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