Fizika. lőadás
Kvatummecaika I. Plack és istei Bo De Boglie Heisebeg Pauli és még soka mások
VIZSGA LŐADÁS + JGYZT
lőzméyek I. A fekete-test sugázás P σat 4 g λ c λ 5 c ep kλt λ ma b T Plack álladó: 6,6 0-34 Js
lőzméyek II. A fekete-test sugázás Ma Plack (Nobel díj, 98) Üeg-módusok P σat 4 ν ν,, 3,... g ν A ν 3 ν ep kbt
lőzméyek III. A H-atom? ν m R m m,,3, 4, 5, 6,... m +, m +, m + 3,... v q q F cp m k mv k F cp mv α k q kq Köpályá mozgó elekto sugáoz, teát eegiája csökke; így a köpálya sugaa is csökke
lőzméyek IV. A Bo-féle H-atom modell??? Niels Bo (Nobel díj, 9) Bo postulátumai:.)posztulátum: Az elekto a idogé atomba a poto által kifejtett Coulomb eő atásáa köpályá mozog. De megatáozott eegiájú köpályáko sugázás élkül tud keigei. Így ezek a pályák stabilak. ( Stacioáius mozgási állapotok) 3.)posztulátum: Csak azok a (kö)pályák stabilak, amelye az elekto pályamozgásból adódó pedülete:.)posztulátum: A Hidogé akko bocsát ki féyt, a az elektoja egy magasabb eegiájú pályáól egy alacsoyabb eegiájú pályáa "ugik". kko a kibocsátott féy fekveciája a következő ν m m L
lőzméyek V. Láttuk: L v q q F cp m k mv k Azt is láttuk, ogy: mv α k q kq A Bo-féle H-atom modell mv v m mα R mα
lőzméyek VI. A Bo-féle H-atom modell R ν o m o 3.6 ev m ν m L m L mv p De Boglie (Nobel díj, 99) de Boglie ullámossz λ p π λ
lőzméyek VII. H.R. Hetz (887), W.L.F.Hallwacs (888), J.J.Tomso (897) A foto-effektus istei foto (Nobel díj, 9) k ma ν A ν k A Kilépési muka
Compto-effektus egia-megmaadás: ν + m c ν + Impulzus-megmaadás: e f m e c ( u / c) p p + p f e Fotoa: Láttuk (el. elm.): m o 0 4 ( p) m c c + cp 0 p p c ν c ν ν m cos cos eu Θ ν ϕ + és 0 siϕ c c ( u / c) c m u si Θ e (u/c) A. H. Compto 89-96 (Nobel díj, 97) λ λ λ Λ ( cosθ) Λ m c e
Davisso & Geme 937-es fizikai Nobel-díj ötge elekto
Felmeülő kédések:.) Milye diamika szeit (azaz milye ullámegyelet szeit) ) ullámzik az ami ullámzik.) Mi az a mi ullámzik? Kaity Figyes így tette vola fel a kédést: Mi az a valami, ami valamit, valaogya csiál? Foto: észecske vagy ullám? lekto: észecske vagy ullám? Mi az igazság? Mi a fizikai ealitás?
Kétéses kísélet elektookkal: Becsapódás, detektálás (elyelés) észecske-tulajdoság? Itefeecia ullám-tulajdoság
A Scödige-egyelet I. L λ aol,, 3,... L λ k π π λ L λ p k π λ p k π p k L p m k m π ml Teát a dobozba zát észecske eegiája kvatált lesz!!! de Boglie-féle állóullám: ( ) Asi Asi( k) o π λ Feladatuk, ogy kitaláljuk azt az egyeletet, amelyek megoldása éppe ez a függvéy.
A Scödige-egyelet II. V m p o + V m k o + p k 0 V o o o k d d Állóulláma: o o d d k o o o o V d d m + wi Scödige (Nobel-díj 933) ) ( ) ( ) ( ) ( V m + Általáosítás 3D-e: Időfüggetle Scödige egyelet
Bo-féle ételmezés Ψ(, t) Ψ (, t) Ψ(, t) 954 P V Ψ(, t) V Ma Bo (88-970) P Ψ(, t) dv P Ψ(, t ) dv V + Potszeű észecskék vaak és a Kvatummecaika eze potszeű észecskék megtalálási valószíűségét atáozza meg a Scödige egyelet segítségével. (Nobel-díj 954)
??? KVANTUMMCHANIKA??? NINCS KIRÁLYI ÚT!
Aiómák A. A Scödige-egyelet B. Ψ(, t) dv aak a valószíűségét adja, ogy a potszeű elekto az elyvekto dv köyezetébe megtalálató. C. Az állapotok szupepozíciójáak az elve. Hullámoka működik és észecskéke?
Állapotok szupepozíciója I. MH-a láttuk: Ikoees ullámoka: I + I I + Koees ullámoka: I + I + I II cosϕ c + c C60 molekula átalgsebesség 00 m/s és szélessége 50m A C60 molekulával végzett kétéses kísélet itefeecia képe.
Állapotok szupepozíciója II. c c + ( ) ( ) ( ) ( ) P ( ) ( ) c c c c P + + { } Re + + c c c c P { } c c Re P c P c P + + Itefeecia
Állapotok szupepozíciója III.
