Te pytania męczyły fizyków i filozofów przez wiele stuleci. Niektórzy twierdzili, że składa się ono z pewnych malutkich cząsteczek. Inni natomiast uważali, że światło ma postać fali. Przez długi czas obie te teorie rywalizowały ze sobą. W XIX wieku wydawało się, że fizycy w końcu rozstrzygnęli problem na korzyść teorii falowej. Wiele doświadczeń uwidaczniało falową strukturę światła. Pokazano bowiem, że tak jak fala podlega ono dyfrakcji, oraz interferencji (sławne doświadczenie Younga). Ookazało się także, że światło jest falą elektromagnetyczną. Podlega ono prawom Maxwella, które tłumaczą wiele związanych z nim zjawisk. Tak więc wydawało się, że problem został rozwiązany. Jednak w 1905 roku Albert Einstein wytłumaczył efekt fotoelektryczny zakładając, że światło składa się z pewnych cząsteczek - fotonów. Co więcej już wkrótce pojawiły się kolejne fakty przemawiające za cząsteczkową teorią światła. Fizycy znowu stanęli przed problemem. Co należało wybrać - teorię falową, czy korpuskularną? Wielki duński fizyk Niels Bohr zaproponował rozwiązanie, które pogodziło obie teorie. Stwierdził on po prostu, że światło ma charakter dualny, korpuskularno-falowy. W żadnym eksperymencie nie obserwujemy obu tych charakterów jednocześnie. Niekiedy światło objawia się jako fala, kiedy indziej jako cząsteczka. Żeby zrozumieć światło, musimy brać pod uwagę oba jego charaktery. Ani teoria cząsteczkowa (fotonowa), ani falowa rozpatrywane osobno nie są prawidłowe. Dopiero po ich połączeniu dostajemy pełną, właściwą teorię. Niels Bohr stwierdził po prostu, że światło jest zarówno falą jak i cząsteczką. Do tej pory fizycy traktowali fale oddzielnie, cząsteczki oddzielnie i nie łączyli tych dwóch opisów. Teraz, żeby dobrze zrozumieć światło, okazało się to konieczne. Co więcej, nie jest możliwe wyobrażenie sobie dualności światła. W świecie dużych rozmiarów, w którym żyjemy, nie znajdujemy żadnych odpowiedników. Możemy wyobrazić sobie cząsteczkę. Możemy wyobrazić sobie falę. Nie da rady wyobrazić sobie czegoś co jest jednocześnie falą i cząsteczką. Mimo to światło ma właśnie taki charakter. Musimy to zaakceptować.	TEORIA PLANCKA: Planck założył, że światło jest emitowane i pochłaniane przez ciało doskonale czarne nie w sposób ciągły, co było dotąd uważane za oczywiste, lecz porcjami, które nazwał kwantami energii. Wielkość kwantu energii, ε, jest wprost proporcjonalna do częstości drgań, v, promieniowania emitowanego lub pochłanianego: ε = hv. Stała proporcjonalności, h, zwaną stałą Plancka, wyraża się w jednostkach energii pomnożonych przez jednostki czasu. Jak wynika z tego równania, kwanty energii są tym większe, im większa jest częstość drgań, czyli im krótsza jest fala emitowana. Niemniej jednak ich bezwzględna wartość jest zawsze bardzo mała. HIPOTEZA DE BROGLIE’A: Ruch fotonów oraz cząsteczek materialnych może być raz opisywany jako ruch cząsteczek o określonej masie (korpuskuł), innym zaś razem jako ruch fali. Cząstce o masie „m”:, poruszającej się z prędkością „u” przypisuje się falę o długości (nazwiemy ją falą de Broglie’a): λ = h / mu = h / p. ZASADA NIEOZNACZONOŚCI HEISENBERGA: Według Heisenberga nie można stosować do opisu elektronu terminu „tor”, ponieważ nie da się go wyznaczyć doświadczalnie. Pojęcie toru jest ściśle związane z prędkością i położeniem cząstki. Skoro zatem nie można określić dokładnej prędkości i położenia elektronu w danej chwili, to z relacji nieoznaczoności wynika niemożliwość określenia toru. W najprostszej wersji relacja nieoznaczoności przybiera postać: ∆x x ∆v = const, gdzie: ∆x – niedokładność, z jaką wyznaczamy położenie na wybranym kierunku x, ∆v – niedokładność, z jaką wyznaczamy prędkość. Im dokładniej określamy położenie, tym mniej dokładnie możemy określić prędkość (i na odwrót). Z zasady Heisenberga wynika niemożliwość jednoznacznego przewidywania toru elektronu (indeterminizm). Gdybyśmy dokładnie znali prędkość i położenie elektronu w danej chwili, moglibyśmy obliczyć jego tor, ponieważ nie znamy tych wartości, nie możemy obliczyć toru elektronu. Konsekwencją powstania zasady Heisenberga była zmiana poglądu na budowę atomu.	• Fizyka kwantowa: równanie Schrödingera: • Potencjał nieskończony, więc: dla x<0 i dla x>a. • Wewnątrz studni potencjału: Rozwiązania typu: gdzie: Warunki brzegowe: - więc: a stąd: - więc: gdzie: ⇒ Dyskretne poziomy energii: dla funkcji własnych: (stała C z warunku normowania) Funkcje własne i gęstości prawdopodobieństwa równania Schrödingera dla studni potencjału o nieskończonej głębokości.

