Kvantoptika (2)

Sarnased õppematerjalid

1

docx

Kvantoptika

1) plancki hüpotees ­ valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaporstjonite, kvantide kaupa, plancki valem ­ E=hf; 2) footon ­ elektromagnetvälja kvant, mis eksisteerib ainult liikudes(pole seisumassi) ning tõestati fotoefekti abil ja selle kineetiline energia on E=mc2; 3) fotoefekt ­ elektroni väljalöömine metallist valguse toimel, mille tulemusel tekib elektrivool (mida intensiivsem valgus, seda tugevam vool); 4) punapiir ­ piirsagedus, mida fotoefekt tekitada suudab, sellest suurema lainepikkusega või sagedusega valgus enam elektrone vabastada ei suuda (kvantoptikas väikseima sagedusega valgus, mis võib tekitada fotoefekti);

Füüsika

1

doc

Kvantoptika

Ande Andekas-Lammutaja Füüsika ­ Kvantoptika Valguse dualistlik e. kahene iseloom tähendab, et valguse laine ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimene ei saa seda vahetult tajuda. Mida väiksem on osakeste energia, seda raskem on neid omavahel eristada. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele

Füüsika

2

docx

Stoletovi katse, Lebedevi katse

Valguse rõhk on tohutult väike (1m 2 päikesele risti olevale pinnale mõjub valgusrõhk 4*10 -8N. Need 2 näidet tõestasid, et valgust tuleb teatud juhtudel vaadelda kui valgusosakeste voogu. Selle osakestel e kvandil e footonil on olemas mass, kuid puudub seisumass. Nii kui ta tekib, on tal kohe valguse kiirus. Ainult selle tõttu, et valgusel on olemas mass on ta võimeline avaldama rõhku ja lööma ainest välja elektrone. Max Planck- saksa füüsik, lõi kvantoptika. Ta tõestas, et valgusosakeste energia sõltub valguse sagedusest. Valem E=h*f kus E valgusosakeste energia, f- valguse sagedus h Plancki konstant (h=6,62*10 -34J*s). üldiselt jääb valgusosakeste mass suurusjärku 10-36 kg. fotoefekti uuris põhjalikult Albert Einstein. Tema m0∗v 2 fotoefekti valem: h*f=A+ 2 . h*f=A+Ek kus h Plancki konstant, f valguse sagedus, A

Füüsika

1

docx

Young ja Fresnel

Young ja Fresnel- Valgus on laine, Maxwell- Valgus on elektromagnetlaine Valgus- on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 380...760 nanomeetrit. Valguslainet iseloom. suurused- 1)lainepikkus 2)periood 3)faas 4)laine levimiskiirus Lainepikkus kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva punkti vahel. Laineperiood- aeg, mis kulub kahe järjestikuse laineharja möödumiseks mingist punktist. Lainesagedus-võrdsete ajavahemike tagant korduvate lainete arv ajaühikus. Laine kiirus- näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus Lainefaas- määrab muutuva suuruse väärtuse antud ajahetkel Valguse sagedus ja lainepikkuse seotus- Lankta=C/F Nähtav valgus- elektromagnetlaine, mille lainepikkus on vahemikus 380-760 nm Ultravalgus-Väiksema lainepikkusega nähtavast valgusest. Infravalgus- Suurema lainepikkusega nähtavast valgusest Valguse difraktsioon- valgus satub varju piirkonda Hygens Fresnel- Valguslainete levimisel on laine, lainefrondi iga punkt on elementaarla

Füüsika

1

docx

Fotoefekt - kordamine

Fotoefekt Kordamine Plancki hüpotees: Valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Plancki valem: E=h*f E=Valgusosakese(footoni) energia h=Konstant/6,6*10-34 J*s f=Sagedus Footon on elektromagnetvälja kvant. Valgust saab kirjeldada lisaks lainele ka osakesena ­ footonina. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljumist ainest valguse toimel. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikema lainepikkusega valgus ei ole suuteline ainest elektrone vabastama. Õhutühja ballooni on paigaldatud katood ja anood. Nendevahelist pinget saab mõõta ja muuta. Valguse toimel katoodidest väljalöödud fotoelektronid liiguvad anoodidele, mis põhjustab fotovoolu tekkimise.

Füüsika

6

doc

Aatomi ehitus

vastuolu mehaanika ja elektrodünaamikaga, Rutherfordi-Bohri (kvantmudel) + kirjeldab hästi ühe elektroniga aatomi spektri tekkimist, - suurema elektronide arvuga spektreid ei  suuda täpselt kirjeldada, kvantmehaaniline + lähim võimalik mudel tegelikkusele, - liiga raskesti arusaadav. Oskan: m  v2 ch c  selgitada, mida näitavad valemid E kvant  A  E K ehk h f  A , p  ,  , 2 A f h h h Ek  Em  E  h  f ,  , x  p  ja E  t  ning tean ka tähiste seletusi.

Aineehitus

2

docx

Fotoelektriline efekt ehk fotoefekt

Fotoelektriline efekt e fotoefekt 1. Sissejuhatus : · Max Plancki kavanthüpotees väitis, et liikuvad võnkuvad osakesed ehk võnkesüsteemid (ostsillaator) kiirgavad kvantide kaupa energiat, mis on võrdeline kiirguse sagedusega (E=hf) · Footonit vaadeldi kui keha, mis kiirgas kvante · Aastaid hiljem, pärast arvkuiad eksperimente kujunes sellest teooriasst välja kvantfüüsika. 1918 sai ta kvantteooria eest Nobeli preemia · Tõestati ära keha pinnalt ajaühikus kiiratav soojuskiirgus : (E= · M.Plancki teooriat tunnistati aga pärast A.Einsteini gotoefekti teooriat (1905) ning Bohri aatimoteooriat (1913) - nende tööd kinnitasid tema väidete õigsust 1. Fotoefekt · Fotoefekt on nähtus, kus valguse mõjul lüüakse metalli pindmistest kihtidest välja elektrone · Selle efekti avasta s 1887 H.Herz , eksperimentaalselt uuris seda vene füüsik A.Stoletov, kus kes koostas vooluringi ku

Füüsika

1

odt

Optika kordamine

Kui elektron neelab footoni, siis tema energia suureneb hf võrra. Fotoefekti tekitamiseks peab footon elektroni ainest vabastama. Footon peab tegema tööd aine positiivsete ioonide tõmbejõudude ületamiseks, seda nim väljumistööks. A- väljumistöö on võrdne vähima energia hulgaga, et elektroni ainest välja viia. Mv ruut / 2 ­ kineetiline energia, et elektroni aine pinnalt eemaldada. Fotoefekt esineb ainult siis, kui hf > A. 1 kvant lööb välja 1 elektroni. 6. Mis on fotoefekti punapiir? Piirsagedust või lainepikkust, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga, nimetatakse fotoefekti punapiiriks. Fminimaalne on valguse sagedus, mille puhul fotoefekt toimub, on leitav : Hfmin= A, fmin = A/h C= fmin * lambda max. => Lambda max = c/fmin Lambda max on langeva valguse max lainepikkus, mille korral fotoefekt veel toimub.

Füüsika

Kommentaarid (2)