Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 21 Podsumowanie W1 Hipotezy nt. natury światła Interferencja z licznikami fotonów Dualizm: światło zachowuje.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 21 Podsumowanie W1 Hipotezy nt. natury światła Interferencja z licznikami fotonów Dualizm: światło zachowuje."— Zapis prezentacji:

1 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 21 Podsumowanie W1 Hipotezy nt. natury światła Interferencja z licznikami fotonów Dualizm: światło zachowuje się jak fala lub strumień cząstek (fotonów) w różnych warunkach doświadczalnych jest równocześnie i cząstką i falą Podstawowe doświadczenia nad interferencją światła doświadczenie Younga, interferometr Macha-Zendera Nietrywialne (kwantowo-mechaniczne) aspekty interferencji - nierozróżnialność trajektorii (stanów pośrednich) - gumka kwantowa E2E2 E1E1

2 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 22 p a s m o w i d z i a l n e (VIS) 380 nm700 nm 3  m 200 nm1 nm 30  m 1mm nadfiolet (UV) bliska średnia daleka p o d c z e r w i e ń (IR) Granica optyka – fale radiowe (mm)? - gdy możemy „nadążyć” za zmianami E(t) – fale radiowe - gdy nie nadążamy i rejestrujemy tylko obwiednię I  |E| 2 – optyka Granica optyka – fale radiowe (mm)? - gdy możemy „nadążyć” za zmianami E(t) – fale radiowe - gdy nie nadążamy i rejestrujemy tylko obwiednię I  |E| 2 – optyka Pasmo optyczne energie fotonów optycznych E = h = (6,6x Js)x(4-8)x10 14 Hz = 2,6-5,2x J = 1,6-3,2 eV  różnice poziomów energetycznych w atomach prom. Röntgena pasmo optyczne nm mm mmm km 3x x x10 5 [Hz] długie fale milimetrowe TV/UKF krótkie fale radiowe średnie mikrofale Widmo fal elektromagnetycznych

3 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 23 przenikalność elektryczna próżni równanie ciągłości prawo Faradaya prawo Ampera prawo Gaussa we współrzędnych kartezjańskich: siła Lorentza bez nazwy A A Równania Maxwella

4 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 24 zmienne E współczynnik załamania ośrodka E zmienne H H w próżni, z r. Max.  równanie falowe (ćwiczenia): dla dow. fali z ampl. A: prędkość rozchodzenia się f. EM: w próżni, Ośrodek dielektryczny, bezźródłowy

5 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 25 propagacja zaburzeń elektromagnetycznych w przestrzeni H H H H EEE fala płaska, harmoniczna – najprostsza forma fal (EM) wektor falowy monochromatyczna fala biegnąca w kierunku k, periodyczna w czasie i przestrzeni Fala elektromagnetyczna (EM)

6 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 26 oraz fale poprzeczne inne ważne rozwiązania r. Max. – fale sferyczne i cylindryczne wszystkie formy fal można przedstawić jako superpozycje f. płaskich z różnymi wektorami falowymi (częstościami i kierunkami propagacji) z r. Maxwella 1) 2) zgodność faz E(t) i B(t) (dla f. biegnących!) 3) stosunek amplitud (w próżni |k|=  /c) pole elektryczne pole magnetyczne |E| = c |B|  możliwość polaryzowania fal EM !!! dla fal płaskich

7 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 27 Fale EM przenoszą energię gęstość strumienia energii = gęstość energii x prędkość jej transportu wektor Poyntinga:  S  (na pow. Ziemi) =1400 W/m 2  laserem osiągalne  S   W/m 2  E  10 9 V/m  pola wewnątrz atomów wartość chwilowa uśredniając po natężenie światła [W/m 2 ]

8 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 28 Fale EM przenoszą pęd elektron E H k siła Lorentza przyspieszenie elektronu przez pole E  v  0 v  B = praca wykonana przez E na przyspieszenie ładunku w 1 sek kwanty: - Strumień N fotonów niesie pęd W/c - Energia N fotonów: W= N ħ  = N h - Pęd pojedynczego fotonu p = ħ  /c= ħ k

9 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 29 ciśnienie światła – konsekwencja istnienia siły powstającej po absorpcji fotonu i przekazie pędu P= S/c ciśnienie promieniowania  na pow. Ziemi: P=1400/3x10 8 = 5x10 -6 Pa << P atm = 10 5 Pa konsekwencje ciśnienia światła: ogony komet wiatr słoneczny nie siły radiometryczne! radiometr Crooksa ale dośw. P.N. Lebedewa (1901) (dobra próżnia i czuła aparat.)

10 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 210 Podstawy chłodzenia i pułapkowania atomów światłem laserowym – Nobel 1997  S.Chu, C.Cohen - Tannoudji, W.Phillips CHŁODZENIE ATOMÓW FOTONAMI: wiązka lasera wiązka atomów atomy sodu: M=23, = 590 nm v = 600 m/s 400 K)  p =  ħ k abs -  ħ k em = N ħ k L – 0  fotonów do I = 6 mW/cm 2 czas zatrzymania: 1 ms droga hamowania:0,5 m przyspieszenie: 10 6 m/s 2 Laserowe spowalnianie atomów Laserowe spowalnianie atomów po zabsorb. 1 fotonu:  v R = ħk/M = 3 cm/s 1 atom

11 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 211 Fale EM przenoszą kręt -każdy foton niesie kręt  ħ lub  ħ (skrętność – helicity ) superpozycja (  ) fal EM liniowo spolaryzowanych może być falą z wirującymi (a nie oscylującymi) wektorami E, B (   polaryzacja kołowa) takie fale mogą wprawić ładunki w ruch obrotowy - niosą kręt q kręt nadany ładunkowi: moment siły fotony: zachow. energii: szybkość wymiany energii (moc):  fala liniowo spolaryzowana (superpozycja fal o przeciwnych kołowych polar.) – nie ma określonego mom. pędu

12 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 212 polaryzacja liniowapolaryzacja kołowapolaryzacja eliptyczna lub Polaryzacja

13 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 213 Rozwiązanie końcowe Równanie falowe podstawiając do r. falowgo Relacja dyspersji prędkość fazowa fale rozchodzące się w prawo i w lewo z prędkością fazową zz Superpozycja fal EM

14 Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 214 Prędkość fazowa składowa nośna Prędkość grupowa prędkość z jaką rozchodzą się powierzchnie stałej fazy składowa sygnałowa prędkość fazowa prędkość grupowa Superpozycja fal EM


Pobierz ppt "Wojciech Gawlik - Optyka, 2005/06. wykład 21 Podsumowanie W1 Hipotezy nt. natury światła Interferencja z licznikami fotonów Dualizm: światło zachowuje."

Podobne prezentacje


Reklamy Google