Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Hasonló dokumentumok
JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

Kézirat a Bevezetés a modern fizika fejezeteibe c. tárgyhoz írta: Márkus Ferenc (BME Fizika Tanszék) (utolsó módosítás: november 9.) 4.

A spin. November 28, 2006

Speciális relativitás

Bevezetés a részecske fizikába

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

egyetemi állások a relativitáselmélet általánosítása (1915) napfogyatkozás (1919) az Einstein-mítosz (1920-tól) emigráció 1935: Einstein-Podolsky-

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók


CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

11 osztály. Osztályozó vizsga témakörei

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Magszerkezet modellek. Folyadékcsepp modell

Hadronok, atommagok, kvarkok

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Modern fizika vegyes tesztek

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Mágneses monopólusok?

Bevezetés a részecskefizikába

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Legújabb eredmények a részecskefizikában. I. rész

Van-e a vákuumnak energiája? A Casimir effektus és azon túl

Relativisztikus Kvantummechanika alapok,

Radioaktivitás és mikrorészecskék felfedezése

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Részecskefizika kérdések

TestLine - Fizika 8. évfolyam elektromosság alapok Minta feladatsor

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (b) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 9. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

A Relativisztikus kvantummechanika alapjai

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

Antirészecskék. I. rész

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1.(a) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Két 1/2-es spinből álló rendszer teljes spinje (spinek összeadása)

Elektromágneses hullámok

Marx György ( )

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

A testek részecskéinek szerkezete

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészei. Az atom felépítése. A radioaktivitás : energia kibocsátása

Magfizika szeminárium

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Bevezetés a részecskefizikába

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr ( )

Név:.kódja... Szakja:... címe.. Kérjük, hogy mielőtt elkezdi a feladatok megoldását, válaszoljon az alábbi kérdésekre!

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

A kémiai kötés eredete; viriál tétel 1

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

AZ ELEKTRON MÁGNESES MOMENTUMA. H mágneses erœtérben az m mágneses dipólmomentummal jellemzett testre M = m H forgatónyomaték hat.

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

Atomok és molekulák elektronszerkezete

Határtalan neutrínók

Az elektron-foton kölcsönhatás (folyamatok)

2015/16/1 Kvantummechanika B 2.ZH

FIZIKA KÖZÉPSZINTŐ SZÓBELI FIZIKA ÉRETTSÉGI TÉTELEK Premontrei Szent Norbert Gimnázium, Gödöllı, május-június

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Az Univerzum szerkezete

Hegedüs Árpád, MTA Wigner FK, RMI Elméleti osztály, Holografikus Kvantumtérelméleti csoport. Fizikus Vándorgyűlés Szeged,

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

Földünk a világegyetemben

IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN

A FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA TÉTELEINEK TÉMAKÖREI MÁJUSI VIZSGAIDŐSZAK

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

A Nukleáris Medicina alapjai

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Az atomhéj (atommag körüli elektronok) fizikáját a kvantumfizika írja le teljes körűen.

Gamma-kamera SPECT PET

A galaxisok csoportjai.

Fizikai mennyiségek, állapotok

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 24. MRF2 Kvarkok, neutrínók

töltéssel rendelkező vagy semleges részecskék kinetikus energiája és (vagy) impulzusa a kondenzált közegek atomjaival ütközve megváltozhat.

FIZIKA 11. osztály. Írásban, 45 perc

Theory hungarian (Hungary)

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Repetitio est mater studiorum

11. tétel - Elektromágneses sugárzás és ionizáló sugárzás kölcsönhatása kondenzált anyaggal, áthatolóképesség, záporjelenségek.

Az expanziós ködkamra

ENERGETIKAI AXIÓMARENDSZEREN NYUGVÓ RENDSZERELMÉLET I. KÖTET.

Atommagok alapvető tulajdonságai

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Gamma sugárzás. Gamma-kamera SPECT PET. Tömeg-energia ekvivalencia. Nukleáris medicína. γ-sugárzás előállítása. γ-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 22.

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Pósfay Péter. arxiv: [hep-th] Eur. Phys. J. C (2015) 75: 2 PoS(EPS-HEP2015)369

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Átírás:

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe 4. (e) Kvantummechanika Utolsó módosítás: 2014. december 3.

1 A Klein-Gordon-egyenlet (1) A relativisztikus dinamikából a tömegnövekedésre és impulzusra vonatkozó összefüggésekkel az tömeg-energia ekvivalencia az

2 A Klein-Gordon-egyenlet (2) Az impulzus és az energia kifejezéseit a operátorokkal helyettesítve a Klein-Gordon egyenlet. Ez egy skalár tér mozgásegyenlete, amely spin nélküli részecskék leírására érvényes. Mi az itteni jelentése?

