Kvantoptika ja laineoptika (1)

II osa Kvantoptika

5. Millises lainealas on aga elektromagnetvälja kvantidel nii lainelised kui korpuskulaarsed omadused? Valgusel, mille sagedus jääb gamma kiirguse ja raadiolainete vahele, on mõlemad omadused. 6. Millise maailma--mikro- või makromaailma seadused--ja miks kehtivad valguse jaoks? Et valgus tekib aatomite sees, siis on tegu mikromaailmaga, kus kehtivad teised seadused kui makromaailmas. Vasta küsimusele 1 lk. 104. R 19.05.2006 Arvestustöö Kvantoptika T 23.05.2006 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine. R 26.05.2006 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine T 30.05 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine R 02.06 Üldine kordamine. Praktikum. Ülesannete lahendamine. Hinnete panemine. 2

Kvantoptika

Elektromagnetiline laine,lainepikkusega 380nm(violetne,suurim sagedus) < < 760nm(punane,väikseim sagedus). Nähtused:difraktsioon,interferents,dispersioon,murdumine. c = 3 * 108 m/s. c = * f. lainepikkus,f sagedus. Valgus on osakeste voog. Valgusosakesi nim. kahe erineva nimega kvant,footon. Iseloomustab:energia,mass,1aineosake. Kõik valgusallikad kiirgavad valgust kvantide kaupa. Kvanti käsitletakse,kui ühte energia portsionit. Fotoefekt:kiirguse langedes metallipinnale võib sealt välja lüüa elektrone. Tekkimise tingimus: ühe footoni energia peab võrduma elektronide väljumistööga. E = A. E=ühe footoni energia, A=elektronide väljumistöö. Fotoefekti seaduspärasused:Valguse poolt metalli pinnast ühes sekundis

Kvantoptika

on valguse sagedus (1Hz). Siin võib kasutada ka valguse lainepikkust f , kus c=3·10 8 m s on valguse kiirus vaakumis. Valgusel on omadus ainest elektrone välja lüüa. Seda nähtust nimetatakse fotoefektiks. Fotoefektil on kaks seaduspärasust: 1) Ainest ajaühikus välja löödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega. See tähendab, et intensiivsem valgus sisaldab rohkem valguse osakesi ehk valguskvante ehk footoneid ja iga kvant lööb ühe elektroni välja. 2) Välja löödud elektronide ehk fotoelektronide energia ei sõltu valguse intensiivsusest vaid on määratud valguse sagedusega. Seega suurema sagedusega valguskvandid on suurema energiaga ja suudavad ka elektronidele rohkem energiat anda. Fotoefekti tekitamiseks peaks aine olema laetud negatiivselt. Sel juhul hakkab välja löödud elektron kehast elektrilise tõukejõu mõjul eemalduma ja keha laeng väheneb. Ka

Kvantoptika kordamisleht

KORDAMINE KT 3 1. Milliselt käsitleb valgust kvantoptika, M. Plancki hüpotees? Kvantoptika käsitleb valgust kui osakeste voogu. Max Plancki hüpotees: osakestena ehk footonitena käitub valgus kiirgamisel ja neeldumisel. 2. Kuidas leiad valguskvandi energiat sageduse ja lainepikkuse abil? hc E energia [J] h-Plancki konstant 6,67*10-34 J*s E = h f f = c/ => E = -------- f valguse sagedus -lainepikkus 3

Kvantoptika

Kavantoptika Optkia uurib valguseid ja muid kiirguseid. Kvatoptika uurib valguse kvantide omadusi. Peale kvantoptika on veel laineoptika, geomeetrilineoptika, fotomeetria jne. Fotoefekt Tähendab elektroni välja löömist ainest valguskvandi poolt. Avastas H.Hertz. fotoefekti seaduse avastas A.Stoletov: 1) fotoelektronide hulk on võrdeline valgusvooga. 2) fotoelektronide kiirus on pöördvõrdeline lainepikkusega. 3)punakiir on suurim kiir mis tekitab fotoefekti. A.Einstein tuletas fotoefekti võrrandi, mille lühim kuju on E=A+Ek E-(valgus)kvandi energia E=hf ,kus f-valguse sagedus, ühik on 1Hz(hertz). Js plancki konstant

Kvantoptika

Kvantoptika Kvantoptika käsitleb valgust, kui footonite voogu. See füüsika haru hakkas tekkima, kui saksa füüsik H.Herz 1887.a. uuris raadiolainete tekitamist elektisädeme abil. Ta pani tähele et elektisäde tekkis paremini kui elektroode valgustati. Asja edasisel uurimisel tehti kindlaks, et valgus vabastab metallist elektrone. Kui laeng puudub tõmmatakse elektron tagasi. kui on positiivne laeng, siis tõmmatakse elektron tagasi. Kui on negatiivne laeng siis tõukejõud aitab elektronil väljuda. Fotoefektiks nimetatakse elektronide "väljalöömist" ainest valguse toimel. Korraldame katse: Anname tsinkplaadile neg. laengu ja valgustame seda (valgustatavaks aineks tuleb valida metall, sest sellel on "vabu elektrone" Tsinkplaadi negatiivne laeng väheneb Asetame valgusvihu vahele klaasi MIS JUHTUB? Tsinkplaadi laeng enam ei muutu MIKS? Põhjus on selles, et klaas neelab suurema sagedusega (lühema lainepikkusega) valgust Siit järeldus:MITTE IGASUGUNE VALGUS EI TEKITA F

Footonid

Footonid Footonid on valgusosakesed e. valguskvandid. Levivad kiirusega c, nad ei eksisteeri paigalolekus. Neil puudub seisumass ja ei kehti mehaanika seadused. Neeldumisel aines footonid hävivad. Footoni energiat saab leida nn. Plandi valemi abil. E=h*f E = footonite energia (J) h = plancki konstant 6,63 * 10-34 J/s f = sagedus Liikumisel mass m = ( h * f ) / C2 C = valguskiirus 3 * 108 m/s Footoni impulsi leidimine p=m*C Fotoefekt Elektronide väljumine ainest valguse toimel esineb eriti metallide korral. Avastas Heinrich Hertz 1887. Aastal. Seaduspärasused: 1)Metalli pinnalt väljunud elektronide arv sõltus valguse intensiivsusest. 2)Väljunud elektronide kiirus ei sõltunud valguse intensiivsusest, vaid valguse sagedusest ( värvusest) 3)Fotoefekti ei tekkinud kui sagedus oli väiksem teatud piirisagedusest, mis sõltus ainest. Aastal 1905 avaldas Albert Einstein fotoefekti teooria. Oma teoorias näitas ta, et valgus kiirgub kvantidena ja säilitab oma kvanditud oleku ka ed

Optika

Kvantoptika

1. Millised nähtused tõestavad, et valgus koosneb energiaga osakestest. Milline väide on kvantoptika aluseks? - Näiteks: Laine ei jõua elektrooni orbitaalilt välja lüüa. - Valgusel on rõhk, avaldab rõhku pinnale - Aluseks: Valgus koosneb osakestest ehk kvantidest. 2. Kuidas nimetatakse valguse osakesi? Millised omadused on valguse osakestel? - Valguse osakesed on footonid - Omadused: laine omadused, puudub seisumass, kiirus vaakumis 300 000 km/s. 3. Kuidas on valguskvandi energia seotud valguse sagedusega? Ef= h x f 4. Kus on footoni energia suurem- vaakumis või vees? Miks?