kvanttimekaniikka aalto vai hiukkanen Mikko Rahikka 2004

Esitys aiheesta: "kvanttimekaniikka aalto vai hiukkanen Mikko Rahikka 2004"— Esityksen transkriptio:

1 kvanttimekaniikka aalto vai hiukkanen Mikko Rahikka 2004
Mysteeri kvanttimekaniikka aalto vai hiukkanen Mikko Rahikka 2004

2 Klassinen maailmankuva
Kappale, hiukkanen, erkale vuorovaikutuksissa hiukkaset säilyvät törmätessään ne kimpoavat Aalto aallot menevät toistensa läpi, interferenssi

3 1 Valo on smg aaltoja heijastumis- ja taittumislaki kuin aalloilla
Youngin kaksoisrakokoe, hila polarisaatio valon nopeus on sama kuin smg-aaltojen (Herzin koe 1887)

4 Youngin kaksoisrakokoe
Kun ammut hiukkasen kahden raon läpi, niin pitäisi näkyä kaksi maksimia (tai yksi jos raot ovat lähekkäin) Kun ammut aaltoja, niin pitäisi näkyä interferenssikuvio, jossa on useita kirkkaita kohtia.

5 Young 1802 valolla interferenssikuvio vastaa aaltomallia
Sovellus: hilan (monta rakoa) avulla voidaan määrittää valon aallonpituudet

6 Polarisaatio Polarisaatio osoittaa, että valo on poikittaista aaltoliikettä

7 Hertz 1887 Maxwellin yhtälöt 1873 ennustivat sähkömagneettisen aaltoliikkeen Hertz loi kipinäinduktorilla smg aaltoja ja pystyi mittaamaan aallonpituuden ja taajuuden, josta c = f. Hän havaitsi myös polarisaation Vasemmalla koejärjestely. Oikealla Marconi (radio).

8 Valo on hiukkasia valosähköinen ilmiö röntgenspektri Comptonin ilmiö
Youngin koe vähällä valolla

9 Valosähköinen ilmiö Kun valo luovuttaa energiansa elektronille, niin luovutettu energia vapautuu paketteina E =hf elektronin saama energia Emax=hf-W0 Valo käyttäytyy kuin hiukkanen

10

11 Röntgenspekrti kun elektronit luovuttavat energiansa, niin valo ottaa energian paketteina eU=hfmax (karakteristiset piikit atomin elektronikuorilta)

12

13 Comptonin sironta 1923 kun röntgensäteily siroaa aineesta, niin sirontakulman muuttuessa myös säteilyn aallonpituus muuttuu röntgen-säteily käyttäytyy kuin hiukkanen, joka törmää täysin kimmoisasti elektroniin

14 Kaksoisrakokoe vähällä valolla Taylor 1908
yksittäiset fotonit jättävät jäljen valokuvauslevylle kun koetta jatketaan pitkään, niin jäljet muodostavat interferenssikuvion katso elokuva

15 Mysteeri Miten yksittäinen hiukkanen osaa kulkea molemmista raoista, siten että interferenssikuvio lopulta muodostuu? Onko valo hiukkanen vai aalto?

16 Kööpenhaminalainen ratkaisu Bohr, Born,...1926
kaikki perusoliot (valo, elektronit,...) omaavat sekä hiukkas-, että aalto-ominaisuuksia. olioiden tilaa kuvataan aaltofunktiolla (x) hiukkasen paikka voidaan ennustaa todennäköisyysjakauman |(x)|2 avulla teoria antaa tilastollisia ennusteita miten yksittäinen hiukkanen käyttäytyy yksittäisen hiukkasen tilasta emme saa determinististä tietoa

17 Ongelmia ja ratkaisuja
Schrödingerin kissa EPR Everettin monimaailmatulkinta Afsharin kaksoisrakokoe 2003

18 Bohr Ei ole kvanttimaailmaa. On vain abstrakti kvanttimekaaninen kuvailu. On väärin ajatella, että fysiikan tehtävä on kertoa millainen luonto on. Fysiikka käsittelee sitä, mitä voimme sanoa luonnosta. oikealla Bohrin vaakuna