WMDualizm

Report
Zjawisko fotoelektryczne a
natura świata
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Fale – podstawowe pojęcia
Dyfrakcja i interferencja fal
Światło falą elektromagnetyczną
Zjawisko fotoelektryczne
Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego
Fale materii
Czym są cząstki elementarne
Fale najczęściej obserwujemy na
powierzchni wody
http://www.maion.com/photography/finland/sea_p4.html
Fale mogą wyrządzać szkody,
chociaż zachodzą tylko na powierzchni
Sztorm zaburza wodę do głębokości 4 – 6 m
http://meted.ucar.edu/hurrican/strike/text/dz_dsc.htm
Bywają bardzo niebezpieczne kiedy ich
źródło jest w głębinie oceanu
http://tonytalkstech.com/2004/1
2/27/todays-tsunami/
Parametry fali
Różne obrazy fal http://www.infoline.ru/g23/5495/Physics/English/int_ref.htm
Parametry fali
http://id.mind.net/~zona/mstm/physics/waves/introduction/introductionWaves.html
x
2A
 - długośc, T – okres, c - predkość
Zapis matematyczny
c

T
x
 t
y  x, t   A sin 2     

T
Pokazy na sprężynie „slinky”
Fale mechaniczne
Zapis matematyczny
2
2 y
y
2 
c
t 2
x 2
yx, t   A sin t  kx  
x
t
y x, t   A sin 2     
T  

1
c
k
c  
T
2


2 f

f 
T
,
 

T
 f,

2
 2 f
T
Energia i moc fali
yx, t   A sin t  kx   
y
v( y ) 
  A cos  t  k x   
t
E Max
1
1
2
2
2
 mv y Max   m  A
2
2
Moc fali = Energia jednej długości . częstość (l.fal/s)
=m
- masa na jedn. długości (np. struny)
1
1
2
2
P     A f    2 A2 c
2
2
Energia fali
EA f
2
2
Energia fali jest proporcjonalna do:
kwadratu amplitudy A
kwadratu częstość
oraz
f
ZJAWISKA TYPOWE DLA FAL TO:
DYFRAKCJA
INTERFERENCJA
POLARYZACJA
Dyfrakcja fali
Fala płaska trafia na
przegrodę z otworem.
Otwór w przegrodzie
jest źródłem nowej fali
kolistej.
•http://physics.uwstout.edu/physapplets/a-city/physengl/huygensengl.htm
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.
http://fizyka.polsl.gliwice.pl/dydaktyka/lab/b/optyka/5_dyfrakcja/o_5_c.htm
Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
Fala płaska
Wynik
na ekranie
Nakładanie się fal
http://electron9.phys.utk.edu/phys136d/modules/m9/diff.htm
Interferencja fal spójnych z dwóch źródeł
(Model doświadczenia Younga)
Pokaz wyniku składania fal cząstkowych
http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/
more_stuff/flashlets/youngexpt4.htm
http://lo9.fm.interia.pl/strony/fizyka/ źródło
Interferencja światła laserowego
Odbitego od podziałki
Ekran
suwmiarki
Światło odbite
Obraz
Laser
Suwmiarka
Prawo rządzące obrazem
dyfrakcyjnym
z – odległość od środka
k – numer kolejnego maksimum
L – odległość szczeliny – ekran
- długość fali świetlnej
d – odległość środków szczelin
k L
z
d
http://webphysics.ph.msstate.edu/javamirror/interf/interference.html
http://electron9.phys.utk.edu/phys136d/modules/m9/diff.htm
Równania Maxwella
http://www.wodip.opole.pl/~mhuck/fale%20elektrom..htm (pom.)
Postać różniczkowa
B
 E  
,
t
B0
D
 H 
 j
t
D  
Postać całkowa

