Fizyka klasyczna. - Mechanika klasyczna prawa Newtona - Elektrodynamika prawa Maxwella - Fizyka statystyczna -Hydrtodynamika -Astronomia

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

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

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

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

Wykład I Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16

Podstawy fizyki kwantowej

Falowa natura materii

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

λ(pm) p 1 rozpraszanie bez zmiany λ ze wzrostem λ p e 0,07 0,08 λ (nm) tł o

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Fale materii. gdzie h= J s jest stałą Plancka.

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

Wykład 13 Mechanika Kwantowa

Paradoksy mechaniki kwantowej

Fizyka współczesna. 4 października 2017

Doświadczenie Younga Thomas Young. Dyfrakcja światła na dwóch szczelinach Światło zachowuje się jak fala - interferencja

Od równania falowego do równania Schrödingera

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

Światło fala, czy strumień cząstek?

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

Widmo fal elektromagnetycznych

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

Światło ma podwójną naturę:

Efekt fotoelektryczny. 18 października 2017

Skad się bierze masa Festiwal Nauki, Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 A.F.Żarnecki p.1/39

Fizyka. dr Bohdan Bieg p. 36A. wykład ćwiczenia laboratoryjne ćwiczenia rachunkowe

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

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Nazwa projektu: Kreatywni i innowacyjni uczniowie konkurencyjni na rynku pracy

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

Optyka kwantowa wprowadzenie

Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Konsekwencją tego, Ŝe cząstki mikroświata mają takŝe własności falowe jest:

ZESTAW PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN Z FIZYKI sem /13

Podstawy fizyki kwantowej

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

Wielcy rewolucjoniści nauki

ZASADY PRZEPROWADZANIA EGZAMINU DYPLOMOWEGO KOŃCZĄCEGO STUDIA PIERWSZEGO ORAZ DRUGIEGO STOPNIA NA KIERUNKU FIZYKA

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

Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Doświadczenia interferencyjne z fotonami

Jak TO działa? Co to są półprzewodniki? TRENDY: Prawo Moore a. Google: Jacek Szczytko Login: student Hasło: *******

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Celem tego rozdziału jest omówienie i wprowadzenie pewnych zasadniczych idei mechaniki kwantowej.

Jedyna tajemnica mechaniki kwantowej

interpretacje mechaniki kwantowej fotony i splątanie

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

III. EFEKT COMPTONA (1923)

Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek

FIZYKA II. Podstawy Fizyki Współczesnej 15h (R.Bacewicz) Fizyka Urządzeń Półprzewodnikowych 15 h (M.Igalson) Laboratorium Fizyki II 15h

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

Jednowymiarowa mechanika kwantowa Rozpraszanie na potencjale Na początek rozważmy najprostszy przypadek: próg potencjału

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX

INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład IX

WŁASNOŚCI ŚWIATŁA. 1. Optyka geometryczna i falowa zasady i prawa optyki geometrycznej całkowite wewnętrzne odbicie; światłowody

Rozkłady statyczne Maxwella Boltzmana. Konrad Jachyra I IM gr V lab

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

fotony i splątanie Jacek Matulewski Karolina Słowik Jarosław Zaremba Jacek Jurkowski MECHANIKA KWANTOWA DLA NIEFIZYKÓW

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek

Salam,Weinberg (W/Z) t Hooft, Veltman 1999 (renomalizowalność( renomalizowalność)

Własności falowe materii

Falowa natura materii

Dualizm korpuskularno falowy

Wstęp do optyki i fizyki materii skondensowanej. O: Wojciech Wasilewski FMS: Mateusz Goryca

Feynmana wykłady z fizyki. [T.] 1.2, Optyka, termodynamika, fale / R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands. wyd. 7. Warszawa, 2014.

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

1.6. Falowa natura cząstek biologicznych i fluorofullerenów Wstęp Porfiryny i fluorofullereny C 60 F

Podstawy fizyki kwantowej

o pomiarze i o dekoherencji

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Wstęp do astrofizyki I

Statystyka nieoddziaływujących gazów Bosego i Fermiego

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Termodynamika. Część 11. Układ wielki kanoniczny Statystyki kwantowe Gaz fotonowy Ruchy Browna. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Teoria Względności. Podstawy

Optyka. Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat. Dyfrakcja. Laser. Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

1 Wstęp. promieniowanie ciała doskonale czarnego, efekt fotoelektryczny, efekt Comptona.

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

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

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu

Fizyka atomowa i kwantowa. dr Mikołaj Szopa wykład

Rysunek 3-19 Model ciała doskonale czarnego

Optyka. Optyka falowa (fizyczna) Optyka geometryczna Optyka nieliniowa Koherencja światła

Kwantowa natura promieniowania

Fizyka klasyczna i kwantowa. Krótka historia fizyki.

Podstawy fizyki kwantowej

Zasady względności w fizyce

Oddziaływanie promieniowania X z materią. Podstawowe mechanizmy

Foton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św.

