Struktura a pohyb v mikrosvětě

Otázku zpracoval Filip Šteffel

  • mikrosvět – náš “běžný” svět je makrosvět … židle , auto , letadlo , most … jedná se o makro objekty. Tento svět se snadno představuje jak velikostně do rozměrů, tak i z pohledu času. V makrosvětě je čas sekunda relativně malá jednotka , v mikrosvětě jsou záblesky v řádu milisekund na denním pořádku. Mikrosvět se pohybuje v řádech

  • představy o dělitelnosti látek – už v antickém Řecku filozofové věděli o častečkách, které tvoří látku v podobě malých kuliček, které považovali za nedělitelné. Podle nedělitelnosti je také pojmenovali jako atomy (átomos – nedělitelný). Tyto představy už roztříštil J.J. Thomson svým modelem atomu, kde zahrnul složení z elektronů. Dále byl objeven i proton a jako poslední i neutron. Dnes víme o existenci kvarků.

 

  • Rutherfordův pokus – pokus zrušil pudinkový model atomu zavedený Thomsonem a zavedl nový Rutherfordův model. Pokus spočíval v bombardování tenké zlaté fólie částicemi alfa. Očekával se průlet záporně nabitých častic alfa, to se také z velké části stalo, ale mnoho z nich bylo odraženo, nebo vychýleno. To bylo způsobeno jádrem atomu, které bylo dosud neznámé

  • Max Planck – německý  fyzik a filozof, zakladatel kvantové teorie , práce v oboru termodynamiky a vyzařování černého tělesa , pojmenována Planckova konstanta 

  • částicově-vlnový dualismus světla – zavedl v roce 1905 Albert Einstein pro objasnění fotoelektrického jevu , světlo lze popsat buď jako vlnu nebo jako částici, v závislosti na uspořádání experimentu a způsobu pozorování. Louis de Broglie zavedl domněnku, že každá částice lze zapsat jako vlna o vlnové délce: λ = h/p (planckova konstant a dělená hybností částice)

  • fotoelektrický jev – elektrony uvolňovány z obalu atomu a následně mohou být emitovány (vyzařovány) z látky. 

  • foton -elementární částice popisujeme kvantum elektromagnetické energie (např světlo) , nemá hybnost , díky rychlosti c má hybnost !

  • energie fotonu – Foton existuje pouze v pohybu, 

                       

  • elektronvolt – jednotka práce a energie mimo soustavu SI , odpovídá kinetické energii, kterou získá elektron urychlený ve vakuu napětím jednoho voltu.

  • Einsteinova rovnice pro fotoelektrický jev – ( Planckova konstanta , frekvence elektromagnetického záření , redukovaná Planckova konstanta (h/2π) kruhová frekvence)

  • Comptonův jev – interakci elektromagnetického záření s atomy pevné látky mění vlnová délka záření v důsledku předání části své energie atomům nebo jejich elektronům. 

  • De Broglieova vlna – přiřazuje částicím látky (ať už elektronu, protonu či jiné částici) nejen vlastnosti částic ale také vlnové , 

 

  • Heisenbergova relace neurčitosti – aby byl určitý objekt detekovatelný zářením o vlnové délce , musí mít velikost alespoň . Předmětům, které jsou menší, se vlna, která se „má strefit“ do předmětu, „vyhne“. Od předmětu se proto neodrazí a odražená vlna nedopadne do detektoru. Součin nepřesností, jichž se dopouštíme přI současném měření polohy a hybnosti částice, je roven nejméně 

 

Často se také říká, že čím víc víme o poloze tím méně víme o rychlosti a naopak.