1 Zjawisko fotoelektryczne a natura świataFale – podstawowe pojęcia Dyfrakcja i interferencja fal Światło falą elektromagnetyczną Zjawisko fotoelektryczne Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego Fale materii Czym są cząstki elementarne

2 Fale najczęściej obserwujemy na powierzchni wody

3 Fale mogą wyrządzać szkody, chociaż zachodzą tylko na powierzchniSztorm zaburza wodę do głębokości 4 – 6 m

4 Bywają bardzo niebezpieczne kiedy ich źródło jest w głębinie oceanu

5 Parametry fali x  - długośc, T – okres, c - predkość 2ARóżne obrazy fal Parametry fali x 2A  - długośc, T – okres, c - predkość Zapis matematyczny Pokazy na sprężynie „slinky”

6 Fale mechaniczne Zapis matematyczny

7 Energia i moc fali Moc fali = Energia jednej długości . częstość (l.fal/s)  = m  masa na jedn. długości (np. struny)

8 Energia fali kwadratu amplitudy A kwadratu częstość fEnergia fali jest proporcjonalna do: kwadratu amplitudy A oraz kwadratu częstość f ZJAWISKA TYPOWE DLA FAL TO: DYFRAKCJA INTERFERENCJA POLARYZACJA

9 Dyfrakcja fali Otwór w przegrodzie jest źródłem nowej fali kolistej.Fala płaska trafia na przegrodę z otworem. Otwór w przegrodzie jest źródłem nowej fali kolistej.

10 Zasada Huygensa Każdy punkt, do którego dociera czoło fali płaskiej jest źródłem nowej fali kolistej. Płaska fala powierzchniowa jest wynikiem nałożenia bardzo dużej liczby fal kolistych.

11 Dyfrakcja na podwójnej szczelinieFala płaska Wynik na ekranie Nakładanie się fal

12 Interferencja fal spójnych z dwóch źródeł (Model doświadczenia Younga)Pokaz wyniku składania fal cząstkowych źródło

13 Interferencja światła laserowegoOdbitego od podziałki suwmiarki Ekran Światło odbite Obraz Laser Suwmiarka

14 Prawo rządzące obrazem dyfrakcyjnymz – odległość od środka k – numer kolejnego maksimum L – odległość szczeliny – ekran - długość fali świetlnej d – odległość środków szczelin

15 Równania Maxwella http://www. wodip. opole. pl/~mhuck/fale%20elektromRównania Maxwella (pom.) Postać całkowa Postać różniczkowa

16 Światło jest FALĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ http://www. phy. ntnu. eduKierunek rozchodzenia się B Oś X

17 Zjawisko fotoelektryczne Schemat doświadczeniaPłytka cynkowa Żródło światła - Elektroskop Philipp von Lenard

18 Pomiar prędkości fotoelektronówmetodą potencjału hamującego

19 Pomiar potencjału hamującego i energii fotoelektronów http://wwwZależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia

20 Sprzeczności fotoefektu z teorią falowąFotoelektrony pojawiają się natychmiast Natężenie prądu fotoelektrycznego zależy od oświetlenia Energia fotoelektronów nie zależy od oświetlenia. Energia ta jest proporcjonalna do częstości fali świetlnej.

21 nie może być falą bo energia fali: Światło uwalniające fotoelektronyjest proporcjonalna do: kwadratu amplitudy A oraz kwadratu częstość f

22 Wyniki pomiarów zjawiska fotoelektrycznegoZależność energii fotoelektronów od częstości fali świetlnej

23 Wyjaśnienie EinsteinaEkin   =   h f -   f  Ekin ... maksymalna energia kinetyczna fotoelektronu, h - stałą Plancka (6.626ˇ10-34 Js), f - częstotliwością, fali padającej na płytkę f  pracą wyjścia elektronu z metalu Falowej naturze światła przeczą również inne zjawiska np. Comptona oraz kwantowo-mechaniczny model atomu. Czym jest światło?

24 Trudności z Interpretacją korpuskularną interferencjiIlustracja doświadczenia z podwójną szczeliną Przesłona (przeciwpancerna) Tarcza Pistolet - miejsca trafień

25 Przesłona (przeciwpancerna)Interpretacja falowa Ilustracja doświadczenia z podwójną szczeliną Przesłona (przeciwpancerna) Ekran Pistolet - miejsca trafień CZYM JEST ŚWIATŁO ?

26 Interpretacja zjawiska fotoelektrycznegoNie mogą go wywołać fale , lecz fotony - korpuskuły

27 A może fotony to paczki falowe?

28 Jakiego wyniku można oczekiwać dla korpuskularnego modelu światła ?Sorry! Beam of particles

29 Jakiego wyniku można oczekiwać dla korpuskularnego modelu światła ?Cząstki biegnące przez szczelinę górną powinien dać maksimum za szczeliną górną A Cząstki biegnące przez szczelinę dolną powinien dać maksimum za szczeliną dolną

30 Przy dwóch szczelinach (otwartych) obrazy powinny się sumowaćZatem powinien powstać obraz stanowiący sumę obydwu składników

31 W jaki sposób pojedynczy foton przechodzi przez podwójną szczelinę?A jest obraz interferencyjny z maksimum w dokładnie w środku Pojedynczy foton pada w jedno miejsce Bardzo duża liczba fotonów daje taki obraz jak fala

32 Tymczasem otrzymujemy obrazPrzesłona (przeciwpancerna) Tarcza Pistolet - miejsca trafień

33 Louis-Victor Pierre RaymondCZYM JEST CZĄSTKA ? Prince Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie

34 Dyfrakcja elektronów występuje http://www. world-mysteriesRównanie de Broglie'a obowiązuje dla elektronów Zjawisko dyfrakcji elektronów jest wykorzystane do badania struktury materii

35 Obrazy interferencyjne w Kondensacie Bosego – Einsteina

36 Dziwny jest świat cząstek elementarnychCząstka jest równocześnie na wielu drogach (stanach) tak długo, dopóki jej nie zaobserwujemy W momencie, gdy ją zaobserwujemy „wybiera” jeden z nich

37 Interferencja pojedynczych fotonówFoton „wie” co stanie się z nim później

38 Wnioski Cząstka nie obserwowana „istnieje” równocześnie w wielu stanach (jest superpozycją) Cząstka „wie” co ją spotka w chwilę później Pojawia się w tym miejscu, w którym jest oczekiwana według zasad mechaniki kwantowej

39 Próby tłumaczenia Założenia immaterialna teoria kwantówIstnienie świadomości Istnienie miłości Istnienie wolnej woli Świat jest tylko zbiorem informacji przekazywanych synchronicznie duchom ludzkim przez Ducha Nieskończonego Świat jest rzeczywistością wirtualna Zbigniew Jacyna-Onyszkiewicz: „Metakosmologia”, Gazeta Handlowa, Poznań 1999