Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Podobne dokumenty
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Technika laserowa. dr inż. Sebastian Bielski. Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Metody badań spektroskopowych

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Podsumowanie W Spektroskopia dwufotonowa. 1. Spektroskopia nasyceniowa. selekcja prędkości. nasycenie. ω 0 ω Laser. ω 21 2ω.

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie. 0 k. z L 0 k. L 0 k

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie T. 0 k. z L 0 k. L 0 k

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Podsumowanie W9. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2003/04. wykład 12 1

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Podsumowanie W11. Nierównowagowe rozkłady populacji pompowanie optyczne (zachowanie krętu atom-pole EM)

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Rozmycie pasma spektralnego

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

Diagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna. Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

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

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

2. Całkowita liczba modów podłużnych. Dobroć rezonatora. Związek między szerokością linii emisji wymuszonej a dobrocią rezonatora

Spektroskopia. mössbauerowska

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

2/τ. ω fi Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2009/10. wykład 10 1/14 = 1. 2 fi 0.5

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

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-6

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

JZ wg W. Gawlik - PodstawyFizyki Atomowej, wykład 10 1/21. 2 fi 0.5

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA ATOMOWA SPEKTROMETRIA EMISYJNA FLUORESCENCJA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA MAS

Różnorodne zjawiska w rezonatorze Fala stojąca modu TEM m,n

n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %.

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

O3. BADANIE WIDM ATOMOWYCH

Właściwości światła laserowego

TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH

2/τ. ω fi = 1. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 10 1/21. 2 fi 0.5

Technika laserowa, otrzymywanie krótkich impulsów Praca impulsowa

Metody badania kosmosu

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 13, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Laboratorium TECHNIKI LASEROWEJ. Ćwiczenie 4. Budowa spektrometru

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

Optyczny dualizm przestrzenno-czasowy: zastosowania w optyce kwantowej

LASERY PODSTAWY FIZYCZNE część 1

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 13, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA

V.6.6 Pęd i energia przy prędkościach bliskich c. Zastosowania

Wstęp do astrofizyki I

Wy1. 2 Wy7 Detektory fotonowe i termiczne. 2 Wy8 Test zaliczeniowy 1 Suma godzin 15

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

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

Wykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 28, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Falowa natura materii

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

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

Podsumowanie ostatniego wykładu

Wykład 6 Spektroskopia oscylacyjna. Model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego cząsteczki dwuatomowej

Doświadczenie Sterna-Gerlacha

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

METODY SPEKTRALNE. dr hab. Włodzimierz Gałęzowski Wydział Chemii UAM Zakład Chemii Ogólnej (61)

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 3, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS

Laser z podwojeniem częstotliwości

Temperatura i ciepło

Metody optyczne w medycynie

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę

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

Charakteryzacja właściwości elektronowych i optycznych struktur AlGaN GaN Dagmara Pundyk

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 6, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Promieniowanie podczerwone (ang. infrared IR) obejmuje zakres promieniowania elektromagnetycznego pomiędzy promieniowaniem widzialnym a mikrofalowym.

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

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA / /20 (skrajne daty)

Transkrypt:

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

Plan 1 Pomiary widma 2 Kształty linii 3 Spektroskopia subdopplerowska

Pomiar widma światła Spektrometr siatkowy źródło światła detektor (kamera CCD, linijka fotodiod) siatka dyfrakcyjna zwierciadła α β Interferencja konstruktywna: d(sin α sin β) = mλ d [Wikimedia Commons] m - rzad interferencji

Pomiar widma światła Spektrometr siatkowy Praktyczna realizacja miniaturowego spektrometru (Ocean Optics) [Ocean Optics]

Pomiar widma światła Spektrometr pryzmatyczny Współczynnik załamania pryzmatu zależy od długości fali [Wikimedia Commons] n = n(λ) Dlaczego? O tym na kolejnych wykładach [http://vuihocly.freevnn.com]

Spektrometr pryzmatyczny współcześnie Projekt APEX Szerokopasmowy spektrometr do obserwacji ziemi z przestrzeni kosmicznej, pracujacy w zakresie widzialnym (380-970 nm) i podczerwieni (940-2500nm), o rozdzielczości przestrzennej 2-5 m (projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej) [eoportal Directory, APEX consortium]

