PROMIENIOWANIE CIAŁA DOSKONAŁE CZARNEGO-Prawo Kirchhoffa-dla danego ciała stosunek e do a jest stałą dla danego ciała i nie zależy od jego rodzaju. Ma max a i max e e(l,T)/a(l,T)=const
Promieniowanie polega na wychodzeniu przez otwory w œciance ogrzewanej wnęki jest zbliżony do takiego, jakie byłoby emitowane przez ogrzane ciało doskonale czarne.
Prawo Boltzmanna-max energia emitowana w czasie 1s przez CDC jest proporcjonalne do czwartej potęgi jego temp. bezwzględnej E=G*T4
Prawo Wiena - długoœć fal przy której następuje max wypromieniowanie energii jest odwrotnie proporcjonalne do temp. Im wyższa temp tym przesuwa się w kierunku fal krótkich
Zgodnie z prawem Reigleighc-Jeomsa widmo promieniowania CDC ma roskład energetyczny dany wzorem Pl =8đkT/l4
DOŒWIADCZENIE FRANCKA I HERTZA- wykonali doœwiadczenie, które po raz pierwszy wykazały istnienie wzbogaconego stanu atomu o dyskretne wartoœci energii. Każdy atom powracający do stanu podstawowego emituje foton o energii równej energii powstałej podczas zderzenia z elektronem hv=E1-E0. Pary rtęci znajdujące się w rurze są Ÿródłem promieniowania ultrafioletowego. Procesy zachodzące od pary rtęci obserwowano wtedy, kiedy napięci między katodą a siatką przekroczyła 4,9eV.Atom charakteryzuje szereg dyskretnych poziomów energii do których może on być wzbudzony w wyniku zderzeń z elektronem. Atom który został wzbudzony do pewnego stanu poziom energetyczny może wrócić do poziomu podstawowego na różne sposoby. Przejœciem tym może towarzyszyć emisja fotonu o V=(En -Ek )/n
EMISJA SPONTANICZNA-emisja promieniowania elektromagnetycznego przez wzbudzone atomy, cząsteczki lub jony, zachodząca samorzutnie bez jakiegokolwiek oddziaływania z zewnątrz.
EMISJA WYMUSZONA-emisja promieniowania elektromagnetycznego przez wzbudzone atomy cząsteczki lud jony wywołana oddziaływaniem promieniowania elektromagnetycznego o tej samej częstotliwoœci.
PRĘDKOŒĆ FAZOWA-prędkoœć z którą przemieszcza się w przestrzeni faza monochromatycznej (nieskończonej) fali sinusoidalnej.
PRĘDKOŒĆ GRUPOWA-prędkoœć przemieszczania się dudnień wytwarzanych przez nakładanie się dwóch lub więcej fal płaskich sinusoidalnych o mało różniących się częstotliwoœciami przy czym fale te rozprzestrzeniają się swobodnie w tym samym kierunku PG w taki sposób okreœlona równa się pochodnej częstotliwoœci względem odwrotnoœci długoœci fal.RÓWNANIE SCHRŐDINGERA - podstawowe równanie mechaniki kwantowej opisujące ewolucję czasowa układu fizycznego; ma ona postać Hj=ih*(?j/ ?t)
H- hamiltonia układu j-funkcja falowa i=Ö-l, h stała Plancka (h=6,6249*10-24 J*s) oddzieloną przez 2đ, t - czas
ZASTOSOWANIE RÓWNANIA SCHRŐDINGERA -Do rozwiązywania oscylatora harmonicznego cząsteczki, wyznaczenia energii oscylacyjnej cząsteczek. Rozwiązania problemu cząsteczki uwięzionej w głębokiej studni. Dokładne rozwiązanie problemu cząstki swobodnej. Rozwiązanie kwantowomechanicznego oscylatora harmonicznego. Do zjawiska tunelowego do wyjaœnienia promieniotwórczego rozpadu a
WŁASNOŒCI FUNKCJI FALOWEJ- jest w równym stopniu wielkoœcią fizyczną jak pole magnetyczne. Mówi o połażeniu cząsteczki w czasoprzestrzeni, ponieważ cząstka znajduje się najprawdopodobniej w tym miejscu, gdzie natężenie fali jest duże. Ma interpretacje paraboliczną, a-Ř 2 jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa na jednostkę długoœci znalezienia cząstki w elemencie długoœci dx jest równe:
Ř*Řdx
WŁASNOŒCI ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO-1. Liczba uwalnianych elektronów jest proporcjonalna do natężenia padającego promieniowania. 2. Max energia kinetyczna fotoelektronów zależy od częstotliwoœci padającego œwiatła, a nie od jego natężenia. 3. Kmax jest liniowo zależne od v, Kmax =eV0=hv-Ö. 4. Napięcie hamujące V0 zależy od pracy Ö. 5. Istnieje częstoœć progowa v0, poniżej której zjawisko fotoelektryczne nie zachodzi. 6. Emisja elektronów zaczyna się bez mierzalnego opóŸnienia czasowego dla v=v0.(nawet dla bardzo małego natężenia padającego œwiatła).
