Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Fale czy cząsteczki - prezentacja

No description
by

Bartek Matejski

on 2 March 2016

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Fale czy cząsteczki - prezentacja

Fale czy cząstki? Cząstki czy fale?
Falowa teoria światła to teoria, zgodnie z którą światło traktuje się jako falę elektromagnetyczną. Uważa się dziś, że zjawiska charakterystyczne dla fal, jak na przykład interferencję światła można wyjaśnić tylko za jej pomocą. Jednakże w przeciwieństwie do opozycyjnej teorii korpuskularnej teoria falowa nie jest w stanie wyjaśnić innych zjawisk, jak na przykład efektu fotoelektrycznego. Przyjmuje się więc, iż światło ma naturę dualną.
Światło to strumień cząstek zwanych fotonami. Są to takie same cząstki tylko w przypadku światła o jednakowej długości fali czyli światła monochromatycznego (jednobarwnego). Fotony dla światła o różnych długościach fal są różne.
*
Doświadczenie Younga z 1805 roku pokazało, że światło może zachowywać się jak fala, co pomogło w zwalczaniu wczesnych cząsteczkowych modeli światła.
Czym właściwie jest światło?
Niestety, natura światła wciąż jest pewną zagadką, jako że nie znamy w pełni natury "medium" owej fali elektromagnetycznej, czyli samego zjawiska elektromagnetyzmu, a do tego nie wszystkie aspekty ruchu falowego są zrozumiałe. A przecież „falowość” światła to tylko jeden aspekt jego natury – ma ono dodatkowo drugie swoje oblicze: kwantowo – korpuskularne (słowo „korpuskularny” jest trudne słowo do wymówienia, ale znacznie trudniejsze do zrozumienia od strony idei, którą ma wyrażać...), co z grubsza oznacza, że światło ma także cechy strumienia cząstek.
Fale de Broglie'a
Każda cząstka materialna poruszająca się z określoną prędkością jest jednocześnie falą, której długość zależy odwrotnie proporcjonalnie od jej pędu zgodnie ze wzorem de Broglie’a: Fale związane z cząstkami materii nazywamy falami de Broglie’a. Mikrocząstki naszego świata raz zachowują się jak cząstki, a innym razem ujawniają swoje właściwości falowe. Nie są więc ani cząstkami, ani falami. Są jednym i drugim równocześnie.
Louis Victor Pierre
Raymond de Broglie
Obserwuje się efekty potwierdzające falową naturę materii w postaci dyfrakcji cząstek elementarnych, a nawet całych jąder atomowych.
Wzór pozwalający wyznaczyć długość fali materii dla cząstki o określonym pędzie ma postać:
gdzie:
λ − długość fali cząstki,
h − stała Plancka,
p − pęd cząstki czyli p=mv
Długość fali jest tym mniejsza, im większa jest masa
lub prędkość ciała .

To zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.
Dyfrekcja (ugięcie fali)
Interferencja
Zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali (wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się dwóch lub więcej fal.Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.
Zjawisko dyfrakcji i interferencji jest wykorzystywane do wyznaczania długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Siatka dyfrakcyjna to układ wielu szczelin, które można utworzyć, wykonując szereg równoległych rys na szklanej lub plastikowej płytce. Te dwa zjawiska odnoszą się również do fal materii . Można je zastosować badając strukturę związków chemicznych np. rotawirusów, a posłuży nam do tego wspaniały wynalazek jakim jest mikroskop elektronowy.
A jeśli mowa o historii to..
Louis de Broglie w 1929
otrzymał Nagrodę Nobla
za swoje badania, praktyczne
zastosowanie teorii de Broglie'a pozwoliło
między innymi na zbudowanie mikroskopu elektronowego.
Dyfrakcja elektronów
Clinton Davisson i Lester Germer
Zjawisko dyfrakcji możemy zaobserwować kiedy fala napotyka przeszkodę. W wyniku oddziaływania fal z przeszkodą występuje rozchodzenia się fal we wszystkich kierunkach. Zjawisko to jest tym wyraźniejsze im rozmiary przeszkody są bardziej zbliżone do długości fali.W elektroakustyce dyfrakcja interesuje nas zwykle z dwóch względów. Po pierwsze jako jeden z elementów kształtujących akustykę wnętrz. Po drugie jako zjawisko wpływające na pracę zestawów głośnikowych, których obudowy wywołują zjawiska dyfrakcyjne.
Gdzie spotkamy się ze zjawiskiem
dyfrakcji?
Dwojaka natura światła
Światło ma dwoistą naturę:
zarówno falową, jak i korpuskularną (cząstecz­kową). Oznacza to, że jest jednocześnie falą oraz strumieniem fotonów. Światło ma nie tylko naturę falową, lecz również korpuskular­ną, kwantową. Oznacza to, że źródła światła wysyłają promieniowanie w po­staci strumienia falocząstek, zwanych fotonami. Potwierdzeniem korpuskularnej natury światła jest zjawisko fotoelektryczne, którego nie można wyjaśnić, opierając się na założeniu o falowej naturze światła.
Badania dotyczące własności światła doprowadziły do udanego opisu budowy atomu. Te badania zostały wykonane w latach 20. XX wieku przez Niels'a Bohr'a. Dokonał on tego opisując widmo emitowane przez atomu wodoru.Mówi się, że odległość elektronów od jądra jest skwantowana.
Niels
Bohr
Mechanika kwantowa
Jest teorią opisującą bardzo małe obiekty mikroskopowe takie jak atom. Jej granicą dla większych rozmiarów lub znacznych energii, czy pędów jest mechaniki klasycznej. Dla zjawisk zachodzących w mikroświecie konieczne jest stosowanie mechaniki kwantowej gdyż mechanika klasyczna nie daje poprawnego opisu tych zjawisk.
Dzięki mechanice kwantowej powstało wiele potrzebnych w codziennym życiu urządzeń takich jak lasery czy też procesory komputerów.
Źródła :
www.wikipedia.pl
www.zgapa.pl
www.odkrywcy.pl
Podręcznik do fizyki Nowa Era "Odkryć fizykę"

Jest to eksperyment fizyczny przeprowadzony przez amerykańskich fizyków Clintona Davissona i Lestera Germera oraz George'a P.Thomsona w 1927 roku, który potwierdził hipotezę de Broglie'a. Warto dodać, że w 1994r. do tego grona dołączył Clifford Shull. Doświadczenie nie tylko odegrało główną rolę przy weryfikacji tej hipotezy i zademonstrowało dualizm korpuskularno-falowy lecz było także ważne dla rozwoju tworzącej się mechaniki kwantowej i akceptacji równania Schrödingera.
Full transcript