Kvantoptika nähtused 2 (3)

Lõik failist

Sarnased õppematerjalid

2

doc

Kvantoptika nähtused

Kvant optika nähtused - valguse levimisega ja valguse ning aine (v elementaarosakeste) vastastikmõjuga seotud nähtused, mida on võimalik mõista vaid valguse korpuskulaarse olemuse alusel. Fotoefekt ­ elektronide väljumine ainest valguse toimel. Seda seletatakse footoni neelamisega elektroni poolt, mille tulemusena elektroni energia suureneb sedavõrd, et suudab ainest väljuda. Töö mis kulub elektroni välja löömiseks ainest nimetatakse väljumistööks. Mis toimub?

Füüsika

3

doc

KVANTOPTIKA

Kvantoptika KVANTOPTIKA NÄHTUSED Kvantoptika nähtused ­ valguse levimisega ja valguse ning aine või elementaarosakeste vastastikmõjuga seotud nähtused, mida ei ole võimalik mõista valguse lainelise olemuse alusel, mis on aga võimalik valguse korpuskulaarse olemuse (osakeselisuse) alusel. Fotoefekt ­ elektronide väljalöömine metallist valguse toimel. Fotokeemilised reaktsioonid ­ keemilised reaktsioonid, millede kulgemise kutsub esile valguse toime reageerivatele ainetele. Valguse rõhk ­ valguse mehaaniline mõju pinnale, millele ta langeb. Comptoni efekt ­ valguse levimissuuna ja lainepikkuse muutumine

Füüsika

2

doc

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

Füüsika

2

doc

Kvantoptika ja laineoptika

Füüsika KT I 1. Selgita valguse dualismi, millised nähtused. Valgusel on kahesugused omadused: 1) laineteooria ­ valgus on elektromagnetiline laine *interferents *difraktsioon *dispersioon *murdumine *peegeldumine 2) kvantteooria ­ valgus on osakeste voog *fotoefekt *Comptoni efekt *valguse rõhk 2. Mõisted Fotoefekt ­ nähtus, kui kiirgus või valgus lööb ainest välja elektrone.

Füüsika

3

docx

Kvantoptika

wdIX Kvantoptika Valguse neeldumisel või kiirgumisel käitub valgus osakeste voona. Valguse lainelisi ja 34 osakese omadusi seob Plancki valem: E=h·f ,kus h=6,63·10 Js on Plancki konstant ja f c 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 val

Füüsika

10

docx

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

2

doc

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?

Füüsika

2

doc

Kvantoptika kordamine kontrolltööks - 12. klass

Kordamine - kvantoptika 1. ,,E" tähistab footoni energiat, ,,h" Plancki konstanti ja ,,f" valguskvandi sagedust. Planck'i konstant (tähis h) on füüsikaline konstant kvantmehaanikas, mis iseloomustab kvantide suurust. 2. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 3. Fotoefekti punapiir ­ piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektorni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. Pikemate lainete (spektri punases osas) juures ei jätku kvandi energiast elektroni ainest välja löömiseks ja fotoefekti ei teki, siis nimetus kas punane piir või pikalaineline piir. 4. hf = A + mv2/2, kus h on pealelangeva valguse sagedus, kokku hf on valguskvandi energia, mis muutub fotoelektroni antud ainest väljumise tööks A ja energia ülejäägi saab elektron kaasa kineetilise energia mv2/2 näol, kus m on elektroni mass ja v

Füüsika

Kommentaarid (3)