Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 8 frågor/svar hittade Partiklar [21453] Svar: Ja. Alla partiklar med tillräckligt liten massa uppvisar även våg-egenskaper. Den tyngsta jag vet att våg-egenskaper observerats är fullerenen C60 (fulleren ). Se fråga 187 , 19032 och 1807 . Nyckelord: våg/partikelegenskaper [8]; kvantmekanik [30]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [20365] Vid vinkeln θ=28.6∘ så observeras intensitetsmaxima för m = 1. Vad är neutronernas våglängd och den kinetiska energin uttryckt i eV? Svar: L*sin(theta) = m*l 0.0910*sin(28.6) = 1*l l = 0.0910*sin(28.6) = 0.0436 nm. Rörelsemängden p ges av p = h/l = 6.626*10-34/(0.0436*10-9) = 1.520*10-23 kgm/s Kinetiska energin ges av E = mv2/2 = p2/(2m) = (1.520*10-23)2/(2*1.675*10-27) = 0.690*10-19 J = Se även länk 1 och 2. Nyckelord: diffraktion [4]; våg/partikelegenskaper [8]; 1 http://www.pluggakuten.se/forumserver/viewtopic.php?id=129312 Ljud-Ljus-Vågor [13050] Svar: För det första: Newton eller Huygens? Svaret är ingen eller båda. Fotonen har enligt det moderna synsättet partikelegenskaper (manifesteras t.ex. i fotoelektrisk effekt och comptonspridning) och vågegenskaper (diffraktion). Fotonen är alltså varken våg eller partikel, den är en --- foton. Faktumet att ljushastigheten i ett medium varierar med våglängden ger upphov till olika brytning för olika färger (våglängder), så dina två frågor är kopplade till varandra. Det primära är alltså varför ljus av olika våglängd går olika snabbt i ett medium med n>1. (I själva verket definieras brytningsindex n av n=c/v där v är ljushastigheten i mediet.) Exakt vad som händer vet man inte (i varje fall inte jag), men uppbromsningen uppkommer genom att ljuset absorberas och re-emitteras hela tiden. Detta fördröjer framryckningen. Ljus med kort våglängd (blått) påverkas mer av detta än ljus med lång våglängd. Blått ljus går alltså långsammare och bryts därmed mer. Nyckelord: våg/partikelegenskaper [8]; ljushastigheten [24]; 1 http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/speedoflight/ Ljud-Ljus-Vågor [12700] Svar: Om man låter ljus från en ljuskälla träffa en skiva med en smal spalt och tittar på vad som kommer ut på baksidan (genom att t.ex. hålla upp ett vitt papper) ser man ljusa och mörka ränder - man kallar detta ett interferensmönster. Detta försök är ett exempel på ett fenomen som bara kan förklaras om man ser ljuset som en vågrörelse. En annan observation som däremot inte går att förklara med bilden av ljus som en våg är vad som kallas den fotoelektriska effekten: om man lyser på en metallyta med ljus som har kort våglängd (detsamma som att det har hög frekvens, och därmed hög energi) kan man observera att elektroner kommer utflygande. Detta förstår vi som att ljuspartiklar slår ut elektronerna ur sina banor kring metallatomkärnorna. Mer information hittar du t.ex. genom att söka
på "dubbelspalt" och "fotoelektriska effekten" här i frågelådan. Du kan också läsa mer om ljuset och dess dubbelnatur i Nationalencyklopedin . (Bilden nedan är hämtad därifrån.) Se även fråga 12631 Nyckelord: interferens [14]; våg/partikelegenskaper [8]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12701] Boken berättar även om att om man skulle försöka göra ett mikroskop för att kunna se elektroner så behöver man ljus med en mindre våglängd än elektronens egen storlek. För detta kan man ta gammastrålning. Men det framgår sedan att desto mindre frekvens bidrar till en större energi. Vilket betyder att om man skulle använda gammastrålning i ett mikroskop för att kunna se elektronen så skulle den slås ut ur sin bana och på så sätt vara påverkad. Min fråga lyder:
Kan man genom att använda gammastrålning i en comtonspridning och använda det ljuset som nu har rätt frekvens och har mindre energi i ett mikroskop mot elektronen. Eftersom att det har tillräckligt låg frekvens och har förlorat en del av sin energi! Jag skulle verkligen uppskatta om du svarade på min fråga. Svar: Det är riktig att för att "se" något så litet som en elektron, så behöver man mycket kort våglängd, vilket betyder hög energi. Det är emellertid en grundläggande egenskap hos kvantmekaniken, som är den teori som beskriver "små" föremål, att om man försöker bestämma läget på en partikel exakt, så kommer dess rörelsemängd ("hastighet") att bli obestämd. Anledningen är att det är inte bara så att ljus uppvisar både våg- och partikelegenskaper (se ovan) utan partiklar har även vågegenskaper. Härledning av uttrycket nedan för våglängdsändringen finns i
