Are Raklev Teoretisk fysikk, rom FØ456, Forelesning 3

/ Are Raklev / FYS21402 Ukens program ● Mandag: kort repitisjon, Comptonspredning. ● Tirsdag: Bohrs atommodell. (Kap. 3 kompendiet) ● Onsdag: gjennomgang av Oblig 1 + tilleggsoppgave (Oppgave 2.1 fra kompendiet). ● Torsdag & fredag: arbeid med Oblig 2. ● Husk: “slides” er lagt ut på hjemmesiden.

/ Are Raklev / FYS21403 Kort repetisjon ● Kvantefysikken har egenskaper som skiller seg grunnleggende fra klassisk fysikk. Sist uke så vi på energikvantisering. ● Når vi skal beskrive fysikk på “mikroskala”, er det ofte hensiktsmesig å bruke enhetene eV (MeV) for energi, nm (Å) for lengde, eV/c 2 for masse og eV/c for bevegelsesmengde. ● Plancks kvantiseringshypotese: e.m. stråling ved frekvens ν utveksler “energipakker” med energi h ν. Et avgjørende brudd med klassisk fysikk.

/ Are Raklev / FYS21404 Kort repetisjon ● Fotolektrisk effekt: lys sendt mot en metallplate slår ut elektroner. ― Eksperimentelle resultater (bl.a. eksistensen av en minste frekvens, og det at stoppespenningen er uavhengig av intensiteten), kan ikke forklares klassisk. ― Kan forklares ved å innføre fotonbegrepet (med energikvantisering). ● Fotonbegrepet forklarer også eksistensen av en minste bølgelengde i Röntgenstråling.

/ Are Raklev / FYS21405 I dag ● Som partikler, så kan fotoner i tillegg til energi også tilordnes en bevegelsesmengde. ● Vi skal se på dette i forbindelse med Comptoneffekten som er en eksperimentell bekreftelse. [Einstein, 1917] [Compton, 1923]

/ Are Raklev / FYS21406 Comptons eksperiment E γ = keV

/ Are Raklev / FYS21407 Bragg diffraksjon [Bragg, 1912]

/ Are Raklev / FYS21408 Comptons resultat

/ Are Raklev / FYS21409 Comptonspredning

/ Are Raklev / FYS Oppsummering ● For å oppsummere Kap. 1 & 2 kan vi si at e.m. stråling viser partikkel- og bølgeegenskaper. For eksempel i Comptons eksperiment: ― Prinsippene bak målingen av den spredte e.m. strålingen bygger på standard bølgelære. (Bragg diffraksjon/interferens.) ― Endringen i bølgelengde kan kun forstås ved å behandle Röntgenstrålene som partikler som kolliderer med elektronene i et atom. ● Bølge: λ og ν. Partikkel: E = h ν og p = h/λ.