Makrovilág mikrovilág A mikrovilág: atom, atommag, lktro, foto Atomfizika Smllr László Makrovilág mikrovilág A agyo kis objktumok m ugyaúgy vislkdk? Görögök: a-tom XX. századi fizika: kvatumlmélt Myir kicsi z a mikro-világ? m métr mbr -3-6 -9 - - -5 Mértk millimétr szabad szmml látható távolság mikrométr sjt mért (pl. mbri vvt) 7µm aométr fhérj Agström atom átmérőj, kémiai kötéstávolság H atom Agström (Å) pikométr rötgsugárzás hullámhossza fmtométr atommag
..i disr Wissschaft scho fast alls rforscht si, ud s glt, ur och iig ubdutd Lück zu schliß bb a tudomáyba már midt flfdztk, és már csak éháy jltéktl lyukat kll bfoltozi. Philipp vo Jolly Max Plackak 878-ba Hőmérséklti sugárzás lktromágss sugárzás Mid ayag kibocsátja ha T>K A hőmozgás rgiájáak rovására törtéik Példák: Lord Klvi: Nitth-Ctury Clouds ovr th Dyamical Thory of Hat ad Light A hőmérséklti sugárzás spktruma Féy gységyi flült által gységyi hullámhossztartomáyba kisugárzott tljsítméy Összs kisugárzott rgia: (Stfa-Boltzma tv.) =AtσT 4 Wi-fél ltolódási tv. λ max T = cost A sugárzás rgiája folytoosa vagy kis adagokba érkzik? Plack (9) a sugárzás kis adagokba mittálódik Foto: féy kvatum (adag) hullám vagy részcsk?
Féylktromos hatás A féylktromos hatás magyarázata a féy részcsktrmészt alapjá gyg féy kvés féy-részcsk (foto) rős (agy itzitású) féy - - - - - - sok foto agyobb hullámhossz kis rgiájú fotook kisbb hullámhossz agy rgiájú fotook A féyrészcsk (foto) rgiája függ a féy szíétől, azaz a hullámhosszától, ill. a frkvciájától: c foto =hf foto = h λ fotorgia Plack álladó frkvcia hf < W ki hf < W ki h = 6,63-34 Js A fotolktromos hatás kvatitatív magyarázata a fotook sgítségévl Féy kttős trmészt Hullám: itrfrcia, lhajlás Részcsk: ld. (féyta hőmérséklti sugárzás féylktromos hatás (isti 95) Hullám vagy részcsk? hf=w ki + / m v
Hullám vagy részcsk? Aalógia a féy kttős trmésztéhz: Hullám vagy részcsk? és! Nm csak a féyk, ham az összs lktromágss sugárzásak is kttős trmészt va! λ - - -8-6 -4-4 m λ - - -8-6 -4-4 m λ 4 5 6 7 m Szokatla? Az atom rövid törtét a-tom = oszthatatla J. Thomso (897) lktro flfdzés: az atomak vaak részi: lktro(ok) + gyéb Thomso atommodll: mazsolás pudig Ruthrford kísérlt: atommag Naprdszr modll (Ruthrford) Bohr fél atommodll Kvatummchaikai atommodll
Atommodllk Az atom alkotólmi lktrook (gatív lktromos töltésű köyű részcskék) Atommag (pozitív töltésű) protook (pozitív töltésű) utrook (smlgs) A Bohr-fél atommodll (H-atom) Coulomb rő = ctriptális rő k r r = = m k m v l l v r r F F A Bohr-fél atommodll Bohr fél kvatumfltétl: k r = mv h r = 4π k ~ h mrv = π r F F főkvatumszám
Bohr fél atommodll Az lktropályák rgiája = = =3 Nm csak a sugár, ham az rgia is csak bizoyos értékkt vht fl: = ki, + pot, = ki, ki, = + pot, mv pot, = k = = 4 k 4π h 4 4π h 4 k 4π h ~ = =3 = ki, = mv = 4 k 4π h = = =3 = = szabad lktro kötött lktro *kvatált= csak mghatározott értékkt vht fl az rgia bármily értékt flvht kvatált* rgia lktroátmtk a Bohr fél atommodllb = = =3 Ha az lktro az -ik pályáról az m-ik pályára ugrik, az atom gy hf= - m rgiájú fotot bocsát ki. H-atom
A hidrgogéatom spktrális átmti Kvatummchaika, avagy mi igaz a Bohr-fél atommodllből? Bohr kör alakú pálya kvatummchaika ics pálya, csak mgtalálási valószíűség (lktroflhő) kvatált rgiaszitk lktro átugrása az gyik pályáról a másikra kvatált rgiaszitk az lktro az átlapoló rgiaflhők sté átmht a másik pályára foto lylés/kibocsátás foto lylés/kibocsátás = szabad lktro az rgia bármily értékt flvht =3 = = kötött lktro kvatált* rgia *kvatált= csak mghatározott értékkt vht fl Mtzlr Physik (Schrodl Schulbuchvrlag) H-atom > többi atom >>molkulák
lktroátmtk lktroátmtk = = ki = rgia = hő, vagy sugárzás rgia =3 = =3 = hf= kilépési muka (A) hf =3 = =3 = = = = = hf=a+ ki