promieniowanie

promieniowanie

promieniowanie

promieniowanie

termiczne

termiczne

0,48

6000 K

6000 K

5000 K

4000 K

0,58

3000 K

0,72

0,97

λ

[

μm]

1,0

1,5

2,0

0,5

katastrofa nadfioletu

katastrofa nadfioletu

katastrofa nadfioletu

katastrofa nadfioletu

prawo Rayleigha-

T = 5000 K

doświadczenie oraz

p

y g

Jeansa

doświadczenie oraz

formula Placka

λ

[nm]

2000

1000

formu

formułła Plancka

a Plancka

formu

formułła Plancka

a Plancka

1

2

2

h

c

( )

1

1

2

5

2

−

=

kT

hc

e

h

c

S

λ

λ

π

λ

E = h

ν

Planck: E

f

= h

ν

Planck:

Max Planck (1858-1947)

1918

fotoemisja elektronów

fotoemisja elektronów

fotoemisja elektronów

fotoemisja elektronów

światło (fala?)

elektrony

emisja elektronów z
metali pod wpływem

(

)

y

padającego światła

metal

zjawisko fotoelektryczne

zjawisko fotoelektryczne

zjawisko fotoelektryczne

zjawisko fotoelektryczne

Philippe Lenard:

•

próżnia

→

przewodnictwo niejonowe

•

ładunek ujemny (w polu magn.)

światło

j

y ( p

g )

•

pomiar

e/m

→

elektrony

•

częstotliwość progowa

ν

> 10

15

Hz

mA

U

Philipp von Lenard (1862-1947)

1905

Philipp von Lenard (1862 1947)

prąd fotoelektryczny

prąd fotoelektryczny

prąd fotoelektryczny

prąd fotoelektryczny

I [

μA]

Φ

2

>

Φ

1

I [

μA]

Φ

1

prąd nasycenia

ν

2

>

ν

1

prąd nasycenia

prąd nasycenia

ν

1

U [V]

U

0

napięcie hamujące

U [V]

U

01

napięcie hamujące

U

02

U

0

zależy od częstotliwości a nie od natężenia światła!

równanie fotoelektryczne

równanie fotoelektryczne

równanie fotoelektryczne

równanie fotoelektryczne

E

f

= h

ν

Planck:

h

ν

= W + ½ m

e

v

2

Einstein:

(h – stała Plancka)

i ki

h

ν

W ½ m

e

v

Einstein:

energia kinetyczna

elektronu (maksymalna)

energia padającego fotonu

1921

praca wyjścia elektronu z metalu

częstotliwość progowa:

ν

p

= W / h

Albert Einstein (1879-1955)

bilans energetyczny

bilans energetyczny

bilans energetyczny

bilans energetyczny

E

E

W

h

ν

½mv

2

h

ν

= W + ½ m

e

v

2

W

metal

doświadczenie Millikana (1914)

doświadczenie Millikana (1914)

doświadczenie Millikana (1914)

doświadczenie Millikana (1914)

E = eU = h

ν

- W

V

]

wolfram

cez

E

e

= eU

0

= h

ν

- W

eU

0

[e

V

9

6

częstotliwość

progowa

platyna

pomiar stałej
Plancka:

e

3

α

Plancka:

ν

[10

-15

Hz]

- 3

2

3

1

jś i

h ~ tg

α

- 6

praca wyjścia

wyznaczenie sta

wyznaczenie stałłej

ej h

h

wyznaczenie sta

wyznaczenie stałłej

ej h

h

h = 6,626 10

–34

Js

1923

ħ

h/2

1 055 10

34

J

Robert Millikan (1868-1953)

ħ = h/2

π = 1,055 · 10

–34

Js

energia fotonu:

h

ν

= ħ

ω

fotony

fotony

fotony

fotony

l kt

światło (fala?)

elektrony

światło
(fotony!)

elektrony

(

y )

t l

metal

metal

wniosek:

światło wykazuje nie tylko własności falowe

ale również korpuskularne...

p

promienie R

promienie Rö

öntgena

ntgena

promienie R

promienie Rö

öntgena

ntgena

ki

szybkie

elektrony

d t kt

wysokie

napięcie

detektor

ϑ

k

t ł

2

ϑ

kryształ

Röntgen - 1895

promieniowanie hamowania

promieniowanie hamowania

promieniowanie hamowania

promieniowanie hamowania

szybki elektron

y

jądro

h

ν

= E

1 –

E

2

E

1

h

ν

E E

h

ν

E

2

foton rentgenowski

h

ν

widmo

widmo

widmo

widmo

ęż

enie

K

β

18

Hz]

d

ne nat

ę

30 kV

K

α

10

max

[10

-1

wzgl

ęd

25 kV

30 kV

5

ν

4

6

8

10

15 kV

20 kV

25 kV

10

20

30

4

6

8

10

λ

[nm]

10

20

30

U [kV]

w

włłasności

asności

w

włłasności

asności

Wilhelm Röntgen (1845 – 1923)

1901

Wilhelm Röntgen (1845 1923)

efekt Comptona

efekt Comptona

efekt Comptona

efekt Comptona

linia K

α

molibdenu

λ

0

E

s

= hc/

λ

s

p

s

= h/

λ

s

E

o

= h

c

/

λ

o

y

ϑ

= 45

o

λ

S

o

o

p

o

= h/

λ

o

ϑ

ϑ

= 45

o

λ

E

2

x

ϕ

ϑ

= 90

o

λ

S

E = mc

2

p = mv

długość fali

λ

pęd fotonu

pęd fotonu

pęd fotonu

pęd fotonu

(

)

ϑ

λ

λ

λ

cos

1

0

−

=

−

=

Δ

h

(

)

(

)

ϑ

λ

ϑ

λ

λ

λ

cos

1

cos

1

0

−

=

Δ

c

e

s

c

m

1927

λ

c

=

h / m

e

c

= 2,426 · 10

-12

m

Arthur Compton (1892 – 1962)

(+ Charles Wilson)

komptonowska długość fali

foton ma niezerowy pęd: p

f

= h

ν

/ c !

dualizm korpuskularno falowy

dualizm korpuskularno falowy

dualizm korpuskularno falowy

dualizm korpuskularno falowy

Planck Einstein:

E = h

ν

Planck, Einstein: E = h

ν

Compton: p = h

ν

/ c = h /

λ

d B

li (1924)

h /

λ

λ

h /

!

de Broglie (1924): p = mv = h /

λ

λ

= h / mv !

fala też ma cechy cząstki

a cząstka też ma cechy fali

piłka tenisowa:

λ

=

10

–34

m

a cząstka też ma cechy fali

elektron:

λ

=

10

–5

m

(

v

= 40 m/s)

Louis duc de Broglie (1892 – 1987)

1929

doświadczenie Davissona

doświadczenie Davissona Germera

Germera

doświadczenie Davissona

doświadczenie Davissona--Germera

Germera

detektor

elektrony

ϑ

kryształ Ni
d = 9,1 nm

1937

działko elektronowe

Clinton Davisson

i George Thomson

kreacja pary

kreacja pary

kreacja pary

kreacja pary

pozyton

foton

elektron

h

ν

min

= 2m

e

c

2

= 1,02 MeV

anihilacja

anihilacja

anihilacja

anihilacja

elektron

foton

γ

h

i

elektron

ϑ

• hamowanie

• pozytonium

pozyton

• anihilacja

• 2 fotony E = 0 5 MeV

foton

γ

• 2 fotony E

γ

= 0,5 MeV