Fizika-Kvantna fizika

KVANTNA FIZIKA - zakoni zračenja apsolutno crnog tijela (tijelo koje apsorbira svo upadno elektromagnetno zračenje) a) Stefan-Boltzmannov zakon I=intenzitet zračenja (energija koju zrači 1 m2 površine crnog tijela u 1 s) T=apsolutna temperatura u K  σ=5,67×10-8 Wm-2K -4  Stefan-Boltzmannova konstanta P=snaga zračenja crnog tijela površine S okomite na smjer širenja zračenja  b) Wienov zakon λ=valna duljina za koju je intenzitet zračenja maksimalan pri temperaturi T  b=2,89×10-3 Km  Wienova konstanta - ovisnost intenziteta zračenja apsolutno crnog tijela o valnoj duljini

- pri većoj T, λ max max je manja, a intenzitet za λ max max veći - Planckova kvantna hipoteza - crno tijelo sastoji se od golemog broja oscilatora koji energiju zrače u malim "paketićima" koji se nazivaju kvanti (a ne kontinuirano) – mogu zračiti samo energije koje su cjelobrojni višekratnici umnoška frekvencije zračenja i Planckove konstante n=prirodni broj h=6,626×10-34 Js  Planckova konstanta - koncept fotona – čestica svjetlosti ili kvant energije elektromagnetnog zračenja mase nula koja se u vakuumu giba brzinom svjetlosti – ne može se cijepati u dijelove, ne može se ne gibati energija jednog fotona: - Einsteinovo objašnjenje pojave fotoelektričnog efekta - fotoelektrični efekt – pojava da metali obasjani elektromagnetnim valovima (UV ili vidljivom svjetlošću) ponekad (ako je frekvencija svjetlosti veća od granične frekvencije karakteristične za metal) emitiraju elektrone - metal privlači elektron, zbog čega elektron ima određenu energiju vezanja (koja ovisi o vrsti metala), foton koji upada na površinu metala sudara se s elektronom i predaje mu svoju energiju (hf) pri čemu foton nestaje te tada elektron ima dovoljnu energiju da

 bude izbačen iz metala – dio energije fotona troši se na oslobađanje elektrona iz metala (izlazni rad Wi), a ostatak postaje kinetička energija elektrona

- valna i čestična slika svjetlosti – dualna (dvojna) priroda svjetlosti - osobine vala koje svjetlost pokazuje: interferencija, difrakcija, polarizacija - osobine čestice -||-: fotoelektrični efekt, Comptonovo raspršenje (raspršenje svjetlosti na elektronu, pri čemu i elektron "skreće" pri sudaru s fotonom) - čestično svojstvo fotona je količina gibanja, a valno valna duljina, povezuje ih de Broglieva relacija: - de Broglieva ideja o valno-čestičnoj prirodi tvari: svaka čestica koja se giba ima i valna svojstva – za materijalne čestice mase m i brzine v vrijedi jednadžba ovisnosti valne duljine o količini gibanja (de Broglieva relacija) kao i za fotone: - Bohrov model vodikova atoma - elektron se giba po točno određenoj kružnoj putanji oko jezgre i pritom ne zrači energiju - elektron (atom) emitira energiju (foton, zračenje) u "paketima" (kvanti energije) pri  prijelazu iz orbite (kružne putanje) većeg u onu manjeg polumjera (iz više u nižu orbitalu), a apsorbira pri obrnutom prijelazu - energijski nivoi atoma - nastanak linijskih spektara - vodikov spektar  - kvantno-mehanički model atoma - Heisenbergovo načelo neodređenosti: pri istovremenom određivanju položaja i količine gibanja nužno se javlja neodređenost obiju veličina u iznosima određenima Heisenbergovim relacijama neodređenosti za položaj i količinu gibanja – što je točnije određena jedna od tih veličina, druga je slabije određena

(Δ znači raspon u kojem se može odrediti veličina)