MAKRO-
A
MIKRO-
MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA ≡ (KLASICKÁ) FYZIKA
STAV ... (v dřívějším okamţiku)
≡
...
...
info o vnějším působení
STAV ... (v určitém okamţiku)
≡ ZÁKLADNÍ INFO O ... (v tomto okamţiku)
VŠECHNY DALŠÍ INFO O ... (v tomto okamţiku)
info o vnějším působení
STAV ... (v pozdějším okamţiku)
≡
...
...
VE FYZICE (obecně):
STAV ... ≡ základní charakteristika / info
VYŠETŘOVANÉHO OBJEKTU ≡ předmětu našeho zájmu
SE ZADÁVÁ KVANTITATIVNĚ ( ~ hodnotami některých základních veličin)
KONKRÉTNÍ PŘÍKLAD: mechanika předmět našeho zájmu: částice
základní charakteristika / info: Kde je; jak se pohybuje kvantitativní zadání: poloha r ; hybnost p
v určitém okamţiku t 0
STAV ČÁSTICE r (t0 ) ; p (t0 )
VŠECHNY DALŠÍ INFO ≡ hodnoty všech dalších veličin např. E (t0 )
POHYBOVÁ ROVNICE (≡ DYNAMICKÝ ZÁKON)
2. Newtonův zákon
v jiném okamţiku t
STAV ČÁSTICE r (t ); p (t )
info o vnějším působení ≡ SILOVÝ ZÁKON
... např. E (t )
LÁTKA ≡ SOUBOR ČÁSTIC
Příklady:
KOLEKTIVNÍ POHYB ČÁSTIC LÁTKY
≡
VLNA
• VLNA NA STRUNĚ • VLNA NA VODNÍ HLADINĚ • ZVUKOVÁ VLNA • SVĚTELNÁ VLNA
ČÁSTICE
m, p ,E
VLNA
POSTUPNÝ POHYB LÁTKY PŘENOS HMOTY, HYBNOSTI
A
ENERGIE
p, E
KMITAVÝ POHYB LÁTKY PŘENOS HYBNOSTI
A
ENERGIE
DOPAD DO TÉHOŢ MÍSTA DVOU (či více) ČÁSTIC
DVOU (či více) VLN
VĚTŠÍ ÚČINEK
VĚTŠÍ, MENŠÍ, NULOVÝ ÚČINEK
SVĚTELNÁ VLNA ≡ ELEKTROMAGNETICKÁ VLNA
nepotřebuje ke svému šíření látkové prostředí
MECHANIKA
některé vlastnosti elmag. záření
struktura látek, vlastnosti stavebních částic
rovnováţné tepelné záření
existence atomů
(1900 – kvantová hypotéza)
→ 1908
existence elektronů
fotoelektrický jev
(1905 – světelná kvanta)
→ 1897
Comptonův jev
struktura atomů
(1922 – fotony)
…, 1896, 1897, 190_
(1885, 1890→)
rtg 1906
~ FYZIKA MIKROSVĚTA ≡ KVANTOVÁ FYZIKA
1911
atomová spektra optická
MIKROSVĚT
jádro γ
1900
obal
1919 protony 1932 neutrony JADERNÁ FYZIKA
1913 Bohr
ATOMOVÁ FYZIKA
de Broglieova hypotéza difrakce elektronů 1926
1923
SUBJADERNÁ FYZIKA
KVANTOVÁ ELEKTRODYNAMIKA
VLNOVÁ (≡ KVANTOVÁ) MECHANIKA
KVANTOVÁ FYZIKA
„vlnové vlastnosti“ mikroobjektů
„částicové vlastnosti“ záření
ELEKTRODYNAMIKA
KLASICKÁ FYZIKA
KVANTOVÁ FYZIKA
LÁTKA = ČÁSTICE SVĚTLO = ELMAG. VLNĚNÍ
LÁTKA = MIKROOBJEKTY SVĚTLO = FOTONY
KLASICKÁ FYZIKA
r (t0 ), p (t 0 )
KVANTOVÁ FYZIKA STAV v okamţiku
silový zákon
t0
(r , t0 )
vnější působení
vnější pole
F ...
2. Newtonův zákon d 2r m 2 dt
F
POHYBOVÁ ROVNICE
Schrödingerova rovnice i
(r , t ) t
2 2m
r (t ), p (t )
STAV v okamţiku
t
(r , t )
(r , t ) V (r , t )
(r , t )
NĚKTERÉ KVANTOVÉ JEVY
ROZHRANÍ
KOV – VNĚJŠÍ PROSTŘEDÍ
elektron
vnější prostředí
kov
x
V (x )
E V0
E V0
V0
x
E V0
pravděpodobnost nalezení v místě x
E V0 pravděpodobnost průchodu < 1 pravděpodobnost odrazu > 0
x PRONIKÁNÍ DO KLASICKY NEDOSTUPNÉ OBLASTI
NADBARIÉROVÝ ODRAZ
DVA KOVY ODDĚLENÉ MEZIVRSTVOU
elektron
kov
E V0
kov
x
V (x )
E V0
V0
x
E V0
pravděpodobnost nalezení v místě x
E V0 pravděpodobnost průchodu < 1 pravděpodobnost odrazu > 0
x TUNELOVÝ JEV
NADBARIÉROVÝ ODRAZ
KOVOVÝ VZOREK VE VNĚJŠÍM PROSTŘEDÍ
elektron
elektron
vnější prostředí
E V0
kov
vnější prostředí
x
V (x )
E V0
V0
x
E V0
E V0 pravděpodobnost průchodu < 1
PRONIKÁNÍ DO KLASICKY NEDOSTUPNÉ OBLASTI
KVANTOVÁNÍ ENERGIE
pravděpodobnost odrazu > 0 NADBARIÉROVÝ ODRAZ
REZONANČNÍ ZÁCHYT
ATOM
atomové jádro
r
elektron
Z e
e
potenciální energie elektronu v poli atomového jádra:
V
1 4
0
Z e2 r
V
r
E 0 KVANTOVÁNÍ ENERGIE
ATOMOVÉ JÁDRO ≡ mikroobjekt sloţený z protonů a neutronů nukleony INTERAKCE
ELEKTRICKÁ působí mezi
JADERNÁ (≡ SILNÁ) působí mezi
kaţdými dvěma elektricky nabitými objekty
kaţdými dvěma nukleony kaţdými dvěma mikroobjekty sloţenými z nukleonů
VEL (r )
VJAD (r )
r
r
neutron – neutron proton – neutron jádro – neutron
proton – proton jádro – proton jádro – jádro
V (r )
V (r ) REZONANČNÍ ZÁCHYT
REZONANČNÍ ZÁCHYT
TUNELOVÝ JEV
r
r KVANTOVÁNÍ ENERGIE
KVANTOVÁNÍ ENERGIE
A P L I K A C E • spektrální analýza… • radioaktivita • laser… • jaderná • makrostrukturní analýza… • energetika mikrostrukturní analýza… • zbraně • ASTROFYZIKA • KOSMOLOGIE
• CHEMIE… • FYZIKA KOND. STAVU… polovodiče mikroelektronika
• částicová optika
• (MIKRO)BIOLOGIE… genové inţenýrství
TECHNICKÉ APLIKACE LÉKAŘSKÉ APLIKACE ZÁKLADNÍ VÝZKUM
elektronový mikroskop
