68. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne (ZFZ): opis, obserwowane fakty, wyjaśnienie (bilans energii, wzór Einsteina).

ZFZ zachodzi dla metali (oprócz elektronów na stałe związanych z atomami są także elektrony swobodne)
- Energia dostarczana przez światło potrzebna jest do oderwania się elektronu swobodnego z oddziaływania jonów sieci krystalicznej metalu.
- Elektrony pokonują barierę potencjału - wykonują pracę przeciwko siłom pola elektrycznego. 
- praca wyjścia lub energia wyjścia - Minimalna energia potrzebna do ucieczki elektronu swobodnego z metalu

Jednostka:  elektronowolty [eV] 1 eV = 1 e · 1 V = 1,602 × 10^-19 J

Nowe fakty, które przeczyły teorii falowej:

- brak progu natężenia światła, od którego miało się

zaczynać zjawisko czyli liczba emitowanych elektronów była proporcjonalna do

natężenia światła, niezależnie od tego, jak małe ono było;

- energia elektronów nie zależała od natężenia światła;

- energia elektronów zależała od częstotliwości światła; obserwowano

próg częstotliwości, powyżej której zjawisko zachodziło a energia elektronów

rosła liniowo z tą częstotliwością;

Podsumowanie:

68. Zjawisko Comptona (ZC): opis doświadczenia, mechanizm zjawisk, wnioski.

ZC dotyczy rozpraszania fotonu na swobodnym elektronie:

Foton  jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m₀ = 0), liczbie spinowej s = 1.

-ZC zachodzi gdy wiązka promieniowania rentgenowskiego o ściśle określonej długości

fali rozprasza się na folii metalowej, Wtedy w promieniowaniu rozproszonym pojawia się

promieniowanie o długości fali większej od długości fali wiązki padającej;

Przebieg:

W eksperymencie wiązka promieniowania rentgenowskiego o długości fali λ była kierowana na grafitową tarczę T. (rys)

Cel dośw:

Pomiar długości fali i promieniowania rozproszonego w różnych kierunkach

Promieniowanie rentgenowskie - rodzaj promieniowania o wysokiej częstości, więc małej długości.

Szczeliny kolimujące – szczeliny, które mają na celu dostarczyć elementarną wiązkę światła (zmniejszają „grubość” wiązki)

Wnioski:

- długość fali promieniowania rozproszonego nie zależy od rodzaju materiału.

- Fotony przekazują energię i pęd

- wartość przesunięcia zależy od kąta obserwacji rozproszonego promieniowania

Podsumowanie:

WZÓR JEST NA KARCIE WZORÓW

A h/mc –stała zwana comptonowską długością fali. M-masa elektronu

68. Hipoteza de Broglie’a: założenia, wnioski.

Założenia:

Według hipotezy de Broglie'a dualizmu korpuskularno-falowego każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek albo jako fala.

WZÓR JEST NA KARCIE WZORÓW

Wnioski:

ale istnieje granica wielkości cząstek od której większe obiekty od ww już się tak nie zachowują.

68. Pojęcie funkcji falowej:

Skąd i po co

sens

68. Równanie Schrödingera: co to jest, jak wygląda, co z niego można policzyć i po co?

Równanie Schrödingera jest podstawowym równaniem mechaniki

kwantowej. Opisuje ono ewolucję w czasie funkcji falowej, która

pozwala na wyznaczenie położenia cząstki w określonym miejscu

przestrzeni i czasu z pewnym prawdopodobieństwem.

WZÓR JEST NA KARCIE WZORÓW

68. Zasada nieoznaczoności Heisenberga: sformułowanie, co leży u podstaw tej zasady, jaki jest jej sens (co oznaczają te „delta x” i „delta p”?).

ZNH jest spełniona dla paczek falowych o dowolnych kształtach.

Paczka falowa (pakiet falowy) – fala skupiona w ograniczonym obszarze przestrzeni. Swobodną paczkę falową można traktować jako superpozycję (złożenie) harmonicznych fal płaskich o różnych częstotliwościach. (nie ulega dyspersja – rozproszenie)

WZORY SĄ NA KARCIE WZORÓW

68. Bariera potencjału o skończonej szerokości: efekt tunelowania.

WZORY SĄ NA KARCIE WZORÓW

68. Studnia potencjału (nieskończona): co wynika z rozwiązania równania Schrödingera w tym przypadku (warunki na energie, funkcje falowe – jakościowo!).

Cząstka porusza się więc w studni potencjału ruchem jednostajnym, odbijając się kolejno od jej ścianek. Biorąc pod uwagę odbicia fal de Broglie'a od ścian studni potencjału można przypuszczać że rozwiązanie równania Schrodingera jest sumą fal poruszających się w obu kierunkach osi x

68. Nielsa Bohra model atomu wodoru: założenia, wnioski.

68. Linie widmowe: linie spektralne w widmie emisyjnym i linie w widmie absorpcyjnym (skąd się biorą i na co są dowodem)

Linia spektralna — ciemna lub jasna linia w jednolitym, ciągłym widmie, powstającą wskutek nadmiaru lub deficytu fotonów (w porównaniu z pobliskimi częstotliwościami) w wąskim zakresie częstotliwości.

Linie spektralne są wynikiem oddziaływania pomiędzy układem kwantowym (zazwyczaj atomy, ale czasami też molekuły i jądra atomowe) i fotonami.

Wszystkie ciała pobudzone do świecenia wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym lub w podczerwieni i nadfiolecie. Widma takie nazywamy emisyjnymi

Oprócz widm emisyjnych istnieją również widma absorpcyjne. Widma takie obserwujemy, gdy na drodze światła znajdzie się ciało pochłaniające promieniowanie elektromagnetyczne o długości λ.

Gdy światło przechodzi przez niepobudzony układ (np. chłodny gaz), w zależności od geometrii gazu, źródła fotonów i obserwatora w obserwowanym widmie można zaobserwować linie emisyjne lub linie absorpcyjne. Jeżeli gaz znajduje się pomiędzy źródłem fotonów i obserwatorem, w wyniku pochłaniania zostanie zaobserwowany spadek w natężeniu światła w częstotliwościach, w których fotony mogą być pochłaniane, jako że re-emitowane fotony będą poruszały się w innych kierunkach niż pierwotne fotony ze źródła. Wtedy powstanie linia absorpcyjna. Jeśli obserwator patrzy na taki gaz, ale bez widzenia źródła fotonów, zobaczy on tylko re-emitowane fotony w wąskim paśmie częstotliwości, i wtedy zaobserwuje linie emisyjne.

Są one dowodem na słuszność teorii Bohra modelu wodoru. (chyba)