Question

zad 1 wjaśnij na czym polegają korpuskularne własności światła. Oblicz pęd fotonu promieniowania o długości 400nm.

zad. 2 Wyjaśnij na czym polega kwantowanie wartości pędu i energii cząstki

Answer 1

Ponieważ nie wiem na jakim poziomie osoba zadająca pytanie oczekuje odpowiedzi odpowiem na poziomie podstawowym co będe zaznaczał w nawiasach [p] i zaawansowanym [z], żeby potem było łatwiej wybrac potrzebne info.

 

1. światło jak wiadomo powszechnie ma właściwości zarówno cząstek materii  jak i fali elektromagnetycznej- co wpłwa na to, że mówimy, że posiada charakter korpuskularno- falowy [p]. korpuskularne własności światła traktowane są w znaczeniu, że światło to zbiór cząstek (fotonów) o odpowiednich wartościach fizycznych [p]. korpuskularny charakter światła nie tłumaczy zjawiska np. interferencji światła, natomiast tłumaczy efekt fotoelektryczny, którego nie tłumaczy falowa teoria światła- stąd uznaje się, że światło ma w jednym momencie obydwa charaktery- w tym samym momencie jest i falą i cząstką, a zależnie od warunków jakie panują dookoła przyjmuje konkretną postac [p]. 

 

2. kwantowanie wartości pędu i energii cząstki- jest to po prostu operacja matematyczna pozwalająca wejśc nam w świat fizyki fizyki [p] (dokładniej na przejście z fizyki klasycznej do kwantowej teorii pola [z]). inaczej mówiąc, gdy jakaś wartośc jest skwantowana oznacza to, że można zaobserwowac jej konkretne wartości [p]- zwane poziomami energetycznymi [z]. procesowi kwantowania towarzyszy  zmiana zmiennych kanonicznych na operatory oraz nawiasy Poissona na komutatory [z]. innym sposobem na kwantowanie jest wprowadzenie funkcji falowej do równań [z]. co do momentu pędu (bo moment pędu można kwantowac) polega to na tym, że wyrażenie na operator pędu zamienia się na operator, który spełni reguły komutacyjne, natomiast, który nie spełni tych wartosci dla nawias Poissona [z]. co do kwantowania energii polega ona na tym, że przyjmuje się, że energia przekazywana jest za pomocą małych części- kwantów [p]. wprowadzenie jej w świat kwantowy polega na wielokrotności częstotliowsci źrudła energii przez stałą Planca [z]. 

 

 

Co do policzenia pędu fotonu na podstawie długości promieniowania robimy to tak, że podstawiamy wartości do podstawowego wzoru w fizyce kwantowej:

 

p=h/v

 

p- pęd

h- stała Planca (6,62 x 10^-34 Js)

v- długośc fali (400nm= 400* 10^-9m)

 

p= 6,62 x 10^-34 / 400* 10^-9= 1,66(66) *10^-27 kgm/s