Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

___________________________________________________________________________________________________________________________ Kwantowa natura promieniowania.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "___________________________________________________________________________________________________________________________ Kwantowa natura promieniowania."— Zapis prezentacji:

1 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Kwantowa natura promieniowania 12. Kwantowa natura światła1 Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne – wyrzucanie elektronów z powierzchni ciała stałego pod wpływem promieniowania – fotoemisja elektronowa. E kmax =eU h. U h nie zależy od natężenia światła. Z teorii falowej wynika, że: 1. E k fotoelektronów powinna rosnąć ze wzrostem energii fali 2. Zjawisko fotoelektryczne powinno występować dla dowolnej częstotliwości Wyjaśnienie – kwantowa teoria światła. Energia fotonu padającego na powierzchnię metalu zostaje pochłonięta przez elektron. Część na oderwanie się od metalu – praca wyjścia, pozostała część – energia kinetyczna elektronu: h =  +E kmax. h   Einstein. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne – wzrost przewodnictwa kryształu w efekcie wzrostu liczby swobodnych elektronów i dziur pod wpływem światła. Dualizm światła Falowa natura – dyfrakcja, interferencja, polaryzacja; korpuskularna natura – zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne: światło ma jednocześnie własności falowe i kwantowe

2 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Dualizm światła 12. Kwantowa natura światła, falowa natura materii2 Fotony – cząstki o określonych wartościach pędu i masy. Energia: E=h, m=E/c 2 =h /c 2, p=mc=h /c, h = 6, (29)·10 –34 J*s. Zjawiska, w których biorą udział fotony podlegają prawom zachowania energii i pędu. Foton nie ma masy spoczynkowej, v=c → m o =0 1 elektronovolt jest pracą wykonaną przez pole elektryczne o napięciu 1 wolta przy przejściu przez to pole elektronu: 1 eV=1.6* C*1V= J Falowa natura materii 1924 de Broglie - materia powinna wykazywać własności falowe: Davisson i Germer wywołali w 1927 r. zjawiska dyfrakcji i interferencji fal materii potwierdzając hipotezę de Broglie’a Materia wykazuje, podobnie jak promieniowanie – dualizm falowo-cząstkowy. Fale materii – mechanika kwantowa (falowa) opisuje falowe własności materii. Zastosowanie: badanie budowy atomów, cząsteczek i kryształów.

3 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Falowe własności materii 12. Kwantowa natura światła, falowa natura materii3 Każdej poruszającej się cząstce materialnej można przypisać fale materii, której długość jest określona wzorem de Broglie’a. Niewielka długość – trudne do zarejestrowania.

4 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Zasada nieoznaczoności 12. Mechanika kwantowa4 Konsekwencja falowo-cząstkowej natury materii: Iloczyn niepewności pomiaru pędu i pomiaru położenia cząstki jest zawsze nie mniejszy od stałej Plancka Chcąc zwiększyć dokładność pomiaru y musimy zmniejszyć szerokość szczeliny, co prowadzi do zwiększenia szerokości prążków dyfrakcyjnych, kąta , czyli zwiększenia niepewności pomiaru  p y. Poszerzenie szerokości szczeliny prowadzi do zmniejszenia niepewności  p y, kosztem zwiększenia niepewności  y. Ograniczenie dokładności pomiarów w zasadzie nieoznaczoności wynikiem falowej natury cząstek. Cząstki nie podlegają prawom mechaniki klasycznej, lecz prawom mechaniki kwan- towej. Iloczyn niepewności pary wielkości fizycznych kano- nicznie sprzężonych jest nie mniejszy od stałej Plancka h=6.6262* [J*s]

5 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Równanie Schrodingera 12. Mechanika kwantowa5 Funkcja falowa,  - funkcja współrzędnych i punktu  (x, y, z, t), może przyjmować wartości zespolone. Kwadrat modułu funkcji falowej jest równy gęstości prawdopodobieństwa p(x, y, z, t) znalezienia cząstki w chwili t w punkcie (x, y, z). Funkcja falowa opisuje zachowanie się cząstek statystycznie. Jest rozwiązaniem równania Schrodingera Przykłady. Cząstka swobodna (U=0). Cząstka w jamie potencjalnej.

6 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Równanie Schrodingera 12. Mechanika kwantowa6 Energia cząstki znajdującej się w jamie potencjalnej jest skwantowana. Poziomy energetyczne – dozwolone wartości energii, n – liczba kwantowa. n=1 n=2 n=3 Przejście cząstki przez barierę potencjału. E

7 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Przejście przez barierę potencjału 12. Mechanika kwantowa7 Efekt tunelowy (rozpad jąder atomowych). Absorpcja i emisja światła Emisja i absorpcja fotonu mają miejsce w efekcie procesów zachodzących wewnątrz atomów. Pochłonięcie fotonu – absorpcja: energia atomu wzrasta o energię fotonu i atom przechodzi do stanu wzbudzonego. Stany te nie mogą mieć energii dowolnej, nie każdy foton może być przez atom pochłonięty. Rozkład częstości fotonów pochło- niętych przez atom – widmo absorpcji, które jest charakterystyczne dla danego atomu. Lasery.

8 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Fluorescencja, fosforescencja 12. Luminescencja8 Pobudzenie ciała do świecenia pod wpływem padającego na nie promieniowania. Średni czas, w jakim atom pozostaje w stanie wzbudzonym - czas życia stanu. Zwykle s. Stany o dłuższym czasie życia – metastabilne. W ośrodku ze stanami metastabilnymi możliwa jest fosforescencja – gdy świecenie nie ustaje po przerwaniu naświetlania. Fluorescencja, fosforescencja – luminescencja; katodoluminescencja, termolumine- scencja, radioluminescencja, tryboluminescencja, chemoluminescencja. Luminofor – substancja wykazująca silne własności luminescencyjne. Świetlówki, lampy kineskopowe, defektoskopia fotoluminescencyjna. Scyntyla- tory – detekcja promieniowania jądrowego. Analiza luminescencyjna – stężenie hormonów.

9 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Emisja wymuszona. Laser 12. Lasery9


Pobierz ppt "___________________________________________________________________________________________________________________________ Kwantowa natura promieniowania."

Podobne prezentacje


Reklamy Google