Zjawisko fotoelektryczne a natura świata

Prezentacja na temat: "Zjawisko fotoelektryczne a natura świata"— Zapis prezentacji:

1 Zjawisko fotoelektryczne a natura świata
Fale – podstawowe pojęcia Dyfrakcja i interferencja fal Światło falą elektromagnetyczną Zjawisko fotoelektryczne Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego Fale materii Czym są cząstki elementarne

2 Fale najczęściej obserwujemy na powierzchni wody

3 Fale mogą wyrządzać szkody, chociaż zachodzą tylko na powierzchni
Sztorm zaburza wodę do głębokości 4 – 6 m

4 Bywają bardzo niebezpieczne kiedy ich źródło jest w głębinie oceanu

5 Parametry fali x  - długośc, T – okres, c - predkość 2A
Różne obrazy fal Parametry fali x 2A  - długośc, T – okres, c - predkość Zapis matematyczny Pokazy na sprężynie „slinky”

6 Fale mechaniczne Zapis matematyczny

7 Energia i moc fali Moc fali = Energia jednej długości . częstość (l.fal/s)  = m  masa na jedn. długości (np. struny)

8 Energia fali kwadratu amplitudy A kwadratu częstość f
Energia fali jest proporcjonalna do: kwadratu amplitudy A oraz kwadratu częstość f ZJAWISKA TYPOWE DLA FAL TO: DYFRAKCJA INTERFERENCJA POLARYZACJA

9 Dyfrakcja fali Otwór w przegrodzie jest źródłem nowej fali kolistej.
Fala płaska trafia na przegrodę z otworem. Otwór w przegrodzie jest źródłem nowej fali kolistej.

10 Zasada Huygensa Każdy punkt, do którego dociera czoło fali płaskiej jest źródłem nowej fali kolistej. Płaska fala powierzchniowa jest wynikiem nałożenia bardzo dużej liczby fal kolistych.

11 Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
Fala płaska Wynik na ekranie Nakładanie się fal

12 Interferencja fal spójnych z dwóch źródeł (Model doświadczenia Younga)
Pokaz wyniku składania fal cząstkowych źródło

13 Interferencja światła laserowego
Odbitego od podziałki suwmiarki Ekran Światło odbite Obraz Laser Suwmiarka

14 Prawo rządzące obrazem dyfrakcyjnym
z – odległość od środka k – numer kolejnego maksimum L – odległość szczeliny – ekran - długość fali świetlnej d – odległość środków szczelin

15 Równania Maxwella http://www. wodip. opole. pl/~mhuck/fale%20elektrom
Równania Maxwella (pom.) Postać całkowa Postać różniczkowa

16 Światło jest FALĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ http://www. phy. ntnu. edu
Kierunek rozchodzenia się B Oś X

17 Zjawisko fotoelektryczne Schemat doświadczenia
Płytka cynkowa Żródło światła - Elektroskop Philipp von Lenard

18 Pomiar prędkości fotoelektronów
metodą potencjału hamującego

19 Pomiar potencjału hamującego i energii fotoelektronów http://www
Zależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia

20 Sprzeczności fotoefektu z teorią falową
Fotoelektrony pojawiają się natychmiast Natężenie prądu fotoelektrycznego zależy od oświetlenia Energia fotoelektronów nie zależy od oświetlenia. Energia ta jest proporcjonalna do częstości fali świetlnej.

21 nie może być falą bo energia fali: Światło uwalniające fotoelektrony
jest proporcjonalna do: kwadratu amplitudy A oraz kwadratu częstość f

22 Wyniki pomiarów zjawiska fotoelektrycznego
Zależność energii fotoelektronów od częstości fali świetlnej

23 Wyjaśnienie Einsteina
Ekin   =   h f -   f  Ekin ... maksymalna energia kinetyczna fotoelektronu, h - stałą Plancka (6.626ˇ10-34 Js), f - częstotliwością, fali padającej na płytkę f  pracą wyjścia elektronu z metalu Falowej naturze światła przeczą również inne zjawiska np. Comptona oraz kwantowo-mechaniczny model atomu. Czym jest światło?

24 Trudności z Interpretacją korpuskularną interferencji
Ilustracja doświadczenia z podwójną szczeliną Przesłona (przeciwpancerna) Tarcza Pistolet - miejsca trafień

25 Przesłona (przeciwpancerna)
Interpretacja falowa Ilustracja doświadczenia z podwójną szczeliną Przesłona (przeciwpancerna) Ekran Pistolet - miejsca trafień CZYM JEST ŚWIATŁO ?

26 Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego
Nie mogą go wywołać fale , lecz fotony - korpuskuły

27 A może fotony to paczki falowe?

28 Jakiego wyniku można oczekiwać dla korpuskularnego modelu światła ?
Sorry! Beam of particles

29 Jakiego wyniku można oczekiwać dla korpuskularnego modelu światła ?
Cząstki biegnące przez szczelinę górną powinien dać maksimum za szczeliną górną A Cząstki biegnące przez szczelinę dolną powinien dać maksimum za szczeliną dolną

30 Przy dwóch szczelinach (otwartych) obrazy powinny się sumować
Zatem powinien powstać obraz stanowiący sumę obydwu składników

31 W jaki sposób pojedynczy foton przechodzi przez podwójną szczelinę?
A jest obraz interferencyjny z maksimum w dokładnie w środku Pojedynczy foton pada w jedno miejsce Bardzo duża liczba fotonów daje taki obraz jak fala

32 Tymczasem otrzymujemy obraz
Przesłona (przeciwpancerna) Tarcza Pistolet - miejsca trafień

33 Louis-Victor Pierre Raymond
CZYM JEST CZĄSTKA ? Prince Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie

34 Dyfrakcja elektronów występuje http://www. world-mysteries
Równanie de Broglie'a obowiązuje dla elektronów Zjawisko dyfrakcji elektronów jest wykorzystane do badania struktury materii

35 Obrazy interferencyjne w Kondensacie Bosego – Einsteina

36 Dziwny jest świat cząstek elementarnych
Cząstka jest równocześnie na wielu drogach (stanach) tak długo, dopóki jej nie zaobserwujemy W momencie, gdy ją zaobserwujemy „wybiera” jeden z nich

37 Interferencja pojedynczych fotonów
Foton „wie” co stanie się z nim później

38 Wnioski Cząstka nie obserwowana „istnieje” równocześnie w wielu stanach (jest superpozycją) Cząstka „wie” co ją spotka w chwilę później Pojawia się w tym miejscu, w którym jest oczekiwana według zasad mechaniki kwantowej

39 Próby tłumaczenia Założenia immaterialna teoria kwantów
Istnienie świadomości Istnienie miłości Istnienie wolnej woli Świat jest tylko zbiorem informacji przekazywanych synchronicznie duchom ludzkim przez Ducha Nieskończonego Świat jest rzeczywistością wirtualna Zbigniew Jacyna-Onyszkiewicz: „Metakosmologia”, Gazeta Handlowa, Poznań 1999