3 A Dirac-egyenlet (1) Az eredeti ötlet, hogy az energiában és impulzus kifejezéseiben kvadratikus egyenlet helyett olyan egyenletet előállítani, amelyben e kifejezések lineárisak, azaz valahogy így: Mindezt abból a célból, hogy csak első deriváltak szerepeljenek a relativisztikus mozgást leíró téregyenletben. A c 1 és c 2 konstans paraméterek. Könnyű belátni, hogy ez egy sima gyökvonással nem érhető el. Ha azonban a két együttható mátrix is lehet, akkor az 4*4-es mátrixok

4 A Dirac-egyenlet (2) Négyzetre emelés és a Klein-Gordon egyenlettel való összehasonlításból adódik, hogy az együtthatómátrixokra fenn állnak az alábbiak:

5 A Dirac-egyenlet (3) Megkeresve a fenti feltételeket kielégítő mátrixokat kapjuk: Itt a Pauli-mátrixok rendre valamint

6 A Dirac-egyenlet (4) E mátrixok mindegyikének sajátértéke pl. a esetében a. A sajátvektorok spinorok. Ezekkel a Dirac-egyenlet a Pauli-mátrixokkal vagy az α k és β mátrixokkal: Mi az itteni jelentése?

7 A Dirac-egyenlet (5) - antirészecskék Tekintsük a zérus impulzusú állapotot: Látható módon a spinorok szétcsatolódnak, és a fel és le spinorok sajátfüggvényei az egyenletnek a pozitív és negatív sajátenergia értékekkel. Antirészecskék megjelenése: az elektron párja a pozitron.

8 A Dirac-egyenlet (6) a spin A Pauli-mátrixok és a spin kapcsolata: azaz a Dirac-egyenlet természetes módon tartalmazza az elektron spinjét.

9 Párkeltés - annihiláció

10 Orvosi alkalmazás pozitron-emissziós tomográf (PET) Rövid felezési idejű pozitron sugárzó izotópok: 11 C, 13 N, 15 O és 18 F

11 Az alapvető kölcsönhatások kölcsönhatás közvetítő nyugalmi tömege töltés Mire hat? hatótávolság (m) erős gluonok (8- féle) 0 színtöltés hadronokra 10 15 elektromágneses foton 0 elektromos töltés elektromosan töltött részecskékre végtelen gyenge Z 0 W + és W - 91, 80 ill. 80 GeV/c² gyenge töltés minden 1/2 spinű részecskére 10 18 gravitáció graviton* 0 tömeg mindenre végtelen

12 Az elemi részecskék standard modellje

13 Az atommag alkotói proton neutron

Az izotópok táblázata 14

A sötét anyag 15 Fritz Zwicky a Coma galaxishalmaz vizsgálata következtetéseként vetette fel 1934-ben a sötét anyag létezését. A tipikus galaxis A forgási görbéje azt a sebesség-távolság összefüggést mutatja, amely szerint a galaxisok külső csillagai nagyon lassan keringenek a középpont körül. A B görbe a megfigyelt függvénymenetet mutatja. A kettő közti különbség a sötét anyag létét igazolja.

A sötét energia 16 A sötét energia kifejezés Michael Turnertől származik. A megfigyelések szerint a világegyetem gyorsulva tágul. E jelenség értelmezésére a legelfogadottabb magyarázat a sötét energia létezésének feltételezése. Ez egy olyan energiaforma, mely az egész Világegyetemben jelen van, erős antigravitációs hatást mutat, azaz negatív nyomást fejt ki. A negatív nyomás nagy távolságokon a gravitációs vonzást képes meghaladni. Becsült tömeg-energia viszonyok ma és a kozmikus háttérsugárzás felismerése idején.

17 Az univerzum fejlődése

A Tejút-rendszer (1) 33

A Tejút-rendszer (2) 34 A mi Napunk az Orion-kar belső peremén, a Tejútrendszer középpontjától kb. 25 000 fényévre kering. A következő spirálkar a Perseus-kar, amelynek tőlünk való távolsága 6000 fényév.

18 Kérdések Mi a relativisztikus tömeg alakja? Mi a relativisztikus impulzus kifejezése? Mely egyenlet fejezi ki a tömeg-energia ekvivalenciát? Milyen kapcsolat írható fel az energia-impulzus-nyugalmi tömeg között? Hogyan juthatunk el a Klein-Gordon-egyenlethez? Mi a Dirac-egyenlet leszármaztatásának alapötlete? Mely fizikai mennyiség jelenik meg a Dirac-egyenletben? Mi a párkeltés és annihiláció jelensége? Mik az alapvető kölcsönhatások? (Az ilyen színnel írt kérdések a mélyebben érdeklődők részére vannak. )