Fale materii. Długość fali de Broglie’a

29 lutego 2020
obraz interferencyjny wytworzony przez pojedyncze elektrony - fale materii, długość fali de Brogliea

Wczesne lata dwudziestego wieku ‘przyniosły’ wiele niesamowitych odkryć fizycznych oraz zapoczątkowały zupełnie nowy rozdział w fizyce nazywany mechaniką kwantową albo teorią kwantów. W 1905 roku Albert Einstein wysunął hipotezę, że światło, czyli fala elektromagnetyczna, składa się z pewnych elementarnych porcji (kwantów), które dziś znamy pod nazwą fotonów (zobacz: Definicja kwantu. Foton i jego energia). Liczne eksperymenty potwierdziły słuszność teorii Einsteina, w związku z czym światło zaczęło być traktowane nie tylko jako fala, ale także jako strumień fotonów (tzw. dualizm korpuskularno-falowy). W 1924 roku francuski fizyk Louis de Broglie wysunął przypuszczenie, że materia (np. elektrony) powinna podobnie jak światło wykazywać zarówno własności cząsteczkowe (korpuskularne), jak i falowe. Czy de Broglie miał rację i fale materii rzeczywiście istnieją? Odpowiedź znajdziesz w dalszej części tego artykułu, do którego przeczytania gorąco Cię zachęcam.

Czytaj całość


Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

26 lutego 2020
fotony padające na powierzchnię metalu - rysunek schematyczny - zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, po raz pierwszy opisane przez Alberta Einsteina (1879 – 1955), to zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (np. metalowej płytki). Może się wydawać, że zjawisko to jest dosyć ‘egzotyczne’ i nie warto sobie zaprzątać nim głowy. W rzeczywistości jednak zastosowania zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego są na tyle powszechne, że większość osób, świadomie bądź nie, doświadcza go na co dzień.

Czytaj całość


Definicja kwantu. Foton i jego energia

24 lutego 2020

Mechanika klasyczna poprawnie opisuje ruch małych i dużych ciał poruszających się z prędkościami dużo mniejszymi od prędkości światła c. A co w przypadku elektronów i pojedynczych atomów? Czy mechanika klasyczna sprawdza się również w przypadku tak niezwykle małych obiektów? Okazuje się, że świat w skali nanometrowej (1 nm = 10-9 m) rządzi się swoimi prawami i aby móc go poprawnie opisać musimy sięgnąć po odpowiednie narzędzia. Narzędzi tych dostarcza mechanika kwantowa nazywana również teorią kwantów.

Czytaj całość