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Welleneigenschaften von Licht und Quantenphysik

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 INTERFERENZ AM DOPPELSPALT
Sind 2 benachbarte Spalte vorhanden, so gehen von jedem kreisförmige
Wellenfronten aus, die sich überlagern (kon
 INTERFERENZ AM DOPPELSPALT
Sind 2 benachbarte Spalte vorhanden, so gehen von jedem kreisförmige
Wellenfronten aus, die sich überlagern (kon
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Maja Burkhardt

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- Hygenssche Prinzip - Brechungsgesetz - Interferenz am Doppelspalt - Quantenphysik - Photoeffek - Komplementaritätsprinzip - Schrödingers Katze - Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation

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INTERFERENZ AM DOPPELSPALT Sind 2 benachbarte Spalte vorhanden, so gehen von jedem kreisförmige Wellenfronten aus, die sich überlagern (konstruktiv) oder abschwächen bzw. auslöschen (destruktiv). Stabile Interferenzmuster kommen nur bei kohärentem Licht zustande. ↓ Licht teilen, dann überlagern (Laser) kohärent inkohärent Streuung Ablenkung von der geradlinigen Bahn I Moleküle und Atome : durch kleine Partikel, Absorbtion: Aufnahme von Licht und dessen Energie durch Stoffe Interferenz an dünnen Schichten: Reflexion von Licht an der Vorder. und Rückseite vers. Farben C₁= Luft C2-Seifenhaut Entspiegelung: Beschichtung Linse Polarisation Lichtwellen breiten sich im Raum aus (Transversalwellen breiten sich senkrecht 2ur Welle aus) 2 nur durch Filter, Reflexion, Brechung Newtonsche Ringe es überlagern sich, die am Übergang Linse- Luft/Luft - Glas reflektierten Wellen 2 wenn kreisförmige Ringe, dann gerade Oberfläche [ quanzenphysik Begründer der Quantenphysik: 1900 Max Planck → Vortrag in Berlin: Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspektrum (Quantentheorie) → Einführung des planckschen Wirkungsquantums h 1905 Albert Einstein → Strahlung und die energetischen Eigenschaften des Lichts → Deutung Photoeffekt QUANTENPHYSIK umfasst alle Phänomene & Effekte, welche darauf beruhen, dass bestimmte Größen nicht jeden beliebigen Wert annehmen können, sondern nur feste, diskrete Werte. (nicht Temperatur, Masse, Länge...). WELLENCISENSCHAFTEN LICHT ist ein elektromagnetisches Spektrum. Licht gibt es als Strahl und Wellenmodell. Mit dem es als Strahl nur in eine Richtung Strahlenmodell kann man nicht erklären wieso sich Licht beugt, da geht. Mit dem Wellenmodell kann man dies erklären. brechungsgesetz HYGENSSCHE PRINZIP: Jeder Punkt einer Wellenfront...

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ist Ausgangspunkt für kreis- und kugelförmige Elementarwellen. Diese besitzen die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit wie die ursprüngliche Welle, sie überlagern sich. Die Einhüllende aller Elementarwellen bildet die neue Wellenfront. Stoff 2 A C₂-t α Stoff 1 1/₂ C₁.t I Beugung an einem Hindernis AC ₁.+ = sin a C₁.t sin & - C₂ + sin B a α C₁ c2 x' AC -> = C₂.+ sin B sinx sinß - = [8 Wenn Licht an einer Grenzfläche von einem lichtdurchlässigen Stoff in einen anderen -11- übergeht, so gilt: sin & oder = n₂ na sin B I gleichsetzen! sin sin ß TOTALREFLEXION Beim Übergang des Lichtes von einem optisch dichteren Medium (c₁) in ein optisch dünneres Medium (c₂) muss der Einfallswinkel a kleiner sein als der Grenzwinkel "Gi sonst wird das Licht total reflektiert. sin x Beugung an einem Spalt Die Ausbreitung von Licht hinter schmalen Spalten, Kanten und kleinen Hindernissen in die Schaltenräume wird als Beugung bezeichnet. PHOTOEFFEKT Die Erscheinung, dass bei Bestrahlung mit Licht aus der Oberfläche von Festkörpern Elektronen austreten können, wird als äußerer lichtelektrischer Effekt bezeichnet. (nur mit Licht kleinerer Wellenlängen) Kathode (A) Anode Widerstand UV-Strahlung '+ OD Spannungsquelle → bilden Portionen (Unterteilungen des Lichts) mit abnehmender Lichtintensität, kann kleinste Energieportion den Wert h.f annehmen, der einem 1 →4x Ortsänderung Heisenbergsche Unbestimmtheits relation Je bestimmter h ist sein Impuls. Ap² Zink-Platte mphoton = h.f 1eV = 1,602-10-1⁹3 c² PHOTONEN ALS QUANTENOBJEKTE (Elektronen, Protonen, Neutronen, Photonen, Atome, Moleküle) • Licht besteht aus Photonen (Lichtquanten) je größer f, desto größer U Wphotonen WElektronen + WAustritt = Licht Ax Ap²h Lichtintensität ist egal WElektron hf - WAustritt E=mc² ➜>> Ẹ= h.f Ephoton in ev! UV-Strahlung abgelöstes Elektron Glasplatte Photon entspricht → Reflexion & Absorption erfolgt in Portionen es entsteht Strahlungsdruck • Energie von Photon vergrößert sich, mit verkleinernder Wellenlänge /steigender Frequenz Wellenlänge h= 6,62610-³4 J·s 2 AP→∞ m.c²-h.f werden Quantenobjekte durch einen Einzelspalt befördert • Quantenobjekte verhalten sich wie Licht am Doppelspalt entspricht nicht der Teilchen- vorstellung aber: Verhalten einzelner Quantenobjekte kann nicht vorhergesagt werden · je höher die Anzahl der Quantenobjekte, die durch Anordnung eines. Interferenzexperiments laufen, desto wahrscheinlicher ist ein Interferenzmuster einzelne Photonen Das Komplementaritätsprinzip: Messen und Beobachten ist gegensätzlich! (alle Messungen (egal ob gewollt oder nicht) müssen beachtet werden →Ganzheitlichkeit") Schrödingers Katze : in einer geschlossenen Box sind: radioaktives Atom Detektor, Hammer Glas mit Gift und eine Katze →Atom zerfällt Hammer Katze tot oder lebendig? 1 ↳kann man erst beantworten wenn man in die Kiste schaut Zustand nicht definiert (Superpositionsprinzip) 1 E der Photonen steigt Frequenz erhält man ein Interferenzmuster (je breiter der Spalt, desto deutlicher und dichter) Glasplatte 1 der Ort eines Quantenobjekts ist, umso unbestimmter Δ x - 0 AP→0 24X→∞

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