Κβαντική µηχανική. Τύχη ή αναγκαιότητα. Ηµερίδα σύγχρονης φυσικής Καραδηµητρίου Μιχάλης



Σχετικά έγγραφα
Η Κβαντική «επανάσταση»! Κύκλοι Μαθημάτων Σύγχρονης Φυσικής Δρ. Μιχάλης Καραδημητρίου

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Χημεία Γ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

3. Το πρότυπο του Bohr εξήγησε το ότι το φάσμα της ακτινοβολίας που εκπέμπει το αέριο υδρογόνο, είναι γραμμικό.

Υλικά κύματα. Οδηγούντα κύματα de Broglie. Τα όρια της θεωρίας Bohr. h pc p

Κεφάλαιο 2. Ο κυματοσωματιδιακός δυισμός της ύλης

ιστοσελίδα μαθήματος

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

Η Φυσική που δεν διδάσκεται ΣΥΛΛΟΓΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΡΗΤΗΣ

Η Φυσική που δεν διδάσκεται

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ II. ΤΟ ΦΩΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ BOHR Ν. ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ III. ΤΟ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Σύγχρονες αντιλήψεις γύρω από το άτομο. Κβαντική θεωρία.

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 1: Ανασκόπηση Σύγχρονης Φυσικής. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Το φως διαδίδεται σε όλα τα οπτικά υλικά μέσα με ταχύτητα περίπου 3x10 8 m/s.

εκποµπής (σαν δακτυλικό αποτύπωµα)

2.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ ΣΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΦΥΣΙΚΗ ΙΑΛΕΞΗ 1: ΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ. ιδάσκων Ευθύµιος Τάγαρης Φυσικός, ρ Περιβαλλοντικών Επιστηµών

«Από τα Quarks μέχρι το κύτταρο» Κύκλοι Μαθημάτων Σύγχρονης Φυσικής Πρασιανάκης Γιώργος Καραδημητρίου Μιχάλης

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Εισαγωγή στο Σχέδιο και τα Ηλεκτροτεχνικά Υλικά Κουτσοβασίλης Παναγιώτης

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ κβαντισμένη h.f h = J s f = c/λ h.c/λ

Συμπέρασμα: η Η/Μ ακτινοβολία έχει διπλή φύση, κυματική και σωματιδιακή.

H εικόνα του ατόμου έχει αλλάξει δραστικά

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

ΑΓ.ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑΣ ΤΗΛ , ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ. Φως

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Ενεργειακές στάθµεςονοµάζουµε τις επιτρεπόµενες τιµές ενέργειας Όταν το ηλεκτρόνιο βρίσκεται στην στιβάδα µε τη χαµηλότερη ενέργεια δηλ.

Λύση 10) Λύση 11) Λύση

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Κεφάλαιο 7. Κβαντική Θεωρία του Ατόμου

Η θεωρία του Bohr (Ατομικά φάσματα)

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

ΓΛ / Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 2ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατοµικά Φαινόµενα

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

Πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. πρωτόνιο 1 (1,67X10-24 g) +1 νετρόνιο 1 0 1,6X10-19 Cb ηλεκτρόνιο 1/1836 (9X10-28 g) -1

Από τι αποτελείται το Φως (1873)

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 2: Κβαντομηχανική προσέγγιση του ατόμου

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

Κβαντομηχανική εικόνα του ατομικού μοντέλου

Ατομικός αριθμός = Αριθμός πρωτονίων. Μαζικός αριθμός = Αριθμός πρωτονίων + Αριθμός νετρονίων (nucleon number)

Κβαντομηχανική ή κυματομηχανική

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

Μην ξεχνάµε την διαπεραστική µατιά του Λυγκέα.

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΦΡΟΝΟ «ΚΑΣΑΡΡΕΤΗ» ΣΟΤ «ΚΛΑΙΚΟΤ» ΑΣΟΜΟΤ

Προλογοσ. Σε κάθε κεφάλαιο περιέχονται: Θεωρία με μορφή ερωτήσεων, ώστε ο μαθητής να επικεντρώνεται στο συγκεκριμένο

Κβαντικές Καταστάσεις

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Κυματοσωματιδιακός Δυϊσμός

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. 100 Ερωτήσεις τύπου Σωστού Λάθους Στο τέλος οι απαντήσεις

ΖΗΤΗΜΑ 2 ο 220. µετατρέπεται σε βισµούθιο -212 ( Bi) διασπάσεων: 220. Α. Το ραδόνιο 220 ( 1. Να συµπληρώσετε τις παραπάνω εξισώσεις.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

: Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. : Φυσική γενικής παιδείας. Εξεταστέα Ύλη : : ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ. Ημερομηνία : ΘΕΜΑ 1 Ο

Γραμμικά φάσματα εκπομπής

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Προλογοσ. Σε κάθε κεφάλαιο περιέχονται: Θεωρία με μορφή ερωτήσεων, ώστε ο μαθητής να επικεντρώνεται στο συγκεκριμένο

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΤΟ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Transcript:

Κβαντική µηχανική Τύχη ή αναγκαιότητα Ηµερίδα σύγχρονης φυσικής Καραδηµητρίου Μιχάλης

Ηφυσικήστόγύρισµα του αιώνα «Όλοι οι θεµελιώδεις νόµοι και δεδοµένα της φυσικής επιστήµης έχουν ήδη ανακαλυφθεί και είναι τόσο σταθερά εδραιωµένοι ώστε η πiθανότητα να ανατραπούν κάποτε,σαν αποτέλεσµα νέων ανακαλύψεων,είναι τελείως µακρινή.» Α.Michelson (1899)

Μοντέλο Thomson (1897)

Πείραµα τουrutherford (1910)

Πλανητικό µοντέλο

Πλανητικό µοντέλο

Ρήξη µε το κλασσικό οικοδόµηµα Ακτινοβολία του µέλανος σώµατος Εξήγηση φωτοηλεκτρικού φαινοµένου Ερµηνεία σκέδασης compton Σταθερότητα του ατόµου Στον µικρόκοσµο τίποτα δεν λειτουργεί µε τον κλασσικό τρόπο

Μέλαν σώµα Με την ονοµασία µέλαν σώµα χαρακτηρίζουµε κάθευλικόπουέχειτην ιδιότητα να απορροφά τελείως την η/µ ακτινοβολία οποιασδήποτε συχνότητας. Ένας τρόπος µελέτης του µέλανος σώµατος είναι η µελέτη του φάσµατος εκποµπής του δηλαδή της γραφικής παράστασης της έντασης της ακτινοβολίας συναρτήσει της συχνότητας.

Μέλαν σώµα

Μέλαν σώµα Τα πειραµατικά δεδοµένα συµφωνούν µε την κλασσική φυσική σε µικρές συχνότητες ενώ για µεγάλες συχνότητες οι προβλέψεις της κλασσικής φυσικής είναι αφύσικες αφού η ενέργεια γίνεται άπειρη.(υπεριώδης καταστροφή) Χρειαζόµαστε νέα θεωρία...

Μέλαν σώµα

Φωτοηλεκτρικό φαινόµενο Χαρακτηρίζουµε τηνεκποµπή ηλεκτρονίων από ένα µέταλλο,που προκαλείται από την πρόσπτωση φωτεινής η υπεριώδους ακτινοβολίας στην επιφάνεια του. Μελετήθηκε διεξοδικά στα τέλη του περασµένου αιώνα και στις αρχές του τωρινού.

Φωτοηλεκτρικό φαινόµενο

Φωτοηλεκτρικό φαινόµενο Η απόσπαση ηλεκτρονίου από το µέταλλο δεν είναι δυνατή για όλες τις συχνότητες του φωτός. Η κλασσική ηλεκτροµαγνητική θεωρία αδυνατεί να εξηγήσει τους νόµους του φαινοµένου. Εξήγηση δίνεται από τον Αϊνστάιν που παίρνει το βραβείο νόµπελ.

Σκέδαση compton Αναφέρεται στην σκέδαση της η/µ ακτινοβολίας από φορτισµένα σωµατίδια. Ησκεδαζόµενη η/µ ακτινοβολία έχει συχνότητα µικρότερη από την αρχική. Η τιµή της εξαρτάται από την γωνία σκέδασης. Κλασσικά όµως η συχνότητα πριν και µετά πρέπει να είναι η ίδια πάλι αδιέξοδο για την κλασσική φυσική...

Σταθερότητα του ατόµου Ένα κλασσικό µοντέλο για το άτοµο είναι το πλανητικό µοντέλο, σύµφωνα µε αυτό το ηλεκτρόνιο κινείται γύρω από τον θετικά φορτισµένο πυρήνα σε κυκλικές τροχιές. Όµως όταν το ηλεκτρόνιο επιταχύνεται εκπέµπει ακτινοβολία χάνοντας ενέργεια και τελικά πέφτει πάνω στον θετικά φορτισµένο πυρήνα. Άρα το άτοµο δεν είναι σταθερό συµφωνά µε αυτή την κλασσική θεώρηση.

