Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
|
|
- Urszula Romanowska
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 5 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
2 Plan 1 Atomy w polach zewnętrznych 2 Chłodzenie i pułapkowanie atomów 3 Kondensat Bosego-Einsteina
3 Atom w polu magnetycznym Efekt Zeemana W słabym polu zachowane zostaje sprzężenie L-S. Wypadkowy moment magnetyczny µ J oddziałuje z polem magnetycznym µ J = µ S + µ L µ J wiruje wokół J mierzalny jest rzut ( µ J ) J ( µ J ) J wiruje wokół B0 Energia oddziaływania: E B = ( µ J ) J B 0 [H. Haken, H.C. Wolf, Atomy i kwanty]
4 Atom w polu magnetycznym Jak wyznaczyć potrzebne rzuty? E B = ( µ J ) J B 0 = (µ J ) J,z B 0 µ L = g L µ B L, g L = 1 µ S = g S µ B S, g S 2 µ J = g J µ B J, g J =? Z tw. cosinusów: J(J + 1) + S(S + 1) L(L + 1) g J = 1+ 2J(J + 1) [H. Haken, H.C. Wolf, Atomy i kwanty]
5 Atom w polu magnetycznym Energia oddziaływania E B = ( µ J ) J B 0 = (µ J ) J,z B 0 µ L = g L µ B L, g L = 1 µ S = g S µ B S, g S 2 µ J = g J µ B J, g J =? Z tw. cosinusów: J(J + 1) + S(S + 1) L(L + 1) g J = 1+ 2J(J + 1) Rzut na kierunek pola: ( µ J ) J,z = m J g J µ B m J = J,.., J Energia oddziaływania: E B = m J g J µ B B 0
6 Efekt Zeemana Widmo sodu w słabym polu magnetycznym Dozwolone przejścia optyczne: m j = ±1 polaryzacja kołowa m j = 0 polaryzacja liniowa [H. Haken, H.C. Wolf, Atomy i kwanty]
7 Efekt Paschena-Backa Atom w silnym polu magnetycznym Silne pole zerwanie sprzężenia L-S. L i S niezależnie sprzęgaja się z zewnętrznym polem E B = (m l + 2m s )µ b B 0
8 Atom w polu elektrycznym Klasycznie Pole elektryczne indukuje w atomie moment dipolowy p = α E Energia oddziaływania momentu dipolowego z polem elektrycznym E = 1 2 p E = 1 2 αe 2 Przesunięcia poziomów proporcjonalne do kwadratu natężenia pola elektrycznego Zgodne jakościowo z obserwacjami (ale nie wszystkimi!)
9 Atom w polu elektrycznym Kwantowo - stany niezdegenerowane Stosujemy rachunek zaburzeń W jednorodnym polu elektrycznym E = Eẑ: H = H 0 + eez = H 0 + H E Poprawka pierwszego rzędu do energii stanu ψ i >: E (1) i =< ψ i H E ψ i >= ee < ψ i z ψ i >= 0 Poprawka drugiego rzędu: E (2) i = j i ee < ψ j z ψ i > 2 E i E j = e 2 E 2 j i < ψ j z ψ i > 2 E i E j Poprawka proporcjonalna do E 2 - kwadratowy efekt Starka
10 Atom w polu elektrycznym Kwantowo - stany zdegenerowane Jeśli ψ 1 > i ψ 2 > sa stanami zdegenerowanymi, to < ψ 1 eez ψ 1 > E < ψ 1 eez ψ 2 > < ψ 2 eez ψ 1 > < ψ 2 eez ψ 2 > E = 0 E E 12 E = 0 E 12 E 2 E 12 2 = 0 E 12 = ± E 12 = ±ee < ψ 1 z ψ 2 > Liniowy efekt Starka (np. w stanach o n = 2 atomu wodoru)
11 Laserowe spowalnianie fotonów Przy każdym akcie absorpcji foton przekazuje pęd p fot = h λ Pędy uzyskiwane przez atom w aktach emisji uśredniaja się do zera Po N aktach absorpcji-emisji atom uzyskuje wypadkowy pęd w kierunku wi azki p = Np fot
12 Laserowe spowalnianie fotonów Grupę atomów z wiazki o jednakowej prędkości można spowolnić do prędkości bliskiej 0 ( ) Atom "widzi" światło o częstości ω = ω laser 1 + v c Laser musi być przestrajany w miarę spowalniania atomów Częstość przejść atomowych ω a musi być modyfikowana, aby zawsze spełniony był warunek ( ω a = ω laser 1 + v ) c
13 Spowalniacz zeemanowski Do zmiany częstości przejść wykorzystuje się efekt Zeemana: [ Pole magnetyczne zmienia się wzdłuż kierunku wiazki atomowej.