PACZKI FALOWE - pakiet falowy - pole fal skupione w ograniczonej przestrzeni.
W przypadku gdy cząstka jest reprezentowana przez falę, to traci ona w pewnym stopniu okreœlonoœć swego położenia. Natomiast ciąg fal posiada obwiednię, która rozchodzi się z prędkoœcią różną od prędkoœci każdej z fal składowych. Obwiednia tych fal, którą reprezentuje punkt materialny zwana jest paczką falową lub (grupą falową).
Aby paczka falowa reprezentowała punkt materialny, musi być złożona z wielu pojedynczych fal. Każda fala rozchodzi się ze swoją własną prędkoœcią (prędkoœcią fzaową), natomiast tworzące się paczki falowe poruszają się z inną prędkoœcią (prędkoœcią grupową).
MASA, ENERGIA I PĘD FOTONU - masa spoczynkowa m0 jest równa zeru. Masa fotonu m m=hv/c2 gdzie h- stała Plancka (h=6,6249*10-24 J*s), v - częstoœć fali elektromagnetycznej związanej z fotonem, c - prędkoœć œwiatła w próżni. Energia E = hv lub E = mc2. Pęd fotonu p = E/c = mc
DYLATACJA CZASU-(paradoks czasowy) paradoks bliŸniąt, kurczenie się czasu - w teorii względnoœci zjawisko polegające na tym, że jeœli punkt porusza się względem pewnego inercjalnego układu odniesienia V, w którym spoczywa szereg zegarów zbudowany tak samo jak zegar używany do pomiaru czasu własnego to okazuje się że odstęp czasu mierzony w układzie V jest zawsze większy od czasu własnego poruszającego się punktu.
PROMIENIOTWÓRCZOŒĆ NATURALNA-promieniotwórczoœć nuklidów (atom okreœlonego rodzaju scharakteryzowany jednoznacznie przez liczbę masową oraz poziom energetyczny; nie są n. atomy o jądrach rozpadających się w czasie niemierzalnie krótki.)występujących w przyrodzie.
PROMIENIOTWÓRCZOŒĆ SZTUCZNA-promieniotwórczoœć wzbudzona-uzyskana wskutek napromieniowania korpuskularnego lub promienia g.
MOMENT MAGNETYCZNY ATOMU-wielkoœć fizyczna decydująca o zachowaniu sie atomu w zewnętrznym polu magnetycznym; stały dipolowy moment magnetyczny atomu związany z jego całkowitym momentem pędu złożonym z momentów orbitalnych i spinowych elektronów.
KICZBA KWANTOWA-liczba okreœlająca wartoœci własne i funkcje własne operatorów kwantowych. Liczba kwantowa główna- ( n ) liczba naturalna okreœlająca energie elektronu w atomie. Liczba kwantowa orbitalna- ( l ) liczba okreœlająca orbitalny moment pędu układu; może przybierać wartoœci 0, 1, 2, ..., n-1. Liczba kwantowa spinowa-( J ) liczba okreœlająca spinowy moment pędu cząstki,; dla elektronu l. k. s. ma tylko jedną wartoœć J= ; liczba kwantowa magnetyczna spinowa- ( ms ) liczba okreœlająca rzut spinowego momentu pędu cząsteczki na kierunek zewnętrznego pola magnetycznego; dla elektronu może przyjmować wartoœci ± . Liczba kwantowa magnetyczna- ( m ) liczba okreœlająca rzut orbitalnego momentu pędu cząsteczki na kierunek zewnętrznego pola magnetycznego; może przybierać wartoœci 0, ±1, ±2, ..., ±L
REGUŁY WYBORU-prawa okreœlające możliwoœć przechodzenia elektronów atomowych lub jądra atomowego z jednego poziomu energetycznego na drugi.
