Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Materialet svarar mot kap. 1.1 - 1.8 i The Feynman Lectures Vol III samt stenciler om ultravioletta katastrofen. Youngs dubbelspaltexperiment Feynmans.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Materialet svarar mot kap. 1.1 - 1.8 i The Feynman Lectures Vol III samt stenciler om ultravioletta katastrofen. Youngs dubbelspaltexperiment Feynmans."— Presentationens avskrift:

1 Materialet svarar mot kap i The Feynman Lectures Vol III samt stenciler om ultravioletta katastrofen. Youngs dubbelspaltexperiment Feynmans dubbelspaltexperiment De Broglie-vågor Ultraviolett katastrof Våg-partikeldualitet Föreläsning 2

2 monokromatisk plan våg, t.ex. laser Skärm med dubbelspalt Optisk skärm Betrakta en koherent och monokromatisk plan våg (t.ex. ljus). Vågen träffar en dubbelspalt: Varje spalt är ung. en källa till cirkulära vågor som interfererar med varandra. Konstruktiv ( ) och destruktiv ( ) interferens led till ljusa och mörka fransa på en skärm som ligger ett (stort) avstånd från spalterna. D Youngs dubbelspaltexperiment d

3 d D >>   S1S1 S2S2 Ritningen är inte skalenlig P Destruktiv interferens S1S1 S2S2 P

4 d D >>   S1S1 S2S2 Ritningen är inte skalenlig P Konstruktiv interferens S1S1 S2S2 P

5 Vad är en partikel ? Tre elektroner som slår igenom en detektor

6 d S1S1 S2S2 Ritningen är inte skalenlig Sammanfattning av dubbelspaltexperimentet för vågor I1I1 I 12 I2I2 xx

7 Dubbelspaltexperiment med kular pistol P1P1 P 12 P2P2 xx P 12 =P 1 +P 2 S1S1 S2S2 detektor

8 Dubbelspaltexperiment med elektroner elektronkälla P1P1 P 12 P2P2 xx P 12 =P 1 +P 2 S1S1 S2S2 detektor

9 Vågor i kvantfysik Vågor

10 Är elektronen en våg eller en partikel ? tid Ett diffraktionsmönster från en vattenvåg är kontinuerlig. Vågen passerar genom ”båda” spalter. Ett diffraktionsmönster från en elektron byggs gradvis upp från individuella elektroner som träffar detektorn. Detta innebär att en elektron ”måste” passera genom endast en spalt ! Men interferensmönstet kan bara förstås om: En elektron i rörelse beter sig som en våg och passerar genom båda spalter men en elektron beter sig som en partikel när det träffar en detektor.

11 Att förstå 

12 Att försöka identifiera spalten elektronen passerar genom. detektor elektronkälla

13 Är elektronen en partikel eller en våg En elektron rör sig som en våg men beter sig som en partikel när den träffar en detektor Diffraktionsmönstret uppvisar våg-beteende. Det är nonsens att ställa frågan: Vilken spalt passerar en våg genom ? En våg passerar genom båda spalter. Om en elektron betraktas som en våg måste den (på något sätt vi inte kan föreställa oss) passerar genom båda spalter! –Att försöka identifiera spalten innebär att elektronen blir tvungen att bete sig om en partikel och inte en våg. Diffraktionsmönstret blir förstört och kvantfysiken ”skyddas”. –Detta är ett exempel på Heisenbergs osäkerhetsprincip (föreläsning 3).

14 Vidare implikationer

15 Vågor och partiklar I vissa situationer behöver man en ”partikel”-bild eller en ”våg”- bild men aldrig båda bilder. T.ex. … vi försökte använda en partikelbild för att förstå elektrondiffraktion från en dubbelspalt men det visade det sig att naturen inte tillåter oss att ta reda på vilken spalt en elektron passerar genom utan att förstöra diffraktionsmönstret. Våg-partikeldualitet Komplementaritetsprincipen

16 ”Interferensmönstret” från kulor

17 Problem  screen 0.05m l

18 Ljus Partiklar (t.ex. elektroner) beter sig som en våg när de rör sig och de beter sig som partiklar när de träffar en detektor/mäts. Ljuset visar partikel och vågegenskaper på ett liknande sätt.

19 Ultravioletta kastrofen Rayleigh Jeans-lag I(I( ultraviolet Synlig Infraröd Observerat spektrum/Plancks lag

20 Ultravioletta katastrofen

21 Ljuset från en svartkropp svartkropp vågfront partiklar (fotoner) E=hf

22 Sammanfatting Diffraktionsmönster från dubbelspaltexperiment visar att elektroner rör sig som vågor men mäts som partiklar – sannolikhetsamplitud och sannolikheten –Man kan aldrig förutsäga banan av en enskild partikel –Vågpartikel-dualitet och komplementaritetsprincipen Ljuset visar också ”partikel”- och ”våg”-beteende


Ladda ner ppt "Materialet svarar mot kap. 1.1 - 1.8 i The Feynman Lectures Vol III samt stenciler om ultravioletta katastrofen. Youngs dubbelspaltexperiment Feynmans."

Liknande presentationer


Google-annonser