A ullámfüggvéy matematikai tulajdoságai ( ) ( ) ( ) ( ) V m + [ ] V m ) (
A amoikus oszcilláto I. A kvatummecaika Ma Plack al kezdődött (900) ν Klasszikus amoikus oszcilláto: m& ( t) + mω a si t &( t) ( ω +α ) ( ω α ) aω cos t + mω a A klasszikus oszcilláto eegiája folytoosa változat!!!
A amoikus oszcilláto II. m d d + mω SCH + ω ullpoti eegiaalapállapoti eegia
A amoikus oszcilláto III. Alkalmazás: molekula ezgés, kistályács ezgései, stb.
Az egydimeziós poteciáldoboz ( ) V V L L 0 0 0 0 a < é s > a ( ) 0 a < 0 vagy > L L ml m k m p π o ( ) ( ) k A A o si si λ π m + 0 k ( ) ( ) L L P π si Megtalálási valószíűség:
Miét sága a ságaépa? Kaoti molekula ossza kb. -3 m o v 3 o (4 ) 3 o 0 c 30 λ c π λ o 3 0 ml L m ev λ 500m A feé féyből ezt yeli el.
3D poteciáldoboz és az állapotok gafikus ábázolása I. y m + + ( ) z L y L L L z y z y π π π si si si 8,, 3 y z,,,,,... 3 ( ) z y ml + + π a b c + + c b a m z y π ( ) z c y b a abc z y z y π π π si si si 8,,
3D poteciáldoboz és az állapotok gafikus ábázolása II. y z 3 0 6 0 6 0 6 0 9 0 9 0 9 0 3 3 0 3 3 0 3 3 0 0 o ( ) + + y z
A kétdimeziós elektogáz π y + + z m a b c c << a, b Ade Geim 958 Kostati Novoselov 974 Fizikai Nobel Díj 00 a kétdimeziós gaféel kapcsolatos úttöő kíséleti mukásságukét.
A szabado mozgó elekto ullámfüggvéye Dobozba zát észecske: Szabad észecske: L π λ ( ) Asi Asi( k) ~ iωt (, t) ϕ( ) e (, t ) ϕ ( ) ~ ~ ik ( ) Ae ~ t, ik iωt i( k+ ω ) ( t) Ae e Ae ~ t, ik iωt i( k+ ω ) ( t) Ae e Ae ~, iωt ( ) ( ) ( ) ( ik ik ), t ~, t + ~ t Ae e e ( k) P + A si L Ételmezés???
Az alagúteffektus I. ( ) d > 0 + ( ) d > 0 i Ce i Ae ( + k+ωt) ( k+ωt) i Be ( k+ωt) R T C A B A
Az alagúteffektus II. 0 lektomos té 0 Hidegemisszió Léze-idukált ioizáció
Az alagúteffektus III. STM Fém-félvezető dióda 938 Walte Hema Scottky Német kutató fizikus (886-976) Leo saki (95-) Nobel-díj:973 gyetemi Taulmáyit Tokióba végezte. Doktoi dolgozata a Soy cégél, 957-be folytatott kíséleti mukájáak a feldolgozása és étékelése volt. z az eőse adalékolt gemáium p- átmeetébe léteozott alagúteffektusól szólt. zek az eedméyek alapozták meg az alagútdióda létejöttét. A megosztott Nobel díjat: a félvezetőkbe lévő alagút-jeleségekkel kapcsolatos kíséleti felfedezésekét kapta 973-ba. Pateei (I.Giaeve és B.D.Josepso) a szupavezetőkbe zajló alagúteffektusokkal kapcsolatos kíséleti és elméleti mukát végeztek. fém szigetelő fém poteciálgát szigetelő
A H-atom I. Kémia 9. oszt.
A H-atom II. + m e 4πε 0, l, m L l l L z m L ( +) 3.6eV l 0,,,...( ) m l 0, ±, ±,... ± l P( ) 4,3,
Az elektospi Ste Gelac-kísélet, l, m, l, m, s
A Heisebeg-féle atáozatlasági eláció p t Gejesztés élettatama ívó kiszélesedése Iste em kockázik De ige!!! Mikoszkóp felbotása: 0.6λ siα A foto által meglökött elekto impulzusbizoytalasága: p psiα siα λ Csak szemléltetés, em bizoyítás!!!
A léze I. ω N N ω N N N N abszopció spotá emisszió idukált emisszió dn B g Ndt N A N dt dn Bg N dt ν d dn Temikus egyesúly: dn + dn ν B B A B ν Nagy eegiájú fotook eseté a spotá emisszió domiál! c 3 3 π g ν A ν 3 ν ep kbt
A léze II. lső léze: 960 gáz-léze félvezető-léze sziládtest-léze Legövidebb impulzus: 5fs attoszekudumos imp. Lézeitezitás: 960: 0 0 W/cm 980: 0 5 W/cm 000: 0 0 W/cm 05: LI 0 5 W/cm
A kvatumadí D D D D D P D P P P
tükö P polaizátook B.S. D Detektook D Léze B.S. P tükö B.S.: yalábosztó (beam splitte) b o + 45 o 45
yalábtágító Léze B.S. Polaizáció-beállító (polaizáció-sík fogató) B.S. tükö Léze-tápegység