Kvantová fyzika.

Prezentace na téma: "Kvantová fyzika."— Transkript prezentace:

1 Kvantová fyzika

2 Planckova kvantová hypotéza
Max Planck experimentálně prokázána vznik studium zdrojů elektromagnetického záření (model: absolutně černé těleso) hledání vztahu pro velikost hustoty spektrální intenzity vyzařování na frekvenci při dané teplotě závislost energie na frekvenci

3 Kvantum energie energie elektromagnetického záření je vyzařována nebo pohlcována jen po celistvých kvantech energie E velikost těchto kvant závisí na frekvenci záření h = 6, J.s je Planckova konstanta kvantum = nejmenší „kousek“ = foton

4 Příklad 1 Určete energii, hmotnost a hybnost fotonu gamma záření s vlnovou délkou 1 pm. řešení Porovnejte s energií kvanta (fotonu) rádiové vlny  = 500 m, mikrovlny  = 10 cm, žlutého světla  = 580 nm , ultrafialového záření  = 100 nm, rentgenového záření  = 1 nm.

5 Fotoefekt vysvětlen pomocí Planckovy kvantové hypotézy
vzájemné působení záření a látky uvolňování elektronů z atomů po dopadu záření, vznik elektrického proudu v obvodu vnější elektrony opouští látku (kovy, fotonka) vnitřní elektrony zůstávají v látce (polovodiče – fotorezistor, fotodioda)

6 Vnější fotoefekt uvolňování elektronů z látek po dopadu záření
energie uvolněných elektronů závisí na frekvenci záření nikoliv jeho na intenzitě

7 Experimenty prokázaly
pro každý kov existuje určitá mezní frekvence f0 taková, že elektrony se uvolňují pouze při ní a vyšších frekvencích je-li frekvence záření vyšší než mezní, bude protékající proud obvodem úměrný intenzitě záření energie elektronů, které se uvolňují, roste lineárně s frekvencí záření

8 Vysvětlení A. Einsteina
elektromagnetická vlna se chová jako soubor částic – světelných kvant každé kvantum záření předá svou energii vždy jednomu elektronu uvolní se – výstupní práce získá kinetickou energii

9 Comptonův jev rentgenové záření s vysokou energií dopadající na uhlíkovou destičku měření frekvence f‘ záření rozptýleného pod různými úhly kvanta záření se chovala jako malé pružné kuličky srážející se s elektrony byly splněny zákony zachování energie a hybnosti

10 Foton druh elementární částice nulová klidová hmotnost
částicové i vlnové vlastnosti pohybuje se rychlostí světla

11 Příklad Kolik fotonů za sekundu vysílá desetiwattová žlutá žárovka? Předpokládáme, že světlo je monofrekvenční s vlnovou délkou 600 nm.