Πτώση στο πυρήνα

Και τώρα τι να κάνουµε να πιστέψουµε σταµάτια µας ή να µείνουµε πιστοίστηνκλασσική φυσική;

Και η λύση στο µυστήριο Κβαντοµηχανική...

Ηυπόθεσητουφωτονίου(1900) Max Planck Το ηλεκτροµαγνητικό κύµα αποτελείται από φωτόνια ενέργειας Ε=hv,όπου h η σταθερά του Planck καινείναιη συχνότητα του κύµατος. Το φως µεταδίδεται σε «πακετάκια» ενέργειας (φωτόνια). h θεµελιώδης σταθερά της κβαντοµηχανικής.

Κυµατοπακέτο

Η θεωρία του Bohr (1913) Αδυναµία της κλασσικής φυσικής να εξηγήσει τα φασµατοσκοπικά δεδοµένα. Επιτρέπονται µόνο εκείνες οι κυκλικές τροχιές για τις οποίες η στροφορµή του ηλεκτρονίου είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της σταθεράς του Planck. Οι ενεργειακές καταστάσεις του ατόµου είναι κβαντισµένες και κάθε τροχιά έχει συγκεκριµένη ενέργεια.

Η επιτυχία του προτύπου του Bohr Υπολογισµός του µεγέθους του ατόµου του υδρογόνου και του έργου ιονισµού του που έρχεται σε απόλυτη συµφωνία µε τα πειραµατικά αποτελέσµατα. Το φάσµα εκποµπής του ατόµου του υδρογόνου συµφωνεί µε την θεωρητική πρόβλεψη του Bohr. Η «λάθος» θεωρία είναι και η αρχή της γέννησης της κβαντικής θεωρίας.

Φάσµα εκποµπής

Οι ιδέες της κβαντοµηχανικής Κυµατοσωµατιδιακος δυϊσµός Κβάντωση Αρχή της αβεβαιότητας Κύµατα πιθανότητας

Κυµατοσωµατιδιακός δυϊσµός όλατασωµατίδια έχουν ταυτόχρονα κυµατική και σωµατιδιακή συµπεριφορά. Π.χ ένα ηλεκτρόνιο ή ένα φωτόνιο θα έχουν και κυµατικά χαρακτηριστικά(µήκος κύµατος) αλλά και σωµατιδιακά χαρακτηριστικά (µάζα,ορµή). Άρα δίνουµε στασωµατίδια το δικαίωµα να έχουν «διπλή ζωή»... De Broglie, 1923

Κυµατοσωµατιδιακός δυϊσµός

Κβάντωση= κυµατική συµπεριφορά Το υπόδειγµα της χορδής: µέσα στο µήκος της χορδής πρέπει να χωράει ένας ακέραιος αριθµός ηµικυµάτων. Οι επιτρεπόµενες συχνότητες της χορδής είναι ακέραια πολλαπλάσια της θεµελιώδους. Μήπως η κβάντωση των ενεργειακών καταστάσεων στα άτοµα είναι αποτέλεσµα κάποιου είδους κυµατικής συµπεριφοράς των ηλεκτρονίων;

Κβάντωση= σταθερότητα το άτοµο στηνθεµελιώδη του κατάσταση δεν µπορεί να αλλάξει διότι ούτε πιο κάτω µπορεί να πάει,αφού είναι στην χαµηλότερη επιτρεπτή τροχιά, ούτε όµως και πιο πάνω δεν µπορείναπάειγιατίη πρώτη διεγερµένη κατάσταση είναι ενεργειακά πολύ ψηλότερα από την θεµελιώδη και το ηλεκτρόνιο δεν έχει την ενέργεια να «πηδήσει» εκεί πάνω.

Αρχή της αβεβαιότητας (1927) «είναι αδύνατο να µετρήσουµε µε ακρίβεια την θέση και την ορµή ενόςσωµατιδίου όπως το ηλεκτρόνιο». Κλασσικά ξέροντας την αρχική θέση και ταχύτητα ενός σώµατος µπορούµε να ξέρουµε την θέση του και την ταχύτητα του κάθε χρονική στιγµή µε απόλυτη ακρίβεια. Τι γίνεται όµως στην κβαντοµηχανική;

Αρχή της αβεβαιότητας (1927) ηκβαντικήµηχανική ξεφορτώνεται για πάντα την ντετερµινιστική θεώρηση του µέλλοντος και εισάγει ένα στοιχείο αβεβαιότητας στις προβλέψεις της φυσικής. Το γινόµενο των αβεβαιοτήτων θέσης και ορµής δεν µπορεί να γίνει µικρότερο από το µισό της σταθεράς του Planck. χ ρ>h/2

Συνέπειες της αβεβαιότητας ηκβαντικήαντίστασηστονεντοπισµό. Κάθε σωµατίδιο εντοπισµένο σε µια περιοχή διαστάσεως α είναι «καταδικασµένο» να κινείται µε µια ελάχιστη κινητική ενέργεια που είναι τόσο µεγαλύτερη όσο µικρότερη είναι η περιοχή µέσα στην οποία είναι παγιδευµένο το σωµατίδιο. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς διότι είναι νάνος µεγέθους.

