Fys 201 kvantefysikk
Download
1 / 21

Fys 201, Kvantefysikk - PowerPoint PPT Presentation


  • 129 Views
  • Uploaded on

Fys 201, Kvantefysikk. Foreleser: Bjarne Stugu Kollokvieleder: Bjarne Stugu Tider: Tir 12.15-14.00 Tor 10.15-12.00 Fre 12.15-14.00. Hvorfor kvantemekanikk? En gjennomgang av utviklingen som førte til kvantemekanikk. Maxwell + Hertz Elektrisitet+Magnetisme = Elektromagnetisme

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Fys 201, Kvantefysikk' - lev


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Fys 201 kvantefysikk l.jpg

Fys 201, Kvantefysikk

Foreleser: Bjarne Stugu

Kollokvieleder: Bjarne Stugu

Tider: Tir 12.15-14.00

Tor 10.15-12.00

Fre 12.15-14.00


Hvorfor kvantemekanikk en gjennomgang av utviklingen som f rte til kvantemekanikk l.jpg
Hvorfor kvantemekanikk?En gjennomgang av utviklingen som førte til kvantemekanikk.

  • Maxwell + Hertz

    • Elektrisitet+Magnetisme = Elektromagnetisme

    • Aksellererte ladninger sender ut (elektromagnetiske) bølger.

    • E.M. bølger og lys er det samme

       Enhetlig teori for lys,elektrisitet og magnetisme.


Studier av materien l.jpg
Studier av materien

  • J.J. Thompson:

    • Katodestråler, ladning/masse er det samme for all materie → elektroner

    • Rosinbollemodellen for materie

      • Elektronene er i ro i en pudding av positivt ladet masse: Forklarer at elektronene ikke stråler.

      • Forklarer ikke emisjonsspektra.


Sort str ling l.jpg
Sort Stråling

  • Alle legemer sender ut elektromagnetisk stråling. Når de er varme nok (rødglødende) blir strålingen synlig

  • Fargen på denne strålingen er materialuavhengig. (T. Wedgewood, 1792, porselensfabrikant)

  • Kirschoff (1859) viste fra termodynamikk at intensitetsfordelingen av strålingsspekteret bare avhenger av temperatur.


Sort str ling5 l.jpg
Sort Stråling

  • Alle legemer har en ’egenstråling’, et emisjonsspekter

  • Var godt målt


Modeller for sort str ling l.jpg
Modeller for Sort Stråling

  • Stefan-Boltzmann viste fra termodynamikk at den totale emitterte effekt må skrives slik:

  • Punktet for max. intensitet i

    beskrives eksperimentelt ved


Wiens lov l.jpg
Wiens lov:

Tilfredsstiller kravene og passer bra for synlig lys

Passer dårlig i mikrobølgeområdet, hvor det passer bedre med:

som kan utledes fra oscillatormodell for stråling, der et antar at materien

består av små oscillatorer: Høy T gir høy amplitude i svingningene. Videre

antas ekvipartisjonsprinsippet, , med Boltzmanns konstant:


Max planck r 1900 l.jpg
Max Planck, år 1900

  • Interpolasjonsformel:

    Kan utledes dersom oscillator erstattes med resonator med energisprang:

    h er Plancks konstant,  er lysfrekvens




Fotoelektrisk effekt l.jpg
Fotoelektrisk effekt

lys

elektroner

A

V

Lyset slår ut katodestråler, påvist som elektroner (materialuvhengig e/m)

av J.J. Thompson i 1899.

Disse når frem til anoden dersom de har nok energi.

Stille inn reversspenning til det ikke går strøm lenger. Da har man funnet

energien til mest energirike elektronene.



Einstein l.jpg
Einstein lyset:

  • Foreslår at energien i lyset er båret av fotoner med energi

    som iblant avgir all sin energi til elektronet, og som kommer ut av materialet med energi:

    Her er  en materialavhengig konstant som representerer den energien elektronene må ha for å trenge ut av materialet. Verifisert av Millikan i 1916


Hvis hele spekteret hadde blitt m lt s hadde det sett slik ut l.jpg
Hvis hele spekteret hadde blitt målt så hadde det sett slik ut:

  • Compton: Elastisk spredning av fotoner på elektroner

dN/dE

Compton

Fotoabsorpsjon

Energi


Hva er lys l.jpg
Hva er LYS???? slik ut:

  • E.M. Bølger?

  • Partikler?

  • SVAR: BEGGE DELER!


Rutherfords atom modell l.jpg
Rutherfords atom-modell slik ut:

  • -partikler skytes mot en tynn folie:

  • Resultat:

  • Materie består av tunge kjerner med elektroner rundt.


Niels bohr l.jpg
Niels Bohr. slik ut:

  • Foreslår at elektronene går i bestemte, stabile baner rundt kjernen.

  • Atomspektra forklares som emisjon/absorpsjon av lyskvant når elektronene hopper fra en bane til en annen.

  • Forklarer emisjonsspekteret til hydrogen.


De broglie l.jpg
de Broglie slik ut:

  • Materiebølger: Foreslår at elektroner har bølgenatur, med bølgelengde


Schr dinger l.jpg
Schrödinger slik ut:

  • Ville gjøre noe med Bohrs (syke) modell, hadde kjennskap til de Broglies hypotese, som var verifisert eksperimentelt.

  • Det var derfor naturlig å sette opp en bølgeligning for elektronet, som også er inspirert av ligninger for å beskrive mekaniske partikler

  • Inspirert av Hamiltons funksjon:


Fortolkning l.jpg
Fortolkning?? slik ut:

  • Må gjøre identifikasjonen:

  • En bølgepakkes bevegelse vil følge bevegelsen til en tilsvarende partikkel.

  • Men hvordan skal denne bølgepakken fortolkes?


Max born 1927 l.jpg
Max Born (1927) slik ut:

  • Bølgefunksjonen tolkes som en sannsynlighetsamplitude:

  • Sannsynlighet P for å finne partikkel mellom x og x+dx ved tidspunkt t


ad