Zjawisko fotoelektryczne a natura swiata

1
Zjawisko fotoelektryczne a natura swiata

• Fale podstawowe pojecia
• Dyfrakcja i interferencja fal
• Swiatlo fala elektromagnetyczna
• Zjawisko fotoelektryczne
• Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego
• Fale materii
• Czym sa czastki elementarne

2
Fale najczesciej obserwujemy na powierzchni wody
http//www.maion.com/photography/finland/sea_p4.ht
ml
3
Fale moga wyrzadzac szkody, chociaz zachodza
tylko na powierzchni
Sztorm zaburza wode do glebokosci 4 6 m
http//meted.ucar.edu/hurrican/strike/text/dz_dsc.
htm
4
Bywaja bardzo niebezpieczne kiedy ich zródlo jest
w glebinie oceanu
http//tonytalkstech.com/2004/12/27/todays-tsunami
/
5
Parametry fali
Rózne obrazy fal http//www.infoline.ru/g23/5495/
Physics/English/int_ref.htm
Parametry fali http//id.mind.net/zona/mstm/phys
ics/waves/introduction/introductionWaves.html
x
2A
? - dlugosc, T okres, c - predkosc
Zapis matematyczny

• Pokazy na sprezynie slinky

6
Fale mechaniczneZapis matematyczny
7
Energia i moc fali
Moc fali Energia jednej dlugosci . czestosc
(l.fal/s) ? m ? - masa na jedn. dlugosci
(np. struny)
8
Energia fali
Energia fali jest proporcjonalna do
kwadratu amplitudy A
oraz
kwadratu czestosc f
ZJAWISKA TYPOWE DLA FAL TO DYFRAKCJA INTERFEREN
CJA POLARYZACJA
9
Dyfrakcja fali
Fala plaska trafia na przegrode z otworem.
Otwór w przegrodzie jest zródlem nowej fali
kolistej.

• http//physics.uwstout.edu/physapplets/a-city/phys
  engl/huygensengl.htm

10
Zasada Huygensa
Kazdy punkt, do którego dociera czolo fali
plaskiej jest zródlem nowej fali kolistej.
Plaska fala powierzchniowa jest wynikiem
nalozenia bardzo duzej liczby fal kolistych.
http//fizyka.polsl.gliwice.pl/dydaktyka/lab/b/opt
yka/5_dyfrakcja/o_5_c.htm
11
Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
Fala plaska
Wynik na ekranie
Nakladanie sie fal
http//electron9.phys.utk.edu/phys136d/modules/m9/
diff.htm
12
Interferencja fal spójnych z dwóch zródel (Model
doswiadczenia Younga)
Pokaz wyniku skladania fal czastkowych http//gal
ileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/fl
ashlets/youngexpt4.htm
http//lo9.fm.interia.pl/strony/fizyka/ zródlo
13
Interferencja swiatla laserowego
Odbitego od podzialki suwmiarki
Ekran
Swiatlo odbite
Obraz
Laser
Suwmiarka
14
Prawo rzadzace obrazem dyfrakcyjnym

• z odleglosc od srodka
• k numer kolejnego maksimum
• L odleglosc szczeliny ekran
• - dlugosc fali swietlnej
• d odleglosc srodków szczelin

http//webphysics.ph.msstate.edu/javamirror/interf
/interference.html
http//electron9.phys.utk.edu/phys136d/modules/m9/
diff.htm
15
Równania Maxwellahttp//www.wodip.opole.pl/mhuck
/fale20elektrom..htm (pom.)
Postac calkowa
Postac rózniczkowa
16
Swiatlo jest FALA ELEKTROMAGNETYCZNA
http//www.phy.ntnu.edu.tw/java/emWave/emWave.html
E
Kierunek rozchodzenia sie
Os X
B
http//imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/
emspectrum.html
17
Zjawisko fotoelektryczne Schemat doswiadczenia
Plytka cynkowa
Zródlo swiatla
Elektroskop
-
Philipp von Lenard 1862-1947
18
http//www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/p
hotoelectric.html
Pomiar predkosci fotoelektronów metoda potencjalu
hamujacego
19
Pomiar potencjalu hamujacego i energii
fotoelektronówhttp//www.zamkor.com.pl/programy2
0fizyka20gimnazjum1/EfektFotoelektr/EfektFotoelek
tr.htm
Zaleznosc natezenia pradu od przylozonego napiecia
http//novell.ftj.agh.edu.pl/wolny/Wc680ac88c02ae
.htm
20
Sprzecznosci fotoefektuz teoria falowa

1. Fotoelektrony pojawiaja sie natychmiast
2. Natezenie pradu fotoelektrycznego zalezy od
   oswietlenia
3. Energia fotoelektronów nie zalezy od oswietlenia.
4. Energia ta jest proporcjonalna do czestosci fali
   swietlnej.