 E j dl   t
 DdS
 BdS
S
Q
 D

 H l dl  S  t  j dS,
 BdS
D   r0 E
0
B  r 0 H
Światło jest
FALĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ
http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/emWave/emWave.html
E
Kierunek rozchodzenia się
B
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/emspectrum.html
Oś X
Zjawisko fotoelektryczne
Schemat doświadczenia
Płytka
cynkowa
Żródło światła
Philipp von
Lenard
1862-1947
Elektroskop
Pomiar prędkości fotoelektronów
metodą potencjału hamującego
http://www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/photoelectric.html
Pomiar potencjału hamującego
i energii fotoelektronów
http://www.zamkor.com.pl/programy%20fizyka%20gimnazjum1/EfektFotoelektr/EfektFotoelektr.htm
Zależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia
http://novell.ftj.agh.edu.pl/~wolny/Wc680ac88c02ae.htm
Sprzeczności fotoefektu
z teorią falową
1. Fotoelektrony pojawiają się natychmiast
2. Natężenie prądu fotoelektrycznego zależy
od oświetlenia
3. Energia fotoelektronów nie zależy od
oświetlenia.
4. Energia ta jest proporcjonalna do częstości
fali świetlnej.
•Światło uwalniające fotoelektrony
nie może być falą
bo energia fali:
EA f
2
2
jest proporcjonalna do:
kwadratu amplitudy A
oraz
kwadratu częstość
f
Wyniki pomiarów
zjawiska fotoelektrycznego
Zależność energii fotoelektronów od częstości fali świetlnej
http://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/photoelectric.asp
Wyjaśnienie Einsteina
Ekin = 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?
Trudności z Interpretacją
korpuskularną interferencji
Ilustracja doświadczenia z podwójną szczeliną
http://www.colorado.edu/physics/2000/schroedinger/two-slit3.html
Pistolet
Przesłona
(przeciwpancerna)
Tarcza
- miejsca trafień
Interpretacja falowa
Ilustracja doświadczenia z podwójną szczeliną
http://www.colorado.edu/physics/2000/schroedinger/two-slit3.html
Pistolet
Przesłona
(przeciwpancerna)
Ekran
- miejsca trafień
CZYM JEST ŚWIATŁO ?
Interpretacja zjawiska fotoelektrycznego
Nie mogą go wywołać fale , lecz
fotony - korpuskuły
http://www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/photoelectric.html
A może fotony to paczki falowe?
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod1.html
Jakiego wyniku można oczekiwać dla
korpuskularnego modelu światła ?
?
Sorry!
Beam of particles
Jakiego wyniku można oczekiwać dla
korpuskularnego modelu światła ?
Cząstki biegnące przez
szczelinę górną powinien dać
How about a double slit experiment
maksimum za szczeliną górną
for particles (atoms)?
A Cząstki biegnące przez
szczelinę
powinien
dać
How aboutdolną
a double
slit experiment
maksimum
za szczeliną
for particles
(atoms)?dolną
Particle Detector
Sorry!
Beam of particles
Beam of particles
Distribution is built up from
single particle detections
Przy dwóch szczelinach (otwartych) obrazy
powinny się sumować
Zatem about
powinienapowstać
obraz
sumę
How
double
slitstanowiący
experiment
obydwu składników
for particles
(atoms)?
Beam of particles
Intensity(both slits) =I1+I2
W jaki sposób pojedynczy foton przechodzi
przez podwójną szczelinę?
Aparticle
jest obraz
interferencyjny
If only one
at a time
passes through z
the interferometer
…..w dokładnie w środku
maksimum
an interference pattern still builds up!!!!
Pojedynczy
foton pada w
jedno miejsce
“cli
ck”
Intensity pattern shows up
After many particles detected
Bardzo duża
liczba fotonów
daje taki obraz
jak fala
Tymczasem otrzymujemy obraz
Pistolet
Przesłona
(przeciwpancerna)
Tarcza
- miejsca trafień
CZYM JEST CZĄSTKA ?
So what’s interfering?

h
mv
 = de Broglie
wavelength
Louis
deBroglie
h = Planck’s constant
(tiny)
m = mass
v = particle velocity
Prince
Louis-Victor
Pierre Raymond
de Broglie
McEvoy & Zarate
Dyfrakcja elektronów występuje
http://www.world-mysteries.com/sci_mpbpp.htm
•Równanie de Broglie'a obowiązuje dla elektronów
h
 ,
p
p  mv
Zjawisko dyfrakcji
elektronów jest
wykorzystane do badania
struktury materii
http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl
Obrazy interferencyjne w
Kondensacie Bosego – Einsteina
http://cua.mit.edu/ketterle_group/Nice_pics.htm
Dziwny jest świat cząstek elementarnych
Cząstka
jest równocześnie
na wielu drogach
If only one particle
at a time passes through
the interferometer
(stanach)…..
tak długo, dopóki jej nie
an interference pattern
still builds up!!!!
zaobserwujemy
“cli
ck”
Intensity pattern shows up
After many particles detected
W momencie, gdy ją zaobserwujemy „wybiera” jeden z nich
Interferencja pojedynczych fotonów
Foton „wie” co stanie się z nim później
http://www.tardyon.de/ko2.htm
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
Próby tłumaczenia
• Założenia immaterialna teoria kwantów
– Istnienie 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

similar documents