14 Spowalniacz zeemanowski [
15 Pułapkowanie atomów Melasa optyczna Atom w przeciwbieżnych wiazkach laserowych Prawdopodobieństwo absorpcji fotonu opisane profilem Lorentza: α 0 α(ω) = (ω ω 0 ) 2 + (γ/2) 2 Dopplerowskie przesunięcie częstości ( ω(v) = ω L 1 + v ) c Wypadkowa siła działajaca na atom z dwóch wiazek: F (ω L ω 0 )ω L v c Dla ω L < ω 0 jest F v (siła oporu) (szczegóły na tablicy)
16 Melasa optyczna W trzech wymiarach atomy poruszaja się jak w środowisku stawiajacym bardzo duży opór (o dużej lepkości, jak melasa) Siła zależy od prędkości, nie od położenia Nie ma pułapkowania, tylko silne spowolnienie ruchu atomów Pułapkowanie wymaga siły zależnej od położenia
17 Granice chłodzenia Temperatura dopplerowska Chłodzenie oparte na absorpcji - emisji spontanicznej: dla wielu aktów abs-em. średni pęd atomu < p >= 0 ale średni kwadrat pędu < p 2 > 0 czyli temperatura T > 0 dopplerowska granica chłodzenia: T D = γ 2k B T D µK
18 Granice chłodzenia Poniżej temp. dopplerowskiej Chłodzenie Syzyfa T min T r = 2 k 2 2mk B [E. Luc, F. Renzoni, Nat. Phys. 9, 615 (2013] (Temp. odrzutu) W praktyce T min 10µK
19 Pułapkowanie atomów Atom dwupoziomowy w polu magnetycznym: Stan wzbudzony o całkowitym momencie pędu F = 1 Stan podstawowy o F = 0 W polu magnetycznym stan górny ulega rozszczepieniu, a dolny nie F = 1 B = 0 B > 0 F = 1, m F = 1 F = 1, m F = 0 F = 1, m F = -1 σ + π σ - F = 0 F = 0 Działa reguła wyboru na m F - stan końcowy zależy od polaryzacji światła
20 Pułapkowanie atomów Pułapka magnetooptyczna (MOT) - 1 wymiar Chmura atomowa w polu magnetycznym liniowo zależnym od położenia naturalna częstość przejścia laser absorpcja [K. Brzozowski, rozprawa doktorska, UJ, Kraków 2010] Siła zwrotna - zależna od położenia
21 Pułapkowanie atomów Pułapka magnetooptyczna (MOT) - 3 wymiary [K. Brzozowski, rozprawa doktorska, UJ, Kraków 2010]
22 Pułapka magnetooptyczna (MOT) [C. Orzel, scienceblogs.com]
23 Optyczna pułapka dipolowa Dynamiczny efekt Starka - pole elektryczne fali E-M indukuje w atomie oscylujacy moment dipolowy p = αe α - zespolone, bo oscylacje p nie sa w fazie z E (oscylator z siła wymuszajac a) Energia oddziaływania atomu z polem E Siła działajaca na atom: E = 1 2 < p E >= 1 2ɛ 0 c R(α)I F = E = 1 2ɛ 0 c R(α) I Znak R(α) zależy od ω = ω ω 0 Dla ω < 0 atom jest wci agany w obszar większego natężenia światła I
24 Optyczna pułapka dipolowa Atomy sa pułapkowane w ognisku wiazki laserowej [T. A. Nieminen, Nature Phot. 4, 737 (2010)] Atomy 87 Rb w jednej i w dwóch skrzyżowanych wi azkach laserowych [
25 Sieci optyczne Pułapka dipolowa utworzona przez interferujace wiazki światła [I. Bloch, Nature 453, 1016 (2008)]
26 Kondensat Bosego-Einsteina Makroskopowa liczba atomów obsadza stan podstawowy Atomy w kondensacie maja ten sam pęd Atomy zachowuja się kolektywnie ("jak jedna czastka") [W. Ketterle, Postępy Fizyki 54, 11 (2003)]
27 Kondensat Bosego-Einsteina Trudności Atomy musza być uwięzione za pomoca pól, bo w komórce osiadłyby na ściankach Atomy musza zostać schłodzone tak, by nie skondensowały "klasycznie" - do cieczy lub ciała stałego Chłodzenie w pułapce magnetooptycznej nie zapewnia dostatecznie niskiej temperatury