ZASADA DZIŁANIA LASERA-polega na wywołaniu wymuszonej emisji kwantów z atomów w bardzo krótkim czasie (wprowadzenie i utrzymanie dużej liczby atomów w stanach wzbudzonych ) - inwersja populacji poziomów energetycznych. Przeprowadza się to poprzez wyładowanie elektryczne w rurze do wyładowań wypełnionej rozrzedzonym gazem lub oœwietlanie lampą błyskową kryształków ( rubin, neodym ). Wytworzenie stanu inwersji populacji poziomów energetycznych nazywane „pompowaniem” powoduje powstanie atomów w różnych stanach wzbudzonych z których silnie obsadzone stany będą produkować fotony o częstoœci laserowej. Lampa błyskowa wysyła fotony o ciągłym rozkładzie częstoœci. Do wywołania emisji wymuszonej stosuje się w laserze gazowym zwierciadła które odbijają 95% promieniowania i są kierowane z powrotem do lampy lasera i wywołują kaskadę podobnych fotonów. Gdy wytworzy się więcej fotonów nie zostanie zaabsorbowanych następuje proces laserowy. W krysztale rubinu rolę zwierciadeł spełniają wypolerowane i napylone końce kryształu zwierciadeł dielektrycznych.
WŁAŒCIWOŒCI ŒWIATŁA LASEROWEGO-1. Koherencja przestrzenna (istnienie powierzchni na których amplitudy fal są w pełni okreœlone w funkcji czasu.) - znikoma rozbieżnoœć wiązki, 2.Koherencja czasowa (istnienie korelacji pomiędzy amplitudami fali w danym punkcie przestrzeni i czasem ) nazywana też monochromatycznoœcią fali ( Fala jedno barwna )- modulować amplitudą, częstotliwoœcią, fazą i impulsowo, 3. polaryzacja i wielka gęstoœć widmowa mocy ( do kilkuset megawatów na cm2 ), 4. Promieniowanie laserowe posiada wszystkie właœciwoœci typowych fal radiowych i mikrofalowych, różni się tylko długoœcią fal.
RODZAJE LASERÓW- 1. L. impulsowy ( kryształy rubinu lub neodymu ), 2. L. fali ciągłej (CO2, N2O, H2O, Ne, Ar ) Typy laserów- 1.Materiał laserujący ciało stałe ( rubin, szkło neodymu, granat itrowo -aluminiowy z domieszką neodymu, wolframian wapnia), 2. Materiał laserujacy -gazowy ( mieszanina helu i neonu, argon, CO2 ), 3. M.L. -półprzewodnikowy (Arsenek galu - GaAs ), 4.M.L. -ciecz ( chelaty - związki metaloorganiczne rozpuszczone w benzenie lub alkoholu, jony neodymu w rostworze ).
LASER IMPULSOWY Z MONOKRYSZTAŁEM RUBINU-Zbudowany jest z pręta monokryształu rubinu (neodym ) wokół którego jest selenoidalnie owinięty palnik lampy błyskowej. Końce pręta rubinu są optycznie wypolerowane i napylone zwierciadłem dielektrycznym. Bardzo intensywne œwiatło z ogromnym impulsem energii która w postaci błysku zostaje rzucona na kryształ powodując proces wytwarzania stenu inwersji populacji poziomów energetycznych atomów w kryształach rubinu ( przenoszenie mikrocząsteczek rubinu na wyższe (wzbudzone) poziomy energetyczne ) -„pompowanie”. Proces ten jest powtarzany za każdym błyskiem. Emisja promieniowania z mikrocząsteczek rubinu ma charakter spontaniczny i słaby. Natomiast zwierciadła na zakończeniach kryształu odbijają wiązkę kilkakrotnie ( których kierunek propagacji jest zgodny z osią kryształów rubinu ) powodując jej wzmocnienie. Po dostatecznie dużym wzmocnieniu wiązka wychodzi na zewnątrz kryształu dzięki odpowiedniej konstrukcji jednego ze zwierciadeł. Warunkiem emisji wiązki laserowej jest wytworzenie wystarczająco dużej iloœci fotonów tzn. więcej wyprodukowanych niż zaabsorbowanych w monokrysztale ( nie zaabsorbowane fotony emitują na zewnątrz monokryształu ).
SIŁY JĄDROWE -siły działające między nukleonami w jądrze atomowym; siły te są bardzo duże, ale działają w bardzo małym zasięgu ( rzędu 10-13cm ); między protonami działają siły odpychania, a miedzy protonami i neutronami -siły przyciągania; charakter sił przyciągania nie jest jeszcze całkowicie okreœlony; prawdopodobnie polegają na wymianie mezonów.