WYKŁAD 15. Gęstość stanów Zastosowanie: oscylatory kwantowe (ª bosony bezmasowe) Formalizm dla nieoddziaływujących cząstek Bosego lub Fermiego

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Transkrypt:

Fizyka klasyczna - Mechanika klasyczna prawa Newtona - Elektrodynamika prawa Maxwella - Fizyka statystyczna -Hydrtodynamika -Astronomia

Zaczniemy historię od optyki W połowie XiX wieku Maxwell wprowadził pojęcie fal elektromagnetycznych B E 0 E t 1 E B 0 B c 2 t James Clerk Maxwell (1831-1879)

FALE JAKO CZĄSTKI

In 1905, Einstein had a very good year. In 1905, Einstein explained Brownian motion and the photoelectric effect (for which he later won the Nobel prize). Einstein also explained Michelson s and Morley s experiment: he realized that light didn t need a medium and was a property of free space. And it traveled at the same velocity no matter what speed you were going. This is Special Relativity. Albert Einstein (1879-1955) Oh, and he graduated from grad school that year, too.

Promieniowanie atomów

CZĄSTKI JAKO FALE p = mv = h/ = hk The figure shows a diffraction pattern of electron beams. Electron beams are diffracted by a crystal of manganese-nickel alloy. In this case, the de Broglie wavelength is < 0.01 Å which corresponds to a very high speed electron beam.

Eksperyment z dwiema szczelinami [ ] nikt nie rozumie mechaniki kwantowej. (Richard P. Feynman, Charakter praw fizycznych, s. 137) Ten jeden eksperyment zawiera w sobie wszystkie tajemnice mechaniki kwantowej. Jego analiza pozwoli nam na zapoznanie się ze wszystkimi osobliwościami i paradoksami natury. Każdy inny problem z dziedziny teorii kwantów można zawsze wyjaśnić, wracając do tego doświadczenia. (Richard P. Feynman, Charakter praw fizycznych, s. 138). 33

Przejście klasycznych cząstek przez układ dwóch szczelin (brak interferencji) N 1 liczba cząstek przechodzących przez szczelinę 1 N 2 liczba cząstek przechodzących przez szczelinę 2 N 12 prawdopodobieństwo = średnia liczba cząstek trafiających w dane miejsce ekranu, gdy otwarte są szczeliny 1 i 2 N 12 = N 1 + N 2 (brak interferencji) Źródło grafiki: http://www.blacklightpower.com/theory/doubleslit.shtml 34

Przejście klasycznych fal przez układ dwóch szczelin (interferencja) H 1 amplituda fali przechodzącej przez szczelinę 1 H 2 amplituda fali przechodzącej przez szczelinę 2 H 12 amplituda fali (obydwie szczeliny otwarte) H 12 = H 1 + H 2 Natężenie fali: I 12 = (H 12 ) 2 = (H 1 + H 2 ) 2 (interferencja), I 1 = (H 1 ) 2 I 2 = (H 2 ) 2 35

Przejście elektronów (lub fotonów) przez układ dwóch szczelin Interferencja elektronów (fotonów) 36

Przejście elektronów (lub fotonów) przez układ dwóch szczelin Rezultaty eksperymentu: Ale! Elektrony trafiają w detektor pojedynczo Detektor rejestruje zawsze taką samą, dyskretną wartość (cały elektron lub nic) Nigdy dwa detektory nie rejestrują jednego elektronu N 12 N 1 + N 2 N 12 = (a 1 + a 2 ) 2 prawdopodobieństwo trafienia elektronu (fotonu) w dany punkt ekranu (interferencja! jak w przypadku fal) a amplituda prawdopodobieństwa 37

Podsumowując, można powiedzieć, że elektrony docierają do detektorów w całości, tak jak pociski, ale prawdopodobieństwo rejestracji elektronów jest określone takim wzorem jak natężenie fali. W tym sensie elektron zachowuje się jednocześnie jak cząstka i jak fala. (R. P. Feynman, Charakter, s. 147) 38

Określenie, przez którą szczelinę przechodzi elektron brak interferencji Elektrony rejestrowane są jako niepodzielne cząstki Twierdzenie elektron przechodzi albo przez szczelinę 1 albo przez szczelinę 2 jest FAŁSZYWE! jest rzeczą niemożliwą tak ustawić światła, aby stwierdzić, przez którą szczelinę przeleciał elektron, nie zaburzając go na tyle, że znika obraz interferencyjny (Feynman, Charakter, s. 151) 39

Dwie szczeliny dla fal i cząstek

Interference experiments 1) Single electrons Demonstration of single-electron buildup of an interference pattern, A. Tonomura,...Amer. J. Phys., 57(1989)117 2) Neutrons Wave-optical experiments with very cold neutrons, R.Gähler, A.Zeilinger, Amer.J.Phys., 59(1991)316 3) Atoms Young s double-slit experiments with atoms:a simple atom interferometry, O.Cornal, J.Mlynek, Phys.Rev.Lett.,66(1991)2689, 4) Molecules (C-70 molekuł) Arndt at al., Nature, 14 October 1999