28 Kondensat Bosego-Einsteina Chłodzenie przez odparowanie Atomy o największej energii uciekaja z układu Stopniowo obniżajac potencjał obniża się temperaturę układu pozostajacego w pułapce (magnetycznej) W trakcie schładzania następuje kondensacja [cold-atoms.physics.lsa.umich.edu]
29 Kondensat Bosego-Einsteina [cua.mit.edu]
30 Kondensat Bosego-Einsteina Interferencja dwóch kondensatów
31 Monopole magnetyczne w kondensacie [M. W. Ray, E. Ruokokoski, S. Kandel, M. Möttönen, D. S. Hall, Nature 505, 657 (2014)]
32 Atomy w polach zewnetrznych Chłodzenie i pułapkowanie atomów Kondensat Bosego-Einsteina Układ dos wiadczalny [ Kondensat Bosego-Einsteina
33 Zastosowania zimnych atomów "Platforma testowa" dla mechaniki i elektrodynamiki kwantowej Ultraprecyzyjna spektroskopia atomowa Ultraprecyzyjne wzorce czasu (zegary optyczne o dokładności lepszej niż ) Pomiary bardzo słabych pól magnetycznych Poszukiwania "nowej fizyki" wpływ nieznanych pól na zachowanie atomów w kondensacie (aksjony)
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 5 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 5 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka, Michał Karpiński Wydział
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 5 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 5 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 6 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 4 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowoWstęp 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 szczegółowoWstęp 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 szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 3 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 3 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowo- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie T. 0 k. z L 0 k. L 0 k
Podsumowanie W1 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna b) spektroskopia bezdopplerowska 1. Spektroskopia nasyceniowa - wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne
Bardziej szczegółowoAtomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym
Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym 1. Kwantowanie przestrzenne momentów magnetycznych i rezonans spinowy 2. Efekt Zeemana (normalny i anomalny) oraz zjawisko Paschena-Backa 3. Efekt Starka
Bardziej szczegółowo- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie. 0 k. z L 0 k. L 0 k
Podsumowanie W1 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna b) spektroskopia bezdopplerowska 1. Spektroskopia nasyceniowa nasycenie selekcja prędkości - wiązki pompująca & próbkująca
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 6 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka, Michał Karpiński Wydział
Bardziej szczegółowoPodsumowanie W Spektroskopia dwufotonowa. 1. Spektroskopia nasyceniowa. selekcja prędkości. nasycenie. ω 0 ω Laser. ω 21 2ω.
