Post on 28-Nov-2020
transcript
Kvantový charakter
elektromagnetického
záření
Základy kvantové
mechaniky
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Vyzařování těles
zářivý toke
dW
dt
Stefanův – Boltzmannův zákon 4
eM T
8 2 45,67 10 W m K
absolutně černé těleso – pohlcuje všechno dopadající záření
1
,
,
e T
e T
M
M
emisivita
4
eM T
.
.
,pohlc
dopad
dET
dE
http://phet.colorado.edu/en/simulation/blackbody-spectrum
intenzita vyzařování ee
dM
dS
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Termovizní měření
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
spektrální hustota vyzařování
0 0
e e eM M d M d
3, W me
e e
dMM M
d
2, J me
e e
dMM M
d
Wienův zákon posunu
32,8978 10 m Kb
2
5
2
1
e hc
kT
hcM
e
hcE h
346,626076 10 J sh
Planckův zákon
T b
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Fotoelektrický jev
2
0
1
2e
h m v 1 eV = 1,60217733·10–19 J
http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Comptonův jev
2
0e
hcm c
ZZE
ZZH : 0h
x
0
1 cose
h
m c
0
2
21
ee
mm
c
v
2
e
hcm c
: 0 0 sin sine
hy m
v
cos cose
hm
v
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Halliday, Resnik,
Walker: Fyzika,
Prometheus,
2003
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Tvoření elektron – pozitronových párů
2
02 1,02 MeV
eh m c
Elektromagnetické záření má duální charakter:
vykazuje jak vlnovou, tak částicovou povahu.
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Vlnová povaha částic
de Broglieova vlnová délkah
p p k
2 sind n Braggova podmínkasin2
d a
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Difrakce záření krystalem Braggova rovnice
J. C. Andeson at al: materials Science for Engineers, nelson Thores
Ltd, Cheltenham, 2003
2 sind n
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
http://www.matter.org.uk/diffractio
n/electron/electron_diffraction.htm
Electron diffraction patterns of the
icosahedral Zn-Mg-Ho quasicrystals
http://sato.issp.u-tokyo.ac.jp/topics.html
http://phet.colorado.edu/en/simulation/davisson-germer
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Rozptyl elektronů na dvou štěrbinách
Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky,
Fragment, 2002 RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky,
Fragment, 2002
2
1 1I E
2
2 2I E
2
12 1 2I E E
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky,
Fragment, 2002
2
1 1P
2
2 2P
2
12 1 2P
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
7 100 3 000 20 000 70 000
Halliday, Resnik, Walker: Fyzika, Prometheus, 2003
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Princip komplementarity
Elektron se někdy projevuje jako částice, a jindy jako vlna, nikdy
však nemá obě vlastnosti současně.
Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky,
Fragment, 2002
bez detekce elektronů – difrakční obrazec
detekce elektronů – interferenční obrazec nevzniká
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016
Heisenbergovy relace neurčitosti
xx p
transmisní elektronový mikroskop:
zvětšení 103 – 105
rozlišovací schopnost 0,2 nm
E t
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 30. 11. 2016