Are Raklev Teoretisk fysikk, rom FØ456, Forelesning 3

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk2 Ukens program ● Mandag: kort repetisjon, Comptonspredning (2.2 og 2.3 i Kompendiet). ● Tirsdag: gjennomgang av Oblig 1 + Oppgave 2.1 fra kompendiet. ● Onsdag: Bohrs atommodell. (Kap. 3 i Kompendiet) ● Torsdag & fredag: arbeid med Oblig 2. ● Husk: “slides” er lagt ut på hjemmesiden.

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk3 Effekten av gruppeundervisning ● Karakterfordeling i % for studenter som 1Fulgte gruppeundervisning 2Sjeldent eller aldri fulgte gruppeundervisning ● Data fra FYS-MEK1110 våren 2006

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk4 Kort repetisjon ● For å beskrive fysikk på atomskala, 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. ● Kvantefysikken har egenskaper som skiller seg grunnleggende fra klassisk fysikk. ● Sist uke så vi på sort-legeme stråling. Plancks energikvantisering: fysiske systemer med enkle harmoniske svigninger har energier E n = nh ν, hvor h er Plancks konstant, n = 0,1,2,...

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk5 Kort repetisjon ● Fotolektrisk effekt: lys sendt mot en metallplate kan slå ut elektroner. ● Eksperimentelle resultater klassisk uforklarlig ― stoppespenningen uavhengig av intensitet ― eksistensen av en minste frekvens ― umiddelbar emisjon av elektroner ● Kan forklares ved å innføre fotonbegrepet med energikvantisering E = h ν.

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk6 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 / FYS Kvantefysikk7 Röntgenstråling

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk8 Comptons eksperiment E γ = keV

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk9 Braggdiffraksjon [Bragg, 1912]

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk10 Comptons resultat

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk11 Comptonspredning

/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk12 Oppsummering ● 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 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.