minispir minispir Dvojštěrbinový experiment: vlny na vodě IMAGE0007 IMAGE0006 •střední intenzita vln je úměrná kvadrátu amplitudy výchylek vln Youngův experiment se dvěma štěrbinami, kterým na počátku devatenáctého století demonstroval Thomas Young, že světlo se při svém šíření chová jako vlnění a nikoli jako proud částic (korpuskulí), ak se domníval Newton (Interferenci na dvojštěrbiněm pozoroval již F. M. Grimaldi a popsal v díle "Fyzika světla, barev a duhy'' vydaném r.1665). Vlnění se nemusí šířit jenom přímočaře - na překážkách se může ohýbat a šířit se tak i do oblasti geometrického stínu. Tomuto jevu říkáme difrakce. Difrakce je výsledkem interference nekonečného počtu vlnění emitovaných souvisle rozdělenými bodovými zdroji. minispir minispir aa00001 Dvojštěrbinový experiment: světelné vlny • • •Destruktivní •Konstruktivní Setkají-li se dvě vlny posunuté o celý počet vlnových délek, dojde ke konstruktivní interferenci a vlnění se zesílí, Setkají-li se dvě vlny posunuté o lichý násobek půlvlnových délek, dojde k destruktivní interferenci a vlnění se zeslabí Poyntingův tok energie S je úměrný čtverci celkového pole Smíšený člen popisuje korelaci mezi vlnami, pro nezkorelované vlny se vyruší a intenzita bude jen prostým součtem jednotlivých intenzit, v případě konstruktivní interference to bude dvojnásobek původních intenzit (čtyřnásobek velikosti E) minispir minispir Dvojštěrbinový experiment: kulky IMAGE0005 minispir minispir Dvojštěrbinový experiment: elektrony IMAGE0010 IMAGE0009 IMAGE0011 •120 s •60 s •10 s •0,02 s IMAGE0021 aa00003 Velikým překvapením, které přinesly difrakční pokusy Davissona a Germera ve dvacátých letech minulého století, bylo právě to, že elektrony, tedy něco, co bychom si chtěli představit ako malé kuličky, vykazovaly ve dvoštěrbinovém experimentu interferenční evy, což se nedávno potvrdilo i přímými experimenty. minispir minispir De Broglieho vlny •Louis de Broglie – 1924 hypotéza, že částicím můžeme přiřadit vlnové vlastnosti •Dualismus vlna – částice •Vlna: υ,λ → E,p: E = hυ = hc/λ p = hυ/c = h/λ •Částice: E,p → υ,λ: υ = E/h λ = h/p •Interference protonů, neutronů, molekul (I2- 1994), • fulerénů (C60, C70 – 1999) •Světelná vlna: E(x,y,z,t) •De Broglieho vlna: Ψ(x.y.z.t) – vlnová funkce • • • •Hustota pravděpodobnosti • minispir minispir Schrödingerova rovnice minispir minispir Heisenbergův princip neurčitosti IMAGE0012 minispir minispir Heisenbergův princip neurčitosti IMAGE0013 IMAGE0014