Philipp

promieniowanie
termiczne
0,48
6000 K
5000 K
4000 K
3000 K
0,58
0,72
0,97
0,5
1,0
1,5
2,0
λ [μm]
katastrofa nadfioletu
T = 5000 K
prawo Rayleighap
y g
Jeansa
doświadczenie oraz
formula Placka
1000
2000
λ [nm]
formułła Plancka
formu
S (λ ) =
Max Planck (1858-1947)
1918
2πc 2 h
λ5
1
e
hc
λkT
−1
Planck: Ef = hν
fotoemisja elektronów
światło ((fala?))
elektronyy
emisja elektronów z
metali pod wpływem
padającego światła
metal
zjawisko fotoelektryczne
światło
mA
Philippe Lenard:
• próżnia → przewodnictwo niejonowe
• ładunek ujemny
j
y ((w polu
p
magn.)
g )
• pomiar e/m → elektrony
• częstotliwość progowa ν > 1015 Hz
U
1905
Philipp von Lenard (1862
(1862-1947)
1947)
prąd fotoelektryczny
I [μA]
I [μA]
Φ 2> Φ 1
Φ1
ν2 > ν1
ν1
prąd nasycenia
U0
U [V]
napięcie hamujące
U02
prąd nasycenia
U01
napięcie hamujące
U0 zależy od częstotliwości a nie od natężenia światła!
U [V]
równanie fotoelektryczne
Planck: Ef = hν
Einstein:
(h – stała Plancka)
hν = W + ½ mev2
energia padającego fotonu
1921
Albert Einstein (1879-1955)
energia
i ki
kinetyczna
elektronu (maksymalna)
praca wyjścia elektronu z metalu
częstotliwość progowa: νp = W / h
bilans energetyczny
E
hν
½mv2
W
metal
hν = W + ½ mev2
doświadczenie Millikana (1914)
eU0 [eV
e
V]
Ee = eU0 = hν - W
cez
9
wolfram
częstotliwość
progowa
platyna
6
3
α
1
2
-3
-6
praca wyjścia
jś i
3
ν [10-15 Hz]
pomiar stałej
Plancka:
h ~ tg α
wyznaczenie stał
stałej h
h = 6,626 10–34 Js
1923
34 Js
ħ = h/2π
h/2 = 1,055
1 055 · 10–34
J
energia fotonu:
hν = ħω
Robert Millikan (1868-1953)
fotony
światło (fala?)
l kt
elektrony
światło
((fotony!)
y)
elektrony
metal
t l
metal
wniosek: światło wykazuje nie tylko własności falowe
ale również korpuskularne...
p
promienie Rö
Röntgena
wysokie
ki
napięcie
szybkie
elektrony
d t kt
detektor
2ϑ
ϑ
k
kryształ
t ł
Röntgen - 1895
promieniowanie hamowania
szybki
y
elektron
jądro
E1
foton rentgenowski
hν
hν = E1 – E2
E2
νmax [10-118 Hz]
względ
dne natę
ężenie
widmo
Kβ
Kα
30 kV
10
5
25 kV
20 kV
4
6
15 kV
8
10
λ [nm]
10
20
30
U [kV]
własności
1901
Wilhelm Röntgen (1845 – 1923)
efekt Comptona
λ0
linia Kα
molibdenu
Es = hc/λs
ps = h/λs
λS
y
ϑ = 45o
λS
Eo = hc/λo
po = h/λo
ϑ
ϕ
ϑ = 90o
długość fali λ
E = mc2
p = mv
x
pęd fotonu
Δλ = λ s − λ 0 =
h
(1 − cos ϑ )
me c
= λc (1 − cos ϑ )
λc = h / mec = 2,426 · 10-12 m
1927
Arthur Compton (1892 – 1962)
(+ Charles Wilson)
komptonowska długość fali
foton ma niezerowy pęd: pf = hν / c !
dualizm korpuskularno falowy
Planck, Einstein:
Planck
Compton:
E = hν
p = hν / c = h / λ
d Broglie
de
B
li (1924)
(1924):
p = mv = h / λ
λ = h / mv !
fala też ma cechy cząstki
a cząstka też ma cechy fali
1929
Louis duc de Broglie (1892 – 1987)
piłka tenisowa:
elektron:
λ = 10–34 m
λ = 10–5 m
(v = 40 m/s)
doświadczenie DavissonaDavissona-Germera
detektor
elektrony
ϑ
kryształ Ni
d = 9,1 nm
działko elektronowe
1937
Clinton Davisson
i George Thomson
kreacja pary
pozyton
foton
elektron
hνmin = 2mec2 = 1,02 MeV
anihilacja
foton γ
elektron
ϑ
pozyton
foton γ
• hamowanie
h
i
• pozytonium
• anihilacja
• 2 fotony Eγ = 0,5
0 5 MeV