Elektron w fizyce. dr Paweł Możejko Katedra Fizyki Atomowej i Luminescencji Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechnika Gdańska

Transkrypt

1 Elektron w fizyce dr Paweł Możejko Katedra Fizyki Atomowej i Luminescencji Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechnika Gdańska Gdańsk,

2 Powstanie elektronów i Model Wielkiego Wybuchu ± 0.12 miliardów lat T=1012 K, ρ = 1014 g/cm3, t= 10-4 s, t =1s powstanie jąder atomowych

3 Elektrony na co dzień Photo by John R. Southern

4 Zorza (Aurora Australis, Aurora Borealis) NASA:

5 Zjawisko zorzy Pakiet Photo by Bożena Żywicka

6 Zorza = elektrony + atmosfera + ziemskie pole magnetyczne

7 Odkrycie elektronu prace z promieniami katodowymi Lénárd Fülöp ( ) 1888

8 Odkrycie elektronu - Sir Joshep John J.J. Thomson e/m= (44)x1011ckg-1 Oficjalna data odkrycia elektronu 1897

9 J.J. Thomson Odkrycie izotopów oraz podstawy spektrometrii masowej

10 Wyznaczenie ładunku elektronu Robert Andrews Millikan ( ) 1911 e= (40)x10-19c

11 Doświadczenie Millikana Pracownia fizyki atomu i cząsteczki

12 Świecenie atomów H

13 Świecenie atomów He

14 Liniowe widma atomów

15 Widmo promieniowania elektromagnetycznego

16 Budowa atomu od modelu do teorii Model Bohra HΨ=EΨ Mechanika kwantowa fale materii

17 Procesy oddziaływania atomu ze światłem

18 Rozpraszanie elektronów

19 Rozpraszanie elektronów w Gdańsku ciąg dalszy incident Electrons I 0 (E) transmitted electrons I g (E) scattering volume n g (l) Q ( E ) = b a 1 d l n g ( l ) ln I I 0 g ( E ) ( E )

20 Kilka ważnych osób w naszej historii

21 Elektrony, a powstanie życia na Ziemi Powstanie życia na Ziemi Wiek Ziemi ~4, lat Najstarsze organizmy przypominające morfologicznie współczesne bakterie żyły już ~ 3, lat temu Hipoteza powstania żywych organizmówewolucja: etap pierwszy wytworzenie w procesach niebiologicznych, niektórych cząsteczek kluczowych dla życia - kwasów nukleinowych, białek, węglowodanów, lipidów etap drugi przejście od reakcji chemicznych do systemów replikujących się 21

22 Elektrony, a powstanie życia na Ziemi Atmosfera Ziemi mogła być silnie zredukowana bogata w metan CH 4 amoniak NH 3 wodę H 2 O wodór H 2 Lata 50 te Stanley Miller & Harold Urey doświadczalne odtworzenie warunków prebiotycznych Intensywne działanie światła Silne wyładowania atmosferyczne elektrony!!! powstały alanina i glicyna!!!

23 Mikroskop elektronowy

24 Mikroskop elektronowy

25 Mikroskop elektronowy

26 Dodatni elektron? Antycząstka. Paul A.M. Dirac Relatywistyczne sformułowanie mechaniki kwantowej Teoretyczne przewidzenie istnienia pozytonów Carl David Anderson Odkrycie pozytonu 1932

27 Co się stanie jak elektron spotka pozyton? ANIHILACJA!!!

28 Czy to można zobaczyć?

29 Czy zjawisko anihilacji par elektronpozyton można wykorzystać? Pozytonowa tomografia emisyjna. detektor detektor badany obiekt linia odpowiedzi detektor detektor Zasada działania PET kwanty gamma rejestrowane są w koincydencji detektory scyntylacyjne umieszczone są na pierścieniu najczęściej stosuje się jako detektory BGO (Bi 3 Ge 4 O 12 ) scyntylacje rejestruje fotopowielacz

30 Pozytonowa tomografia emisyjna - PET fluodeoksyglukoza glukoza

31 Pozytonowa tomografia emisyjna - PET Skaner PET Typowy obraz z metody PET

32 Synchrotron i promieniowanie synchrotronowe EPSIM 3D/JF Santarelli, Synchrotron Soleil

33 Czy można zobaczyć elektron? C:\Documents and ettings\paw\pulpit\e J. Mauritsson, P. Johnsson, E. Mansten, M. Swoboda, T. Ruchon, A. L Huillier and K.J. Schafer Phys. Rev. Lett. 100 (2008)

34 Lampa plazmowa i elektrony

35 Teoria i eksperyment