WIDMO FAL ELEKTROMAGNETCZNYCH Fale elektromagnetyczne można podzielić ze względu na częstotliwość lub długość, taki podział nazywa się widmem fal elektromagnetycznych. Obejmuje ono fale radiowe, mikrofale, promieniowanie podczerwone, światło widzialne, promieniowanie nadfioletowe, promieniowanie rentgenowskie, promieniowania gamma. Zakresy poszczególnych rodzajów promieniowania nie mają wyraźnych i ostrych granic. Niektóre z nich wzajemnie zachodzą na siebie. Dzieje się tak np. w zakresie promieniowania nadfioletowego i rentgenowskiego czy też promieniowania podczerwonego i promieniowania radiowego. Fale elektromagnetyczne wypełniają otaczającą nas przestrzeń, my jednak zauważamy jedynie fale z małego zakresu widma tzw. światło widzialne. Pasmo Długość [m] Fale radiowe >10-4 Mikrofale 3·10-1 - 3·10-3 Podczerwień 10-3 - 7,8·10-7 Światło widzialne 7,8·10-7 - 4·10-7 Ultrafiolet 4·10-7 - 10-8 Promieniowanie rentgenowskie 10-8 - 10-11 Promieniowanie gamma <10-11 RównaniaMaxwella prawo Faradaya Zmienne w czasie pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne prawo Ampera rozszerzone przez Maxwella Przepływający prąd oraz zmienne pole elektryczne wytwarzają wirowe pole magnetyczne prawo Gaussa dla elektryczności Źródłem pola elektrycznego są ładunki prawo Gaussa dla magnetyzmu Pole magnetyczne jest bezźródłowe, linie pola magnetycznego są zamknięte D - indukcja elektryczna, [ C / m^2] B - indukcja magnetyczna, [ T ] E - natężenie pola elektrycznego, [ V / m ] H - natężenie pola magnetycznego, [ A / m ] ΦD - strumień indukcji elektrycznej, [ C = A·s] ΦB - strumień indukcji magnetycznej, [ Wb ] j - gęstość prądu, [A/m^2] ρ - gęstość ładunku, [ C / m^3	Aby otrzymać poprawną teorię, Planck musiał założyć, że cząsteczki ciała emitują fale elektromagnetyczne dla każdej częstotliwości ν tylko w określonych porcjach (hν), zwanych kwantami energii i w ich wielokrotnościach. Prawidłowy wzór uwzględniający to założenie ma postać: $$\mathbf{u}\left( \mathbf{\nu} \right)\mathbf{=}\frac{\mathbf{8}\mathbf{\text{πν}}}{\mathbf{c}}\frac{\mathbf{\text{hν}}}{\mathbf{e}^{\frac{\mathbf{\text{hν}}}{\mathbf{\text{kT}}}}\mathbf{- 1}}$$ gdzie u(ν) – gęstość energii na przedział częstotliwości, ν - częstotliwość drgań fali elektromagnetycznej, k – stała Boltzmanna, T – temperatura bezwzględna, h – stała Plancka (6,626 x 10-34 J x s). Podczas doświadczenia mierzyliśmy współczynnik oporu właściwego dla czystego metalu, dla półprzewodnika domieszkowanego oraz dla stopu wieloskładnikowego. W przypadku metali powinniśmy zaobserwować wzrost oporu właściwego z temperaturą, ponieważ im wyższa temperatura, tym silniejsze są drgania sieci krystalicznej, które rozpraszają prąd elektryczny przez skrócenie tzw. drogi swobodnej elektronów - elektrony częściej zderzają się z atomami. Omów zależność oporności elektrycznej metali i półprzewodników od temperatury Dla półprzewodników powinniśmy zaobserwować spadek współczynnika oporu właściwego z temperaturą. Wzrost temperatury powoduje, że więcej elektronów przechodzi z zapełnionego pasma walencyjnego do pustego pasma przewodnictwa, przez co jest więcej nośników prądu. Polaryzacja