Podsumowanie W1 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna b) spektroskopia bezdopplerowska 1. Spektroskopia nasyceniowa nasycenie selekcja prędkości - wiązki pompująca & próbkująca
Bardziej szczegółowoII.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym
II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym 1. Kwantowanie przestrzenne w zewnętrznym polu magnetycznym. Model wektorowy raz jeszcze 2. Zjawisko Zeemana Normalne zjawisko Zeemana i jego wyjaśnienie w modelu
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoStreszczenie W13. chłodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. pułapki jonowe: siły Coulomba
Streszczenie W13 pułapki jonowe: siły Coulomba pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane kontrolowanie pojedynczych atomów zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki
Bardziej szczegółowoStreszczenie W13. pułapki jonowe: siły Kulomba. łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. 9 pułapki Penninga, Paula
Streszczenie W13 pułapki jonowe: siły Kulomba 9 pułapki Penninga, Paula G pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane 9 kontrolowanie pojedynczych atomów I zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki
Bardziej szczegółowoWykład Atom o wielu elektronach Laser Rezonans magnetyczny
Wykład 21. 12.2016 Atom o wielu elektronach Laser Rezonans magnetyczny Jeszcze o atomach Przypomnienie: liczby kwantowe elektronu w atomie wodoru, zakaz Pauliego, powłoki, podpowłoki, orbitale, Atomy wieloelektronowe
Bardziej szczegółowozastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki kwantowe (obserw. na żywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach)
Streszczenie W13 pułapki jonowe: siły Coulomba pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane kontrolowanie pojedynczych atomów I zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki
Bardziej szczegółowo(obserw. na Ŝywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach) a) spontaniczne ciśnienie światła (rozpraszają en. chłodzą)
Streszczenie W11 pułapki jonowe: siły Kulomba pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane kontrolowanie pojedynczych atomów I zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowo2/τ. ω fi Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2009/10. wykład 10 1/14 = 1. 2 fi 0.5
Streszczenie W9: stany niestacjonarne niestacjonarne superpozycje stanów elektronowych promieniują polaryzacja składowych zeemanowskich = wynik szczególnej ewolucji stanów niestacjonarnych w polu B przejścia
Bardziej szczegółowopułapki jonowe: siły Kulomba łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane
Streszczenie W13 pułapki jonowe: siły Kulomba pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane kontrolowanie pojedynczych atomów I zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Aneta Drabińska, Barbara Piętka, Paweł Kowalczyk Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoPodstawy 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 szczegółowoNierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych
Nierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych B. Piętka, M. Król, R. Mirek, K. Lekenta, J. Szczytko J.-G. Rousset, M. Nawrocki,
Bardziej szczegółowoPodstawy 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 szczegółowokondensat Bosego-Einsteina
kondensat Bosego-Einsteina Jacek Matulewski Karolina Słowik Jarosław Zaremba Jacek Jurkowski MECHANIKA KWANTOWA DLA NIEFIZYKÓW Podziękowania dla Dr. M. Zawady (Krajowe Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.
WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab. Halina Abramczyk POLITECHNIKA ŁÓDZKA Wydział Chemiczny
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 9 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoWykład Budowa atomu 3
Wykład 14. 12.2016 Budowa atomu 3 Model atomu według mechaniki kwantowej Równanie Schrödingera dla atomu wodoru i jego rozwiązania Liczby kwantowe n, l, m l : - Kwantowanie energii i liczba kwantowa n
Bardziej szczegółowoTemperatura i ciepło
Temperatura i ciepło Zerowa zasada termodynamiki Ciepło: Sposób przekazu energii wewnętrznej w skutek różnicy temperatur Ciała są w kontakcie termalnym jeżeli ciepło może być przekazywane między nimi Kiedy
Bardziej szczegółowoSpin jądra atomowego. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1
Spin jądra atomowego Nukleony mają spin ½: Całkowity kręt nukleonu to: Spin jądra to suma krętów nukleonów: Dla jąder parzysto parzystych, tj. Z i N parzyste ( ee = even-even ) I=0 Dla jąder nieparzystych,
Bardziej szczegółowoFizyka 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 szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 7 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoStara 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 szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 7 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2015/16
Bardziej szczegółowo0900 FS2 2 FAC. Fizyka atomu i cząsteczki FT 8. WYDZIAŁ FIZYKI UwB KOD USOS: Karta przedmiotu. Przedmiot moduł ECTS. kierunek studiów: FIZYKA 2 st.
