-
fy8_modernfysik.notebook
1
December 12, 2007
Fysik 8
Modern fysik
• Relativitetsteorin• Ljusets dualism•
Materiens struktur• Kärnfysik
Innehåll
1. Relativitetsteori
Speciella relativitetsteorin
Allmänna relativitetsteorin
Two Postulates Special Relativity (1 of 5)
Time Dilation Albert Einstein and the Theory of Relativity
Pythagoras sats:
likformig rörelse
SMART Notebook
-
fy8_modernfysik.notebook
2
December 12, 2007
En observatör i vila anser att tiden i ett
rörligt koordinatsystem går långsammare .
Tidsdilatationen
Tiden i det egna koordinatsystemet kallas
egentid .
Längdkontraktion
Vi mäter stavlängden med klockor i vila i respektive koordinatsystem. I det stillastående systemet startas klockan när stavens högra ända når origo och stoppas klockan när den vänstra ändan passerar samma punkt. Klockan visar då tiden
t .
Mätobjektet har sinstörsta längd i det koordinatsystem i vilketdet befinner sig i vila.
Denna längd kallas egenlängden .
Myoner
τ = 2,0 μsv=0,998 c
s=6000 m
E=mc2
Vilomassan hos en proton:E=m0c
2 = eV
mp=1,67*10 27c 0=3,0*10 81eV=0,16*10 18 J
Längdkontraktion
l = v·t
L = |v|·T
y
x
z
Y
X
Z
y
x
z
SMART Notebook
-
fy8_modernfysik.notebook
3
December 12, 2007
F = ma
Uppgifter
1316
1718110111
112
E=mc2
Vilomassan hos en proton:E=m0c
2 = eV
mp=1,67*10 27c 0=3,0*10 81eV=0,16*10 18 J
Uppgifter
1316
1718110111112
-
fy8_modernfysik.notebook
4
December 12, 2007
Elektromagnetisk strålning
en laddad partikel i vila omges av elfält i konstant hastighet skapar magnetfält i accelererad rörelse producerar elektomagnetisk strålning
Våg
http://www.colorado.edu/physics/2000/waves_particles/wavpart4.html
Elektromagnetisk strålning
Elektromagnetiska vågor finns i olika våglängdoch används för olika ändamål.kortare våg högre energi
fotoelektrisk effekt
Elektromagnetisk strålning
Den elektromagnetiska strålningenspartiklar kallas fotonerfotonens hastighet är cfotonen har ingen laddningfotonen har ingen massa
Elektromagnetisk strålning
Fotonens energi ärE = hff är strålningens frekvensh = 6,626 × 10
34 Jskallas Planks konstant
fotoelektrisk effekt
En lampa emitterar gult ljus med våglängden 580 nm.a) Beräkna energin för ljuskvantat.b) Beräkna energin i elektronvolt(1 eV = 1,60 × 10
19 J)
Exempel
-
fy8_modernfysik.notebook
5
December 12, 2007
v=fλ
c=fλ
f=c /λ
En lampa emitterar gult ljus med våglängden 580 nm.a) Beräkna energin för ljuskvantat.b) Beräkna energin i elektronvolt(1 eV = 1,60 × 1019 J)
Exempel
Röntgenrör
Accelererar elektroner överhög spänningarbetet W = eUblir energi Ek=½ mv
2
eU=½ mv2
de bromsas upp och det uppkommer xrayE = hfhf=eUc=fλc=fmaxλmin
Uppgifter
27213
110112
Den minsta våglängden för strålning från ett röntgenrör är 1,2 nm. Hur stor är elektronens accelerationsspänning?
I ett röntgenrör accelereras elektroner med 15 kV spänning. Beräkna den uppkomna strålningens största frekvens.
Arbetet: W = eUEnergin: E = hf
Relativitesteorin
E=mc2
E=hfhf = mc 2
c = λf
fotonens rörelsemängdp = mv
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=342.0
Fotoelektrisk effekt
http://www.walterfendt.de/ph11e/photoeffect.htmhttp://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=342.0
www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=342.0
-
fy8_modernfysik.notebook
6
December 12, 2007
hf = W 0+Ek
Ek
f
Ek = hf W 0
f 0
W0
Fotoelektrisk effekt
Fotoelektrisk effekt
28212
213
Electron Waves Unveil The Microcosmoshttp://www.vega.org.uk/video/programme/660> ? min 27>31.30 min
Elektronvågor
Electron Waves Unveil The Microcosmoshttp://www.vega.org.uk/video/programme/660> ? min 27>31.30 min
FreeScienceLecturesDr. Quantum Explains Double Slit Experimenthttp://www.youtube.com/watch?v=6Q4_nl0ICao
vågpartikeldualismen gäller även materia
materiavågor / de Broglievågor
Exempel
e acceleras 1,5 kVberäkna våglängden
me = 9,11 * 10 31
kge = 1,60 * 10 19 C
U = 1,5 *10 3 V
eU= ½mv2
h = 6,626 × 10 34 Js
Det vi "talar om" (dualiteten) handlar om sannolikheter.För
många partiklar (som vi nästan alltid har att göra med) kan man
förklara hur gruppen kommer att bete sig.Jämför med kinetisk
gasteori, radioaktivt sönderfall m.m.
Men vi kan aldrig beräkna var en enskild partikel kommer att
hamna "eller var den är". Det vi kan göra är att beräkna
sannolikheten för var den kommer att hamna.
www.vega.org.uk/video/programme/66www.vega.org.uk/video/programme/66www.youtube.com/watch?v=6Q4_nl0ICao
-
fy8_modernfysik.notebook
7
December 12, 2007
Uppgifter
Test 1sid 30
219221224
28212213
Spektra
spektrum, intensitet som funktion av våglängd
kontinuerligt, alla våglängder
monokromatiskt, specifik våglängd
λ
I
Emissionsspektrum
E=hf
linjespektrum
atomspektra
http://www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/index.html
Varje kemisk förening har ett karekteristiskt molekylspektra
Svartkroppsstrålning
λ
I
Kontinuerligt spektrum
Tλmax = b (b=2,898*10 3 mK)
solens temperatur ?
Absorptionsspektrum
Atomerna i en gas absorberar sammavåglängder som de emitterar
http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html
www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/index.htmljersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html
-
fy8_modernfysik.notebook
8
December 12, 2007
Energinivåerna i en atom
E
E1
E2
E3
n=1
E1joniseringsenergi
Energin hos ett kvantum är skillnaden mellan de totala energierna hos en elektron i de olika energitillstånden
hf=E mE n
En atom kan absorbera energi endast i form av bestämda kvanta, varvid atomen exiteras
Laser
samma fas
stimmulerad emmission
pumpad (exciterad)
spegel
halvgenomsläpplig spegel
samma fassamma våglängdsamma riktninghttp://nobelprize.org/educational_games/physics/laser/
•
• Laser•
Uppgifter
39310311314
http://www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/index.html
spectrallinjer
• Spectral Lines• •
Vibrating Charges and Electromagnetic Waves•
•
• Laser•
• The Atomic Lab•
• Periodisk tabell•
• Elektronvågor•
• Antimateria•
• The Theory of Everything •
nobelprize.org/educational_games/physics/laser/www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/index.html
-
Liitetiedostot
fy8_likformigrorelse.pps
fy8_Langdkontraktion.pps
likformig rörelse
SMART Notebook
Längdkontraktion
l = v·t
L = |v|·T
y
x
z
Y
X
Z
y
x
z
SMART Notebook
Sivu 1Sivu 2Sivu 3Sivu 4Sivu 5Sivu 6Sivu 7Sivu 8Liitesivu 1