Compton_scattering och länk 1. Nyckelord: comptonspridning [3]; våg/partikelegenskaper [8]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/compeq.html#c1 Ljud-Ljus-Vågor [11212] Svar: l = h/mv där h är Plancks konstant, m är partikelns massa och v dess hastighet. Detta kallas de Broglies ekvation. Den tyngsta partikeln för vilken man mätt våglängden är molekylen C60. Det är en så kallad fulleren, och består av 60 kolatomer som bildar en liten "fotboll". Molvikten är ungefär 720. Man lät en stråle av sådana partiklar passera en dubbelspalt. På andra sidan kunde man observera ett interferensmönster. Det är inte olika partiklar som interfererar med varandra, utan varje partikel interfererar med sig själv. Det visar klart att varje partikels vågpaket har passerat båda spalterna. Detta är obegripligt, men sådan är naturen. Tar vi reda på vilken av spalterna "fotbollen" passerat, förstör vi partikelns vågfunktion, och interferensmönstret försvinner. I någon mening kan vi själva bestämma om det ska vara en våg eller en partikel. Detta att partiklar visar vågegenskaper är något som är grundläggande i vad vi i dag kallar kvantmekanik. Från början (1920-talet) kallades det vågmekanik. Se An Introduction to Quantum Mechanics för en trevlig introduktion till kvantmekaniken på engelska. Nyckelord: våg/partikelegenskaper [8]; kvantmekanik [30]; Ljud-Ljus-Vågor [1807] Ursprunglig fråga: Svar: När man ska beskriva interferensen i dubbelspalten måste man behandla
ljuset som en vågrörelse. Om vi låter ljuset träffa en fotografisk film, kan vi inte behandla ljuset som en kontinuerlig våg. Ljuset
kan nämligen bara utbyta energi med materia i bestämda energipaket.
Dessa kallar vi fotoner. Det är alltså inte fotoner som går genom
spalterna, utan elektromagnetiska vågor, men filmen tar emot energi
från det elektromagnetiska fältet i form av fotoner.
Medges att det finns olika uppfattningar om hur man ska beskriva
dubbelspaltfenomenet. Rent intuitivt upplever man nog högenergetisk
elektromagnetisk strålning (gammakvanta) rätt så mycket som partiklar,
medan lågenergetisk strålning (radiovågor) har lite partikelkaraktär.
Det är inte bara ljus som har denna dubbelnatur, utan egentligen allting.
Man kan tillverka små "fotbollar" av 60 kolatomer (kallas fullerener).
Nu har man upprepat dubbelspaltexperimentet med sådana partiklar, se länk 1. Man
kastar sådana fotbollar mot en dubbelspalt med en hastighet av
ett par hundra meter
per sekund. På andra sidan dubbelspalten bildar fotbollarna ett tydligt
interferensmönster. Det visar att fotbollen uppträder som en våg,
när den passerar dubbelspalten. Vidare visar man mycket klart, att det
inte är de olika fotbollarna som interfererar med varandra, utan varje
fotboll interfererar med sig själv. Alltså, i någon mening passerar
varje fotboll genom båda spalterna. Sunt förnuft säger, att fotbollen
passerar genom antingen den ena eller den andra spalten. Så är det
alltså inte. Sunt förnuft duger inte när det gäller kvantmekaniken.
Om man på något sätt tar reda på vilken spalt den passerat genom, försvinner interferensmönstret, och man säger att vågfunktionen kollapsar. Se även Double-slit_experiment#Other_variations och Buckminsterfullerene . Nyckelord: våg/partikelegenskaper [8]; dubbelspalt [4]; 1 http://www.univie.ac.at/qfp/research/matterwave/c60/index.html Ljud-Ljus-Vågor [187] Svar: Senare tillägg: År 1999 observerade man interferens i ett
dubbelspaltexperiment med en stråle av fullerener, en sorts "minifotbollar"
bestående av 60 kolatomer. Molekylvikten blir 720 (721 i vissa fall, 1%
av kolet har atomvikt 13 i stället för 12). Kvantmekaniskt sett passerade
alltså varje liten fotboll genom båda spalterna. Nyckelord: våg/partikelegenskaper [8]; dubbelspalt [4]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.