Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Den unge Max Planck (ca 1900) Kvantehistorier fra Mikroverdenen Planck presenterte sitt kvantiseringspostulat 14. Desember 1900 E=h virkningskvant h =

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Den unge Max Planck (ca 1900) Kvantehistorier fra Mikroverdenen Planck presenterte sitt kvantiseringspostulat 14. Desember 1900 E=h virkningskvant h ="— Utskrift av presentasjonen:

1

2 Den unge Max Planck (ca 1900) Kvantehistorier fra Mikroverdenen Planck presenterte sitt kvantiseringspostulat 14. Desember 1900 E=h virkningskvant h = 2, kg m/sec

3 Ultraviolett-Katastrofe fra klassisk Termodynamikk (Rayleigh-Jeans Strålingsansatz for Svart legeme) Max Planck‘s løsning kvanteeffekter

4

5 Werner HeisenbergErwin Schrödinger Uskarphetsrelasjonen: x p - p x = ih  x  p  h/2 Bølgefunksjonen:  (x,t)

6 Materiens bølgeegenskaper Bølgefunksjonen  (x,t) Sannsynlighetstolkning W(x,t) = |  (x,t)| 2

7 Gjennomgang av en høgfrekvent lysbølge (THz) gjennom en enkeltspalt Interferens via en enkeltspalt Fotoner (Lysbølger) har bølgeegenskaper

8 W 1 + W 2 = W 12 |  1 +  2 | 2 = W 12 Kvantemekanikk: Interferens av partikkelstråler (Elektroner) ved en Doppelspalt  fase-koherens Klassisk fysikk: Spredning av billiardkuler ved en dobbelspalt  inkoherent sum av sannsynlighetstettheter Kvanteinterferens og koherens

9 Kvanteteori og sannsynligheter Klassisk fysikk: W(x,t) = 1/v(x,t) 2 partikler: W 12 = W 1 (x 1,t 1 ) + W 2 (x 2,t 2 ) Addisjon av sannsynligheter Kvantemekanikk: W(x,t) = |  (x,t)| 2 2 partikler: W 12 = |  1 (x 1,t 1 )+  2 (x 2,t 2 )| 2 Addition av tilstander, Interferens : W 12 = W 1 + W 2 + I 12 Kvantemekanisk tosidighet (dualisme): Partikler er bølger og bølger er partikler E=mc 2 =h --- Materiebølge:  c = c/  = h/mc:  c (Elektron): 2, m = 0,0024 nm  c (Menneske): m

10 Partikkel eller bølge? Interferens av lysbølger (fotoner) ved dobbelspalt

11 Materiebølger ved dobbelspalt Partikler er bølger! Bølger er partikler! Interferens av materiebølger via dobbelspalt

12 Hvorsomhelst og ingensteds Uskarpe kvanter! Bølgefunksjonen  (x,t) Sannsynlighetstolkning W(x,t) = |  (x,t)| 2

13 Frihet for alle kvanter! Kvante-Tunneleffekt: Kvantepartikler kan trenge gjennom vegger!

14 Elektroner beveger seg i ellipseforma baner rundt atomkjerner - som jorda rundt sola - Bohrs atommodell: Atomer i klassisk fysikk Eksperiment:

15 Nils Bohr og Alfred Sommerfeld: velordna kvantesprang i atomer Bohr/Sommerfeld Atommodell: sirkelforma Elektron-orbitaler n c  n h diskrete Linjer i spekteret (Energier)

16 Kvantestrukturen til atomer Bohr Sommerfeld Heisenberg Schrödinger

17 Kvanteskyer i atomer Et elektrons sannsynlighetstetthet i hydrogenatomet (H) W(x,y,z)=|  (x,y,z)| 2 (Max Born, ~1930)

18 Kvantemekaniske atomtilstander W(x,y,z,t)=|  (x,y,z,t)| 2

19

20

21 Quanten-Energiebänder in einem Festkörper Elektron energibånd i en halvleder Elektron-kvante energibånd i Faste stoffer Uten kvantemekanikk ikke Elektronikk!

22 På veg mot kvantedatamskinen Forminsking av kretslementer 1975 til.....

23 Eksperimentelle kvantepunkter (Quantum Dots) Størrelse: 20 nm = m =0, m Kvante- Mekanikk Nano-fysikk og Nano-Mekanikk

24 Kvante-skriving og -lesing med (Atomic Force Microscope - AFM) Kvante-Nano-Mekanikk Neste lagringsmedier: 1000 ganger kapasiteten til en CD-ROM med Tera-Bit = 1000 Giga-Bit

25 Kvante-entanglement: Entangled kvante-(EPR)-tilstander: Elektronene taper sin identitet Korrelasjoner over store avstander Einstein-Podolski-Rosen Paradoks

26 Kvante-Kryptering Kommunikasjon via et EPR-par! Avlyttingssikker! Prinsipp for en „EPR-Maskin“

27 Kvante- Teleportasjon „Beam me up, Scotty...“ Teleportasjons skisse Teleportasjons - Eksperiment (Zeilinger, Innsbruck/Wien)


Laste ned ppt "Den unge Max Planck (ca 1900) Kvantehistorier fra Mikroverdenen Planck presenterte sitt kvantiseringspostulat 14. Desember 1900 E=h virkningskvant h ="

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google