W3. Mechanika klasyczna objekty klasyczne W3. Mechanika klasyczna objekty klasyczne 1. Obiekt w ruchu ma tendencję do pozostawania w ruchu. 2. Siła równa się masa razy przyspieszenie 3. Dla każdego działania jest równa i przeciwna reakcja. Sir

Bardziej szczegółowo

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Mateusz Winkowski, Jan Szczepanek

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Mateusz Winkowski, Jan Szczepanek Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej wykład 2, 06.10.2017 wykład: pokazy: ćwiczenia: Czesław Radzewicz Mateusz Winkowski, Jan Szczepanek Radosław Łapkiewicz Równania Maxwella r-nie

Bardziej szczegółowo

falowa natura materii

falowa natura materii 10 listopada 2016 1 Fale de Broglie a Dyfrakcja promieni X 1895 promieniowanie X dopiero w 1912 dowód na ich falowa naturę - to promieniowanie elektromagnetyczne zjawiska falowe: ugięcia, dyfrakcji - trudne:

Bardziej szczegółowo

ZESTAW PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN Z FIZYKI sem /13

ZESTAW PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN Z FIZYKI sem /13 1 ZESTAW PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN Z FIZYKI sem. 2 2012/13 Ruch falowy 1. Co to jest fala mechaniczna? Podaj warunki niezbędne do zaobserwowania rozchodzenia się fali mechanicznej. 2. Jaka wielkość

Bardziej szczegółowo

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 1 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15

Bardziej szczegółowo

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika Fizyka 3 Konsultacje: p. 39, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 1 sprawdzian 30 pkt 15.1 18 3.0 18.1 1 3.5 1.1 4 4.0 4.1 7 4.5 7.1 30 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: - elementy

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Anna Gorczyca Rok akademicki 2013/2014 Literatura D. Halliday, R. Resnick, Fizyka t. 2, PWN 1999 r. J.R.Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN Warszawa 1979 M. Pluta, Mikroskopia

Bardziej szczegółowo

Wykład 32. ciało doskonale czarne T = 2000 K. wolfram T = 2000 K

Wykład 32. ciało doskonale czarne T = 2000 K. wolfram T = 2000 K Wykład 32 32. Światło a fizyka kwantowa 32.1 Źródła światła Najbardziej znanymi źródłami światła są rozgrzane ciała stałe i gazy, w których zachodzi wyładowanie elektryczne; np. wolframowe włókna żarówek

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie promieniowania X z materią. Podstawowe mechanizmy

Oddziaływanie promieniowania X z materią. Podstawowe mechanizmy Oddziaływanie promieniowania X z materią Podstawowe mechanizmy Promieniowanie od oscylującego elektronu Rozpraszanie Thomsona Dyspersja podejście klasyczne Fala padająca Wymuszony, tłumiony oscylator harmoniczny

Bardziej szczegółowo

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny)

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny) O atomie 460-370 p.n.e. Demokryt z Abdery Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny) 1808 John Dalton teoria atomistyczna 1. Pierwiastki składają się z małych, niepodzielnych

Bardziej szczegółowo

Widmo fal elektromagnetycznych

Widmo fal elektromagnetycznych Czym są fale elektromagnetyczne? Widmo fal elektromagnetycznych dr inż. Romuald Kędzierski Podstawowe pojęcia związane z falami - przypomnienie pole falowe część przestrzeni objęta w danej chwili falą

Bardziej szczegółowo

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY 41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V Optyka fizyczna POZIOM PODSTAWOWY Dualizm korpuskularno-falowy Atom wodoru. Widma Fizyka jądrowa Teoria względności Rozwiązanie zadań należy

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X

Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X Oskar Gawlik, Jacek Grela 16 lutego 2009 1 Podstawy teoretyczne 1.1 Liczniki proporcjonalne Wydajność detekcji promieniowania elektromagnetycznego

Bardziej szczegółowo

Efekt fotoelektryczny. 18 października 2017

Efekt fotoelektryczny. 18 października 2017 Efekt fotoelektryczny 18 października 2017 Treść wykładu Promieniowanie ciała doskonale czarnego wzór Plancka Efektu fotoelektryczny foton (kwant światła) promieniowanie termiczne fakt znany od wieków:

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest

Bardziej szczegółowo

Rysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego

Rysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego 3.5. Model Bohra-Sommerfelda Przeciw modelowi atomu zaproponowanego przez Ernesta Rutherforda przemawiały także wyniki badań spektroskopowych pierwiastków. Jeśli elektrony, jak wynika z teorii Maxwella,

Bardziej szczegółowo

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski Fizyka 2 wykład 14 Janusz Andrzejewski Atom wodoru Wczesne modele atomu -W czasach Newtona atom uważany była za małą twardą kulkę co dość dobrze sprawdzało się w rozważaniach dotyczących kinetycznej teorii

Bardziej szczegółowo

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA) Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA) Promieniowaniem X nazywa się promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od około

Bardziej szczegółowo