Spektrometr pryzmatyczny współcześnie Projekt APEX [eoportal Directory, APEX consortium]

Naturalna szerokość linii Liczba przejść spontanicznych: Liczba atomów w stanie wzbudzonym: dn 21 = A 21 N 2 dt (1) N 2 (t) = N 20 e A 21t = N 20 e t/τ (2) Czas życia stanu wzbudzonego: τ = A 1 21 Kształt linii widmowej: Ĩ(ω) = I 0 (ω ω 0 ) 2 + (A 21 /2) 2 (3) (Szczegóły - na tablicy)

Profil Lorentza Szerokość połówkowa profilu Lorentza: ω = A 21 = τ 1 (Zasada nieoznaczoności)

Poszerzenie zderzeniowe Zderzenia sa dodatkowym czynnikiem tłumiacym (Γ): A 21 A 21 + Γ Ma znaczenie, gdy Γ > A 21 (dużo zderzeń = wysokie ciśnienia) Widmo linii poszerzonej zderzeniowo: Ĩ(ω) = I 0 (ω ω 0 ) 2 + ( ) 2 A21 +Γ 2

Poszerzenie dopplerowskie Dopplerowskie przesunięcie częstości: ( ω = ω 0 1 + v ) z c Maxwellowski rozkład składowej prędkości w kierunku z: [ n i (v z )dv z = N ( ) ] 2 i vz exp πvp v p - prędkość najbardziej prawdopodobna, v p = 2kT /m v p

Poszerzenie dopplerowskie Kształt linii emisyjnej: [ ( ) ] c(ω ω0 ) 2 I(ω) = I 0 exp v p ω 0 Całkowita szerokość połówkowa: 2 ln 2 8kT ln 2 ω = ω 0 v p = ω 0 c mc 2 (Szczegóły - na tablicy)

Rzeczywisty kształt linii widmowej gazu Profil Voigta Szer. naturalna (1-10 7 Hz) << szer. dopplerowska (10 9 Hz) ruch od detektora ruch do detektora ω 0 ω Kształt linii = splot profilu Dopplera D(ω) i Lorentza L(ω) I(ω) = D(ω)L(ω ω )dω

Poszerzenie jednorodne i niejednorodne linii Poszerzenie jednorodne - prawdopodobieństwo oddziaływania ze światłem o danej częstości jest jednakowe dla wszystkich atomów (czasteczek), np: poszerzenie naturalne poszerzenie ciśnieniowe Poszerzenie niejednorodne - prawdopodobieństwo oddziaływania jest różne dla różnych grup atomów (czasteczek): poszerzenie dopplerowskie - prawdopodobieństwo oddziaływania zależy od składowej prędkości w kierunku obserwatora Poszerzenie niejednorodne można zredukować, np. selektywnie wzbudzajac czasteczki o określonej prędkości.

Spektroskopia subdopplerowska Wiazki atomowe i molekularne niskie ciśnienie laser wysokie ciśnienie detektor [V. Aquilanti et al, Phys. Chem. Chem. Phys., 2005,7, 291] rozprężanie gazu prowadzi do obniżenia temperatury selekcja przestrzenna wybiera czasteczki (atomy) o zerowej prędkości poprzecznej wiazka laserowa prostopadła do wiazki molekularnej (atomowej) zredukowany efekt Dopplera

Spektroskopia subdopplerowska Wiazki atomowe i molekularne [W. Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN]

Spektroskopia subdopplerowska Wiazki atomowe i molekularne [W. Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN]

Spektroskopia nasyceniowa Wypalanie dziur [W. Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN]

Spektroskopia nasyceniowa Dip Lamba [W. Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN] Przeciwbieżne wiazki o ω ω 0 wypalaja w rozkładzie obsadzeń dwie symetryczne dziury (dla v z i v z ) - tzw. dziury Bennetta. Jeśli wiazka jest dostrojona dokładnie do przejścia (ω = ω 0 ) to powstaje jedna dziura w centrum profilu dopplerowskiego (dla V z = 0) - tzw. dip Lamba Szerokość wypalonych dziur odpowiada szerokości naturalnej

Spektroskopia nasyceniowa Pomiar widma absorpcji nasyceniowej [http://laser.physics.sunysb.edu]

Spektroskopia nasyceniowa Struktura nadsubtelna widma rubidu