KURZUS: Műszaki fizika alapjai
MODUL: X. modul: Foton. Részecske-hullám dualizmus. Kvantumfizika alapjai
25. lecke: A fény, mint részecske
Feldolgozandó: | ||
| ||
Tanulási célok: A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz: | ||
| ||
Támpontok a tanuláshoz | ||
Ez a fejezet a fény részecske természetének megismerését részben történeti oldalról mutatja be. Ennek a szemléletnek az a célja, hogy a hallgató betekintést nyerjen abba a folyamatba, ahogyan a hétköznapi tapasztalatokkal látszólag ellentmondó eredmények a kísérletek egyetlen lehetséges értelmezéseként adódtak. Mindemellett nem a személyek és időpontok a lényegesek, hanem a megismerés folyamata. | ||
A fekete testek sugárzásának jellemzéséül szolgáló színképek önálló felrajzolására fordítson figyelmet, mert az, hogy a hőmérséklet változásával hogyan változnak ezek a görbék, több mindennapi jelenség magyarázatául is szolgál. A fotonok energiáját megadó összefüggés és ezen görbék kapcsolata nincs ebben a részben kifejtve, mert a levezetés által használt matematikai apparátus meghaladja tárgyunk kereteit. | ||
A fotonok energiájával kapcsolatos feladatok végigszámolása során figyeljen oda a mindennapi tapasztalatokkal való összhangra: kiderül, hogy még a leggyengébb fényforrások is olyan mennyiségben ontják a fotonokat, hogy a fény darabos természetét érzékszerveink nem tudják megmutatni. | ||
A fotoeffektus esetén a kilépő elektronok energiája a belépő foton frekvenciájának függvényében egyszerű gondolatmenettel megadható. Ezt a levezetést részleteiben is meg kell értenie és a végeredményt számítási feladatokban felhasználnia. | ||
A Compton-effektusról szóló részben a levezetést nem kell tudni önállóan megismételni, a fotonok lendületére és tömegére vonatkozó összefüggéseket viszont tudni kell egyszerű számítási feladatokban felhasználni. | ||
Érdemes itt felfigyelni, mennyivel kisebb a fotonok tömege nemcsak a hétköznapi tárgyakénál, hanem az elemi részecskéknél is. | ||
A részecskék hullámtermészetével kapcsolatos eszmefuttatás látszólag ellentmond a tapasztalatnak, de figyeljen fel arra, hogy a hétköznapi tárgyak esetén adódó hullámhosszak kimérhetetlenül kicsik lesznek. |
Ellenőrző kérdések | |||||||||
1. Az abszolút fekete test által kibocsátott sugárzás intenzitása a test hőmérsékletének hányadik hatványával arányos?
![]() | |||||||||
2. Melyik állítás igaz a fotoeffektus időbeli lefolyását illetően?
![]() | |||||||||
3. Az alábbi jelenségek közül melyikben nem a fény részecsketermészete dominál?
![]() | |||||||||
4. A rubídium esetén a kilépési munka értéke 3,5×10-19 J. Egy narancsszínű foton hullámhossza vákuumban 600 nm, egy zöldeskék fotoné 490 nm. Melyik esetben kapunk fényelektromos jelenséget, ha a rubídium katódot az előbb említett fotonokkal világítjuk meg?
![]() | |||||||||
5. Egy 100 W teljesítményű fényforrás 5,89(10-7 m hullámhosszúságú monokromatikus fényt sugároz. Hány fotont bocsát ki a fényforrás 1 s alatt?
![]() | |||||||||
6. Mekkora egy 2×106 m/s sebességgel mozgó proton de Broglie-hullámhossza?
![]() | |||||||||
Ha a lecke feldolgozásában elakad, kérje a tutor segítségét! |