WYDZIAŁ FIZYKI UwB KOD USOS: 0900 FS2 2 FAC Karta przedmiotu Przedmiot moduł ECTS Fizyka atomu i cząsteczki FT 8 kierunek studiów: FIZYKA 2 st. specjalność: FIZYKA TEORETYCZNA Formy zajęć wykład konwersatorium
Bardziej szczegółowoAtomy mają moment pędu
Atomy mają moment pędu Model na rysunku jest modelem tylko klasycznym i jak wiemy z mechaniki kwantowej, nie odpowiada dokładnie rzeczywistości Jednakże w mechanice kwantowej elektron nadal ma orbitalny
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 4 Temat: Modulacja światła laserowego: efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą
Bardziej szczegółowoDoświadczenie Sterna-Gerlacha
Doświadczenie Sterna-Gerlacha skolimowana (szczeliny) wiązka at. Ag w próżni (st. podst.: 5s S /, l=) obserwacja obrazu wiązki na okienku aparatury d!! w niejednor. polu mgt. oddz. z dipolem mgt.: V= µ
Bardziej szczegółowoAtom wodoru. Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu:
ATOM WODORU Atom wodoru Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu: U = 4πε Opis kwantowy: wykorzystując zasadę odpowiedniości
Bardziej szczegółowoPodsumowanie ostatniego wykładu
Podsumowanie ostatniego wykładu Obserwacja przejść rezonansowych wymuszonych przez pole EM jest możliwa tylko, gdy istnieje różnica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są prawie jednakowo
Bardziej szczegółowoPodsumowanie W10. Oparte o: Prof.W. Gawlik Wst p do Fizyki Atomowej, 2004/05 1/21
ćś Ŝ Ŝ ą ą ą Ŝ ćś ą ą Ŝ Ŝ Ŝ ą ś Podsumowanie W10 Obserwacja przej rezonansowych wymuszonych przez pole EM jest mo liwa tylko, gdy istnieje ró nica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy
Bardziej szczegółowoANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI
ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI ANALIZA ŚLADÓW METODA ICP-OES Optyczna spektroskopia emisyjna ze wzbudzeniem w indukcyjnie sprzężonej plazmie WYKŁAD 4 Rodzaje widm i mechanizm ich powstania PODSTAWY SPEKTROSKOPII
Bardziej szczegółowoPodsumowanie W9. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2003/04. wykład 12 1
Podsumowanie W9 Obserwacja przejść rezonansowych wymuszonych przez pole EM jest moŝliwa tylko, gdy istnieje róŝnica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są prawie jednakowo obsadzone.
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 2006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Równania optyki półklasycznej Posłużymy się teraz równaniem (2.4), i Ψ t = ĤΨ ażeby wyprowadzić
Bardziej szczegółowoPoczątek 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 szczegółowoII.5 Sprzężenie spin-orbita - oddziaływanie orbitalnych i spinowych momentów magnetycznych
r. akad. 004/005 II.5 Sprzężenie spin-orbita - oddziaływanie orbitalnych i spinowych momentów magnetycznych Sprzężenie spin - orbita jest drugim, po efektach relatywistycznych, źródłem rozszczepienia subtelnego
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Równania (3.7), pomimo swojej prostoty, nie posiadają poza nielicznymi przypadkami ścisłych rozwiązań,
Bardziej szczegółowo2/τ. ω fi = 1. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 10 1/21. 2 fi 0.5
Streszczenie W9: stany niestacjonarne niestacjonarne superpozycje stanów elektronowych promieniują polaryzacja składowych zeemanowskich = wynik szczególnej ewolucji stanów niestacjonarnych w polu B przejścia
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 2006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Rezonansowe oddziaływanie układu atomowego z promieniowaniem "! "!! # $%&'()*+,-./-(01+'2'34'*5%.25%&+)*-(6
Bardziej szczegółowoStreszczenie W8: Widma molekularne: Oddziaływanie atomów z polami EM:
Streszczenie W8: Widma molekularne: -str. rotacyjna, oscylacyjna, rotacyjno-oscylacyjna, wykresy Fortrata -str. elektronowa zasady Borna-Oppenheimera i Francka-Condona wyznaczanie parametrów cząsteczek
Bardziej szczegółowoMechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?