światła wiatło ulega także polaryzacji (na ogół częściowej) przy odbiciu od powierzchni przezroczystych izolatorów, na przykład szkła lub wody. Całkowita polaryzacja światła odbitego zachodzi dla określonego kąta padania, zwanego kątem Brewstera. Jest to taki kąt padania, przy którym promień załamany tworzy z promieniem odbitym kąt 90°. Można wykazać, że tangens kąta Brewstera jest równy współczynnikowi załamania materiału substancji odbijającej. Dla szkła kąt ten wynosi około 55°. Przy całkowitej polaryzacji w świetle odbitym drgania pola elektrycznego odbywają się w płaszczyźnie prostopadłej do rysunku. Promień załamany jest również częściowo spolaryzowany, ale nigdy całkowicie. Spośród wszystkich stosowanych technik, najbardziej popularną wydaje się spektroskopia absorpcyjna promieniowania podczerwonego. Dzięki tej metodzie otrzymuje się widma w zakresie podczerwieni. Wykorzystuje się ją min. do badań struktury wiązań chemicznych w różnego rodzaju związkach. Jest to związane z tym, że długość fali promieniowania podczerwonego jest zbliżona do długości fali odpowiadającej energii wiązań chemicznych.	Działanie diody jest bardzo proste - przewodzi ona prąd tylko w jednym kierunku. Jeśli potencjał anody jest większy od potencjału katody dioda przewodzi prąd. W przeciwnym przypadku nie TRANZYSTOR Tranzystor bipolarny jest to element półprzewodnikowy o dwóch złączach PN i np., wykonanych w jednej płytce półprzewodnika. Procesy zachodzące w jednym złączu oddziałują na drugie, a nośnikami ładunku elektrycznego są elektrony i dziury, o czym świadczy przymiotnik : bipolarny. Możliwe jest przy tym dwojakie uszeregowanie obszarów o różnym typie przewodnictwa: PNP (pierwszy rysunek) i NPN (drugi rysunek), dające dwa przeciwne typy tranzystorów. Rysunek przedstawia tranzystor bipolarny o polaryzacji PNP Rysunek przedstawia tranzystor bipolarny o polaryzacji NPN Zasada ich działania jest jednakowa, różnice występują tylko w kierunku zewnętrznych źródeł napięcia i w kierunkach przepływu prądów. W tranzystorze bipolarnym poszczególne obszary półprzewodnika stykające się z elektrodami są oznaczone: E- emiter, C- kolektor, B- baza. Rozpatrzmy działanie tranzystora bipolarnego kożystając z poniższych rysunków. Promieniowanie to może być wytworzone przez lampy rentgenowskie, akcelera­tory oraz źródła izotopowe.Lampa rentgenowska składa się z cylindra szklanego, wewnątrz którego znajdują się elektrody zakończone końcówkami metalowymi, stanowiącymi sty­ki kontaktowe, do których dołącza się wysokie napięcie Wewnątrz lampy jest próżnia rzędu 0.10 do 0.010 Pa. Pomiędzy elektrodami - katodą i anodą-wytwarzane jest wysokie napięcie. Wewnątrz katody znajduje się włókno, przez, które przepływa prąd elektryczny. Żarzące się włókno na­grzewa się do temperatury ok. 2500 K i emituje elektrony. Strumień elek­tronów formowany jest przez cylinder Wehnelta katody, który posiada poten­cjał ujemny. Elektrony przyśpieszone są w polu elektrycznym pomiędzy katodą i anodą. Rozpędzone elektrony uderzają o anodę, wytracają pewną ilość swej energii DE, wysyłając ją w postaci fotonu promieniowania zgodnie z zależnością E = h ⋅ n