Fale de broglie’a Zjawisko comptona dyfrakcja elektronów Marcin Pływacz Marcin Prokopowicz Grupa 2
Plan prezentacji Natura materii Zjawisko Comptona Fale de Broglie’a Dyfrakcja i Interferencja Falowa natura cząstek Dyfrakcja elektronów Doświadczenie Davissona - Germera Doświadczenie Thomsona Podsumowanie
Korpuskularna (cząsteczkowa) Natura materii Korpuskularna (cząsteczkowa) Do 1900 roku Falowa Od 1900 roku
E=h𝑣= ℎ𝑐 𝜆 𝑝= ℎ 𝜆 Zjawisko Comptona Fotony mają energię i pęd zachowania energii zachowanie pędu E=h𝑣= ℎ𝑐 𝜆 𝑝= ℎ 𝜆 Kiedy fotony zderzają się z materią, oddziałują z elektronami. W tym elastycznym zderzeniu jak w każdym innym obowiązują zasady zachowania energii i pędu. Powoduje to zmianę długości fali rozproszonego fotonu, znaną jako Zjawisko Comptona: 𝞓𝜆 = 𝜆’ - 𝜆 = ℎ 𝑚𝑐 (1−𝑐𝑜𝑠𝝷)
Fale de Broglie’a 𝜆= ℎ 𝑝 h𝑣 = pc h𝑣 = p𝜆𝑣 Jeśli fale światła mogą zachowywać się jak cząstki, dlaczego cząstki materii nie mogłyby zachowywać się jak fale? W swojej pracy z 1923 roku, książę Louis V. de Broglie zasugerował, że cząstki posiadające masę powinny mieć właściwości podobne do fali promieniowania elektromagnetycznego. Ich energię można zapisać jako: h𝑣 = pc h𝑣 = p𝜆𝑣 𝜆= ℎ 𝑝 gdzie: p – pęd fotonu, fali materii c – prędkość światła h – stała Plancka (h = 6,7·10–34 J· s) λ – długość fali świetlnej f – częstotliwość Luis V. de Broglie (1892-1987)
Dyfrakcja & Interferencja Dyfrakcja (ugięcie fali) – zmiana kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Interferencja – powstawanie wzmocnienia i wygaszenia w wyniku nakładania się (superpozycji fal) dwóch lub więcej fal.
Mechanizm powstawania prążków interferencyjnych
Falowa natura cząstek Powstaje obraz interferencyjny! Rozkład elektronów według fizyki klasycznej Rozkład elektronów według teorii kwantowej Powstaje obraz interferencyjny!
Dyfrakcja elektronów Obraz interferencyjny wywołany wiązką elektronów w doświadczeniu z dwiema szczelinami – potwierdzenie falowej natury elektronów
Doświadczenie Davissona-Germera Rozproszyli oni wiązkę elektronów na płytce krystalicznego niklu, potwierdzając tym samym istnienie fali de Broglie’a
Mikroskop elektronowy
Doświadczenie Thomsona Przepuścił on elektrony przez cienką folię metalową i otrzymał obrazy dyfrakcyjne prawie takie same jak dla promieni X
Podsumowanie Compton potwierdził hipotezę Einsteina, że kwanty światła czyli fotony zachowują się jak cząstki o określonym pędzie, zależnym od długości fali . De Broglie wysunął hipotezę, że wszystkie cząstki wykazują dualizm korpuskularno-falowy. Dowodem na istnienie falowych własności elektronów jest powstanie obrazu prążków interferencyjnych po dyfrakcji elektronowej.
Dziękujemy za uwagę!