Mechanika kwantowa Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki? Mechanika kwantowa Elektron fala stojąca wokół jądra Mechanika kwantowa Równanie Schrödingera Ĥ E ψ H ˆψ = Eψ operator różniczkowy
Bardziej szczegółowoOptyka. 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 szczegółowoPodsumowanie W11. Nierównowagowe rozkłady populacji pompowanie optyczne (zachowanie krętu atom-pole EM)
Podsumowanie W Obserw. przejść wymusz. przez pole EM tylko, gdy różnica populacji. ymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są ~ jednakowo obsadzone. En. I det ħ m=+/ m=-/ B B A B h 8 3 Nierównowagowe
Bardziej szczegółowoWłaściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).
Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków). 1925r. postulat Pauliego: Na jednej orbicie może znajdować się nie więcej
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 3 Temat: Efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą modulowania zmiany polaryzacji światła oraz
Bardziej szczegółowoOddziaływanie atomu z kwantowym polem E-M: C.D.
Oddziaływanie atomu z kwantowym polem E-M: C.D. 1 atom jakoźródło 1 fotonu. Emisja spontaniczna wg. złotej reguły Fermiego. Absorpcja i emisja kolektywna ˆ E( x,t)=i λ Powtórzenie d 3 ω k k 2ǫ(2π) 3 e
Bardziej szczegółowoII.4 Kwantowy moment pędu i kwantowy moment magnetyczny w modelu wektorowym
II.4 Kwantowy moment pędu i kwantowy moment magnetyczny w modelu wektorowym Jan Królikowski Fizyka IVBC 1 II.4.1 Ogólne własności wektora kwantowego momentu pędu Podane poniżej własności kwantowych wektorów
Bardziej szczegółowoSpektroskopia magnetyczna
Spektroskopia magnetyczna Literatura Zbigniew Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN W- wa 1992 lub nowsze wydanie Przypomnienie 1) Mechanika ruchu obrotowego - moment bezwładności, moment pędu,
Bardziej szczegółowoFizyka 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 szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 10 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2015/16
Bardziej szczegółowoUltra-zimne atomy w kompaktowym układzie eksperymentalnym
Uniwersytet Jagielloński Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Ultra-zimne atomy w kompaktowym układzie eksperymentalnym Praca Magisterska na kierunku FIZYKA Autor: Roman PANAŚ Promotor:
Bardziej szczegółowofotony i splątanie Jacek Matulewski Karolina Słowik Jarosław Zaremba Jacek Jurkowski MECHANIKA KWANTOWA DLA NIEFIZYKÓW
fotony i splątanie Jacek Matulewski Karolina Słowik Jarosław Zaremba Jacek Jurkowski MECHANIKA KWANTOWA DLA NIEFIZYKÓW wektory pojedyncze fotony paradoks EPR Wielkości wektorowe w fizyce punkt zaczepienia
Bardziej szczegółowoZESTAW 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 szczegółowoSPEKTROSKOPIA 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 szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 2 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowoJZ wg W. Gawlik - PodstawyFizyki Atomowej, wykład 10 1/21. 2 fi 0.5
Streszczenie W9: stany niestacjonarne niestacjonarne superpozycje stanów elektronowych promieniują polaryzacja składowych zeemanowskich = wynik szczególnej ewolucji stanów niestacjonarnych w polu B przejścia
Bardziej szczegółowoLaboratorium FAMO. Laboratorium ultrazimnej. Laboratorium małych zespołów jonów Laboratorium inżynierii kwantowej
Laboratorium FAMO Laboratorium ultrazimnej materii Laboratorium małych zespołów jonów Laboratorium inżynierii kwantowej Otwarcie Krajowego Laboratorium FAMO - 11 maja 2002 Krajowe Laboratorium Fizyki Atomowej,