Συνέπειες της αβεβαιότητας Η αρχή της αβεβαιότητας εξηγεί τη σταθερότητα και το µέγεθος του ατόµου. Το άτοµο έχειαυτότοµέγεθος γιατί έτσι ελαχιστοποιεί την ολική του ενέργεια. Κάθε προσπάθεια να συµπιέσουµε το άτοµο σεµικρότερο όγκο αυξάνει τροµερά την ενέργεια του λόγο της αντίστασης στον εντοπισµό. Η ύλη αποτελείται από κούφια άτοµα.

Κύµατα πιθανότητας Η αδυναµία µας να προβλέψουµε µε ακρίβεια την κίνηση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτοµο µας αναγκάζει να µιλάµε πλέον για την πιθανότητα να µετρήσουµε την θέση του ηλεκτρονίου σε ένα άτοµο. Η κίνηση του ηλεκτρονίου περιγράφεται από κύµατα πιθανότητας για να είναι συµβατά µε την κυµατική θεώρηση του ηλεκτρονίου και την πιθανοκρατία της φύσης.

Κύµατα πιθανότητας Το σωµατίδιο µπορεί να είναι σωµατίδιο και κύµα ταυτόχρονα µόνο αν το κύµα ερµηνευτεί όχι ως ένα σύνηθες κλασσικό κύµα αλλάένακύµα πιθανότητας. Εξίσωση κύµατος κυµατοσυναρτηση Το τετράγωνο της κυµατοσυνάρτησης δίνει την πιθανότητα να βρούµε το σωµατίδιο σε κάθε περιοχή του χώρου.

Ατοµικά τροχιακά

το σπίν και η αρχή του Pauli «Το γεγονός πως τα ηλεκτρόνια δεν µπορούν να πέσουν το ένα πάνω στο άλλο εξασφαλίζει την σταθερότητα των τραπεζιών και όλων τωνάλλωνστερεώνπραγµάτων». Richard Feynman

Το σπίν και η αρχή του Pauli Το σπίν είναι ένα καθαρά κβαντικό χαρακτηριστικό των σωµατιδίων. Το ηλεκτρόνιο έχει σπίν ½ και αυτό είναι ταυτοτικό χαρακτηριστικό όλων των ηλεκτρονίων του κόσµου. Το φωτόνιο έχει σπίν 1. Η προβολή του σπίν είναι κβαντωµένο µέγεθος και µπορεί να πάρει µόνο συγκεκριµένες τιµές.

Το σπίν και η αρχή του Pauli Για το ηλεκτρόνιο η προβολή του σπίν µπορεί να πάρει δύο τιµές που αντιστοιχούν στην δεξιόστροφη και αριστερόστροφη περιστροφή του. Η απαγορευτική αρχή του Pauli είναι υπεύθυνη για την δόµηση των ατόµων από τα ηλεκτρόνια αφού σύµφωνα µε αυτή σε κάθε ατοµική στάθµη µπορούν να συνυπάρξουν µέχρι δυο ηλεκτρόνια µε αντίθετασπίν. Έτσι εξηγείται ο περιοδικός πίνακας.

Εφαρµογές της κβαντικής θεωρίας Τρανζίστορ και µικροηλεκτρονική. Laser Πυρηνικός µαγνητικός συντονισµός (NMR) Κβαντικοί υπολογιστές Σύγχρονη τεχνολογία

Συµπεράσµατα Ηκβαντοµηχανική είναι εδώ ανοίξτε τα µάτια σας και κοιτάξτε γύρω σας... Η σταθερότητα και οµορφιά του σύµπαντος είναι άµεσα αποτέλεσµα της κβαντικής µηχανικής. Ηκβαντοµηχανική είναι αυτή τη στιγµή ότι πιο όµορφο σκέφτηκε ο ανθρώπινος νους.

Ευχαριστώ πολύ... «...Νοµίζω πως µπορώ να πω µε σιγουριά ότι κανένας δεν καταλαβαίνει την κβαντική µηχανική.» Richard Feynman