21

• Swiatlo uwalniajace fotoelektrony

nie moze byc fala
bo energia fali
jest proporcjonalna do
kwadratu amplitudy A
oraz
kwadratu czestosc f
22
Wyniki pomiarów zjawiska fotoelektrycznego
Zaleznosc energii fotoelektronów od czestosci
fali swietlnej
http//online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/l
essonnotes/dualnature/photoelectric.asp
23
Wyjasnienie Einsteina

• Ekin ... maksymalna energia kinetyczna
  fotoelektronu,
• h - stala Plancka (6.626?10-34 Js),
• f - czestotliwoscia, fali padajacej na plytke
• f  ..... praca wyjscia elektronu z metalu

Falowej naturze swiatla przecza równiez inne
zjawiska np. Comptona oraz kwantowo-mechaniczny
model atomu.

• Czym jest swiatlo?

24
Trudnosci z Interpretacja korpuskularna
interferencji
Ilustracja doswiadczenia z podwójna
szczelina http//www.colorado.edu/physics/2000/sch
roedinger/two-slit3.html
Przeslona (przeciwpancerna)
Tarcza
Pistolet
- miejsca trafien
25
Interpretacja falowa
Ilustracja doswiadczenia z podwójna
szczelina http//www.colorado.edu/physics/2000/sch
roedinger/two-slit3.html
Przeslona (przeciwpancerna)
Ekran
Pistolet
- miejsca trafien
CZYM JEST SWIATLO ?
26
http//www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/p
hotoelectric.html
Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego
Nie moga go wywolac fale , lecz
fotony - korpuskuly
27
A moze fotony to paczki falowe?
http//hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod1.ht
ml
28
Jakiego wyniku mozna oczekiwac dla
korpuskularnego modelu swiatla ?
?
Sorry!
Beam of particles
29
Jakiego wyniku mozna oczekiwac dla
korpuskularnego modelu swiatla ?
Czastki biegnace przez szczeline górna powinien
dac maksimum za szczelina górna
A Czastki biegnace przez szczeline dolna powinien
dac maksimum za szczelina dolna
30
Przy dwóch szczelinach (otwartych) obrazy powinny
sie sumowac
Zatem powinien powstac obraz stanowiacy sume
obydwu skladników
31
W jaki sposób pojedynczy foton przechodzi przez
podwójna szczeline?
A jest obraz interferencyjny z maksimum w
dokladnie w srodku
Pojedynczy foton pada w jedno miejsce
Bardzo duza liczba fotonów daje taki obraz jak
fala
32
Tymczasem otrzymujemy obraz
Przeslona (przeciwpancerna)
Tarcza
Pistolet
- miejsca trafien
33
CZYM JEST CZASTKA ?
Prince Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie
34
Dyfrakcja elektronów wystepuje http//www.world-my
steries.com/sci_mpbpp.htm

• Równanie de Broglie'a obowiazuje dla elektronów

Zjawisko dyfrakcji elektronów jest wykorzystane
do badania struktury materii

http//www.colorado.edu/physics/2000/index.pl
35
Obrazy interferencyjne w Kondensacie Bosego
Einsteinahttp//cua.mit.edu/ketterle_group/Nice_p
ics.htm
36
Dziwny jest swiat czastek elementarnych
Czastka jest równoczesnie na wielu drogach
(stanach) tak dlugo, dopóki jej nie zaobserwujemy
W momencie, gdy ja zaobserwujemy wybiera jeden
z nich
37
Interferencja pojedynczych fotonów


Foton wie co stanie sie z nim pózniej
http//www.tardyon.de/ko2.htm
38
Wnioski

• Czastka nie obserwowana istnieje równoczesnie w
  wielu stanach (jest superpozycja)
• Czastka wie co ja spotka w chwile pózniej
• Pojawia sie w tym miejscu, w którym jest
  oczekiwana wedlug zasad mechaniki kwantowej

39
Próby tlumaczenia

• Zalozenia immaterialna teoria kwantów
• Istnienie swiadomosci
• Istnienie milosci
• Istnienie wolnej woli
• Swiat jest tylko zbiorem informacji
  przekazywanych synchronicznie duchom ludzkim
  przez Ducha Nieskonczonego
• Swiat jest rzeczywistoscia wirtualna
• Zbigniew Jacyna-Onyszkiewicz Metakosmologia,
  Gazeta Handlowa, Poznan 1999