Bardziej szczegółowoAtom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera
Fizyka atomowa Atom wodoru w mechanice kwantowej Moment pędu Funkcje falowe atomu wodoru Spin Liczby kwantowe Poprawki do równania Schrödingera: struktura subtelna i nadsubtelna; przesunięcie Lamba Zakaz
Bardziej szczegółowoDiagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna. Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej
Diagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej Plazma Różne rodzaje plazmy: http://www.ipp.cas.cz/mi/index.html http://www.pro-fusiononline.com/welding/plasma.htm
Bardziej szczegółowoWykład 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 szczegółowoLiczby kwantowe elektronu w atomie wodoru
Liczby kwantowe elektronu w atomie wodoru Efekt Zeemana Atom wodoru wg mechaniki kwantowej ms = magnetyczna liczba spinowa ms = -1/2, do pełnego opisu stanu elektronu potrzebna jest ta liczba własność
Bardziej szczegółowoOptyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa
Optyka Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa 1 Optyka falowa Opis i zastosowania fal elektromagnetycznych w zakresie widzialnym i bliskim
Bardziej szczegółowoAtom ze spinem i jądrem
Atom ze spinem i jądrem Powtórzenie E 3s 2s 3p 2p 3d Ruch w polu ekranowym znosi degenracje ze wzgledu na l 1s Li l Powtórzenie 5 2 P 3/2 F=I+J 5P F= I-J 5 2 P 1/2 struktura subtelna struktura nadsubtelna
Bardziej szczegółowoPomiar widm emisyjnych He, Na, Hg, Cd oraz Zn
Ćwiczenie 33 Pomiar widm emisyjnych He, Na, Hg, Cd oraz Zn 33.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu mierzone są widma emisyjne atomów helu(he), sodu(na), rtęci (Hg), kadmu(cd) i cynku(zn). Pomiar widma helu
Bardziej szczegółowoMetody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy
Metody rezonansowe Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy Co należy wiedzieć Efekt Zeemana, precesja Larmora Wektor magnetyzacji w podstawowym eksperymencie NMR Transformacja Fouriera Procesy
Bardziej szczegółowoRecenzja pracy doktorskiej mgr Tomasza Świsłockiego pt. Wpływ oddziaływań dipolowych na własności spinorowego kondensatu rubidowego
Prof. dr hab. Jan Mostowski Instytut Fizyki PAN Warszawa Warszawa, 15 listopada 2010 r. Recenzja pracy doktorskiej mgr Tomasza Świsłockiego pt. Wpływ oddziaływań dipolowych na własności spinorowego kondensatu
Bardziej szczegółowoOddziaływania fundamentalne
Oddziaływania fundamentalne Silne: krótkozasięgowe (10-15 m). Siła rośnie ze wzrostem odległości. Znaczna siła oddziaływania. Elektromagnetyczne: nieskończony zasięg, siła maleje z kwadratem odległości.
Bardziej szczegółowoWykład 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 szczegółowoPlan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe
Plan Zajęć 1. Termodynamika, 2. Grawitacja, Kolokwium I 3. Elektrostatyka + prąd 4. Pole Elektro-Magnetyczne Kolokwium II 5. Zjawiska falowe 6. Fizyka Jądrowa + niepewność pomiaru Kolokwium III Egzamin
Bardziej szczegółowoFizyka elektryczność i magnetyzm
Fizyka elektryczność i magnetyzm W5 5. Wybrane zagadnienia z optyki 5.1. Światło jako część widma fal elektromagnetycznych. Fale elektromagnetyczne, które współczesny człowiek potrafi wytwarzać, i wykorzystywać
Bardziej szczegółowoFizyka. dr Bohdan Bieg p. 36A. wykład ćwiczenia laboratoryjne ćwiczenia rachunkowe
Fizyka dr Bohdan Bieg p. 36A wykład ćwiczenia laboratoryjne ćwiczenia rachunkowe Literatura Raymond A. Serway, John W. Jewett, Jr. Physics for Scientists and Engineers, Cengage Learning D. Halliday, D.
