Post on 02-Mar-2019
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
„Stara” i „nowa” teoria kwantowa
Braki teorii Bohra:
- podane jedynie położenia linii, brak natężeń- nie tłumaczy ilości elektronów na poszczególnych orbitach- model działa „gorzej” dla atomów z więcej niż jednym elektronem
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Statystyki kwantowe
Opis „klasyczny” - statystyka Maxwella-Boltzmana
-cząstki rozróżnialne- opis własności np. cząsteczek gazu
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Statystyka Bosego-Einsteina
-cząstki nierozróżnialne-bozony-cząstki o spinie całkowitym
Fotony są bozonami. Z rozkładu Bosego-Einsteina można przejść do rozkład Plancka, (promieniowanie ciała doskonale czarnego).
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Kondensacja Bosego-Einsteina
Poniżej temperatury 2.18 K hel przechodzi w stan nadciekły (tzw. punkt λ)
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Statystyka Fermiego-Diraca
-cząstki nierozróżnialne-cząstki o spinie połówkowym (obowiązuje zakaz Pauliego)
Elektrony mają spin połówkowy – ich energie opisuje taka statystyka!
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Statystyka Fermiego-Diraca
Energia Fermiego: prawdopodobieństwo obsadzenia stanu =1/2
W temperaturze 0K najwyżej położony stan ma energię EF
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Emisja spontaniczna
Natężenie linii widmowych zależy od: - prawdopodobieństwa przejścia – reguły wyboru- obsadzenia stanów
prawdopodobieństwo przejścia
koncentracja wzbudzonych atomów
Natężenie linii:
Względne natężenie:
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Emisja spontaniczna : reguły wyboru
Reguły wyboru: emisja lub absorpcja fotonu jest związana z przejściem atomu w inny stan – opisany innymi liczbami kwantowymi.Nie wszystkie przejścia są dozwolone!
Na całkowity moment pędu J składają się suma momentów orbitalnych i spinowych.
Przejście z emisją lub absorpcją fotonu: zmiana wartości J o 1
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Emisja spontaniczna: obsadzenia stanów
Obsadzenia stanów mogą być opisywane rozkładem Fermiego-Diraca lub rozkładem Boltzmanna:
różnica energii między stanami
stała Boltzmannatemperatura
Inwersja obsadzeń:większe obsadzenie stanu o wyższej energii
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Laser helowo-neonowy
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Laser-helowo-neonowy
- elektrony zderzają się z atomami He- przeniesienie energii na atomy Ne- inwersja obsadzeń między 5s i 3p-emisja promieniowania (632.9 nm)-przejście Ne w stan podstawowy wskutek zderzeń ze ściankami
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Pomiar przesunięcia i odległości
Interferometria
Urządzenie geodezyjne LIDAR – pomiar czasu przelotuTriangulacja laserowa
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Zastosowania: technika wojskowa
Tactical High-Energy Laser THEL Pomiar odległości do celu
Naprowadzanie rakiet na cel - Afganistan
Bezzałogowy samolot Predatorwyposażony w rakietę naprowadzaną laserowo (US Airforce)