Are Raklev Teoretisk fysikk, rom FØ456, ahye@fys.uio.no Forelesning 5 Are Raklev Teoretisk fysikk, rom FØ456, ahye@fys.uio.no

Ukens program Tirsdag: kort repetisjon, Materiebølger I. (Kapittel 4 i Kompendiet) Onsdag: tema for kollokvium er: “Klassisk versus kvante”. Fredag: Materiebølger II. (Kapittel 4 i Kompendiet) Onsdag, torsdag & mandag: arbeid med Oblig 3 + Oppgave 4.1 fra kompendiet. Linker til video av Forelesning 3 & 4 lagt ut. / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Kort repetisjon Comptonspredning: fotoner (Röntgenstråling) spres mot (effektivt) frie elektroner. Bølgelengde avhengig av spredningsvinkel. Resultatene kan forklares ved å tilordne fotonene bevegelsesmengde p = h/λ, energi E = hν, og se på prosessen som en støtprosess. Comptonbølgelengden λC = h/mc = hc/E0: et naturlig mål i kvantefysikk på utstrekning. / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Kort repetisjon To problemer i klassisk atomfysikk: materiens stabilitet og spektroskopidata. Bohr løste disse med sin atommodel: Forutsa (korrespondanseprinsippet) kvantisering av angulærmoment L = mvr = nħ (banespinn). Innførte stasjonære tilstander. Leder til kvantiserte energinivåer (Rydbergformelen). Avgjørende betydning for kvantefysikkens utvikling. Svakheter, spesielt idéen om elektronbaner. / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

I dag Materiebølger (Kapittel 4 i kompendiet). De Broglies hypotese. Eksperiment som bekreftet materiens bølgenatur: Dobbeltspalteeksperimentet. Davisson-Germer eksperimentet. Braggdiffraksjon med elektroner. [1923] [1961/1974] [1927] [1927] / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

De Broglies atom [1923] Bohrs bane Kjerne De Broglies stående bølge r / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Davisson-Germer eksperimentet [Davidson, Germer, 1927] / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Braggdiffraksjon med elektroner φ 𝑑sinφ [Thomson, 1927] / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Dobbeltspalteeksperimentet / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Dobbeltspalteeksperimentet C60 molekyler (Buckyballs) Har også lykkes med C60F48 (fluorfulleren) Hva kan gjøres i fremtiden? Proteiner? Virus? [Arndt et al.,1999] / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk

Oppsummering De Broglies hypotese (1923): materie har også bølgenatur med λ = h/p og ν = E/h. Ofte praktisk med omskrivning til bølgetallet k = 2π/λ og vinkelfrekvensen ω = 2πν. Dette gir p = ħk og E = ħω. Første eksperimentelle bekreftelse i elektron mot krystallgitter eksperimenter. Dobbeltspalteeksperimentet er en elegant demonstrasjon av partiklers bølgenatur og sannsynlighetstolkningen for materiebølger. / Are Raklev / 29.01.13 FYS2140 - Kvantefysikk