Bardziej szczegółowoPrawa ruchu: dynamika
Prawa ruchu: dynamika Fizyka I (B+C) Wykład X: Równania ruchu Więzy Rozwiazywanie równań ruchu oscylator harminiczny, wahadło ruch w jednorodnym polu elektrycznym i magnetycznym spektroskop III zasada
Bardziej szczegółowoStany skupienia materii
Stany skupienia materii Ciała stałe - ustalony kształt i objętość - uporządkowanie dalekiego zasięgu - oddziaływania harmoniczne Ciecze -słabo ściśliwe - uporządkowanie bliskiego zasięgu -tworzą powierzchnię
Bardziej szczegółowoNadpłynność i nadprzewodnictwo
Nadpłynność i nadprzewodnictwo Krzysztof Byczuk Instytut Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski 13 marzec 2019 www.fuw.edu.pl/ byczuk Tarcie, opór, dysypacja... pomaga... przeszkadza...
Bardziej szczegółowoLaser atomowy. Tomasz Kawalec. 15 stycznia Laser optyczny i atomowy Dotychczasowe realizacje Nowy pomysł Zimne atomy w ZOA
Tomasz Kawalec 15 stycznia 2009 ENS, Laboratoire Kastler Brossel Zakład Optyki Atomowej Tomasz Kawalec Seminarium optyczne 15 stycznia 2009 1 / 27 Tomasz Kawalec 15 stycznia 2009 ENS, Laboratoire Kastler
Bardziej szczegółowoMoment pędu fali elektromagnetycznej
napisał Michał Wierzbicki Moment pędu fali elektromagnetycznej Definicja momentu pędu pola elektromagnetycznego Gęstość momentu pędu pola J w elektrodynamice definuje się za pomocą wzoru: J = r P = ɛ 0
Bardziej szczegółowoMechanika kwantowa. Erwin Schrödinger ( ) Werner Heisenberg
Mechanika kwantowa Erwin Schrödinger (1887-1961) Werner Heisenberg 1901-1976 Falowe równanie ruchu (uproszczenie: przypadek jednowymiarowy) Dla fotonów Dla cząstek Równanie Schrödingera y x = 1 c y t y(
Bardziej szczegółowoWarsztaty metod fizyki teoretycznej Zestaw 4 Chłodzenie laserowe - cz. I
Warsztaty metod fizyki teoretycznej Zestaw Chłodzenie laserowe - cz. I Adam Wojciechowski, Michał Heller 19.03.009 1 Wprowadzenie Wraz z nadejściem laserów otwarły się nowe możliwości dokonywania bardzo
Bardziej szczegółowoNMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan
NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan Spis zagadnień Fizyczne podstawy zjawiska NMR Parametry widma NMR Procesy relaksacji jądrowej Metody obrazowania Fizyczne podstawy NMR Proton, neutron,
Bardziej szczegółowoSPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE
1 SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE 2 Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest
Bardziej szczegółowoElektrodynamika Część 6 Elektrodynamika Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM
Elektrodynamika Część 6 Elektrodynamika Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM http://zon8.physd.amu.edu.pl/~tanas Spis treści 7 Elektrodynamika 3 7.1 Siła elektromotoryczna................ 3 7.2
Bardziej szczegółowoDiagnostyka kinematyki zimnych atomów 85 Rb metodą spektroskopii ramanowskiej
Diagnostyka kinematyki zimnych atomów 85 Rb metodą spektroskopii ramanowskiej Danuta Siwińska Praca magisterska wykonana pod kierunkiem dr. Tomasza M. Brzozowskiego Kraków 2007 Uniwersytet Jagielloński
Bardziej szczegółowoO kondensacie BosegoEinsteina powstaj cym w ZOA
O kondensacie BosegoEinsteina powstaj cym w ZOA Dobrosªawa BartoszekBober Zakªad Optyki Atomowej IF UJ 9 maja 2011 Dobrosªawa BartoszekBober 9 maja 2011 1 / 15 Plan seminarium BEC na chipie Budowa ukªadu
Bardziej szczegółowoW poszukiwaniu najniższych temperatur
18 W poszukiwaniu najniższych temperatur Adam Wojciechowski Zakład Fotoniki IF UJ Przestrzeń kosmiczna jest bardzo zimna. Wszyscy wiemy, że gwiazdy są gorące, ale stanowią one bardzo mały jej ułamek. W
Bardziej szczegółowo