Forelesning 5 Are Raklev.

Presentasjon om: "Forelesning 5 Are Raklev."— Utskrift av presentasjonen:

1 Forelesning 5 Are Raklev

2 Ukens program Mandag: kort repetisjon, Materiebølger I. (Kapittel 4 i Kompendiet) Torsdag: Materiebølger II. (Kapittel 4 i Kompendiet) Gruppetimer: arbeid med Oblig 2 + Oppgave 1.3 fra Griffiths. Kollokvium: tema er “Matematikk i FYS2140”. Linker til video av Forelesning 3 & 4 lagt ut. / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

3 Kort repetisjon Comptonspredning: fotoner (Röntgenstråling) spres mot (effektivt) frie elektroner. Endring i bølgelengden er avhengig av spredningsvinkel θ: Δλ = λC (1 – cos θ) 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 er et naturlig mål i kvantefysikk på “utstrekning”. / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

4 Kort repetisjon To problemer i klassisk atomfysikk: materiens stabilitet og spektra til grunnstoffer. Bohr løste disse med sin atommodel: Forutsa (korrespondanseprinsippet) kvantisering av angulærmoment (banespinn) til elektronet: L = mvr = nħ Innførte stasjonære tilstander (bestemt energi). Leder til Rydbergformelen. Avgjørende betydning for kvantefysikkens utvikling. Svakheter, spesielt idéen om elektronbaner. Tidligere har vi sett på kvantisering av energien til fotonet, nå går vi til materiepartikler. / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

5 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 / FYS Kvantefysikk

6 De Broglies atom [1923] Bohrs bane Kjerne De Broglies stående bølge r
/ Are Raklev / FYS Kvantefysikk

7 Davisson-Germer eksperimentet
Nikkelkrystall [Davidson, Germer, 1927] / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

8 Braggdiffraksjon med elektroner
φ 𝑑sinφ [Thomson, 1927] / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

9 Dobbeltspalteeksperimentet
11 200 6000 40000 140000 / Are Raklev / FYS Kvantefysikk

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

11 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 / FYS Kvantefysikk