Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 111 Streszczenie W10: dośw. Sterna-Gerlacha (wiązka atomowa – kwantyzacja przestrzenna.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 111 Streszczenie W10: dośw. Sterna-Gerlacha (wiązka atomowa – kwantyzacja przestrzenna."— Zapis prezentacji:

1 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 111 Streszczenie W10: dośw. Sterna-Gerlacha (wiązka atomowa – kwantyzacja przestrzenna spinów – selekcja stanu kwantowego) Dośw. Francka-Hertza – kwantyzacja energii wewnętrznej atomów Metody doświadczalne fizyki atom./mol. - wielkie eksperymenty

2 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 112 Metodyka ħħ -ogranicz. zdoln. rozdz. (szer.instr.) -ogr. czułość (droga opt.)  I0I0  T np. widmo Fraunhoffera klasyczna metodyka – np. spektroskopia absorpcyjna: spektroskop/ monochromator detektor próbka źródło – lampa spektr. Pomiar   wymaga przezroczystego ośrodka ! pomiarów spektroskopowych

3 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 113 aparaturowe ograniczenia zdolności rozdzielczej  instr  ogranicz. fizyczne  kwestia szerokości linii widmowych  Dokładność pomiarów spektroskopowych rozwój technik pomiarowych  poprawa dokładności Balmer  n (model Bohra) Zeeman, Lorentz  Spin, str. subtelna interferometry  str. nadsubtelna ponadto możliwe: – rozszerzenie zderzeniowe, – rozszerzenie przez skończony czas oddziaływania gaz gaz – efekt Dopplera  rozszerzenie dopplerowskie fundamentalne ograniczenie – relacja Heisenberga:  naturalna szerokość linii spektralnych  f i 2/  ciecze, ciała stałe ciecze, ciała stałe – znacznie szersze linie – inne oddziaływania, – inna struktura poziomów

4 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 114 Zmniejszenie rozszerz. dopplerowskiego na ogół   D  100   nat ale  D  gdy: T   0  gaz  skolimowana wiązka atom./molek. + prostopadłe wzbudzanie i obserwacja  k  metody: radiospektroskopii (zmniejszanie   , spektroskopii laserowej (kolimacja, selekcja ) chłodzenie i pułapkowanie atomów i jonów (zmniejsz. ) (gaz atom/mol)

5 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 115 Metoda wiązek molekularnych 1944 Isaac I. Rabi N S BB N S BB AA B I det N S  B=0 B rf B En. m=+1/2 ħ  m=-1/2 możliwość pomiaru str. zeeman. i str. nsbt. stanów podstawowych  wyznaczenie struktur. energet. z małym  0 (własności jąder)  zegary atomowe (podobieństwo do dośw. Sterna-Gerlacha)

6 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 116 Radiospektroskopia  precyz. pomiar b. małych str. spektr. B I det B En. m=+1/2 ħ  m=-1/ dla r.f. A 21 <

7 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 117 Doświadczenie Lamba-Retherforda – pomiar przesunięcia Lamba 1955  pomiar w zakresie mikrofal (10 9 Hz) zamiast w zakresie optycznym (10 15 Hz) istotne własności wodoru: stan wzbudz. 2P emituje 121,5 nm (   s) stan wzbudz. 2S metatrwały (ta sama parzystość !) en.  10 eV przejścia 2S–2P E1 (el.dipol) – można indukować el. polem rf (mikrofale) poprawki radiacyjne QED  zniesienie deg. przypadkowej – rozszczep. 2S i 2P (przesunięcie Lamba): trudności pomiaru – poszerzenie Dopplera

8 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 118 realizacja doświadczenia H2H2 H 2700 K elektrony wzbudz. do n=2 2S, 2P (  10 eV) Ly  (121,5 nm) N S ww zasada pomiaru – przejście rezonansowe induk. przez pole  w  w I det AA 2P 2S 1S 121,5 nm stała częstość pola rf zmiana rozszczep. zeeman.  zmiana prądu detektora:

9 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 119 Pompowanie optyczne: 1966, Alfred Kastler rezonans optyczny – zasada zachow. energii ħ  = ħ  fi foton niesie też kręt – zasada zachow. mom. pędu (W. Rubinowicz, 1932)     ħ  absorpcja fotonu zmienia rzut krętu atomowego (reguła wyboru  m=  1) 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ B 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ B selekcja stanów kwantowych (Stern-Gerlach) met. spinowej polaryzacji tarcz gazowych („magnesowanie gazu”), time różnica populacji (orientacji krętu J)  rezonans między m J = –1/2 i +1/2

10 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 1110 podwójny rezonans  B g J B  I det B En. m=+1/2 ħ  m=-1/2 Podwójny rezonans (optyczno-radiowy) szer. linii rezonansowej b. mała (stan podstawowy)  b. precyz. pomiary (ograniczenie: zderzenia) Pompowanie optyczne –  gaz buforujący 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ B częst. przejść od Hz do GHz  „wzmacniacz kwantowy”: kwanty r.f. ( eV) wyzwalają fotony optyczne (eV)  b. duża czułość 2 P 1/2 2 S 1/2 m J = –1/2 +1/2 detektor ++ ++ B B 1 cos  t B 1 =0 B10B10

11 Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 1111 Zastosowania pompowania optycznego: obrazowanie medyczne (spolaryz. 3 He *, 129 Xe) zegary atomowe – częst. rez. przejścia między poziomami str. nadsubt. m=0 – m’=0 (słabo zależy od zewn. czynników – dobry wzorzec częstości) masery m’=0 m=0 B F’=2  0 F=1 0 magnetometry – pomiar częstości. rez. między podpoz. zeem. (częst. Larmora)  pomiar B (dokładność porówn. ze SQUID-em) ++ B? B 1 cos  t  =  E/ħ = (  m g J  B /ħ) B liczne! przygot. czystych stanów kwantowych np. do kryptografii kwantowej etc...  0  I det etc...


Pobierz ppt "Wojciech Gawlik - Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05. wykład 111 Streszczenie W10: dośw. Sterna-Gerlacha (wiązka atomowa – kwantyzacja przestrzenna."

Podobne prezentacje


Reklamy Google