1 / 12

Rzekł Bóg:

I stała się światłość. Rzekł Bóg:. niech się stanie światłość. Antyk : cząstki (Pitagoras) promień biegnący od oka (Platon). . . ale zmiany koloru (kryształy, warstwy, pryzmat) polaryzacja, dyfrakcja, interferencja. Hipotezy nt. natury światła. przenoszenie energii odbicie

makala
Download Presentation

Rzekł Bóg:

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. I stała się światłość... Rzekł Bóg: niech się stanie światłość. Antyk : cząstki (Pitagoras) promień biegnący od oka (Platon) Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  2.  ale zmiany koloru (kryształy, warstwy, pryzmat) polaryzacja, dyfrakcja, interferencja Hipotezy nt. natury światła • przenoszenie energii • odbicie • załamanie 1. Strumień cząstek ? znane fale mechaniczne 2. Fale ? ale te muszą mieć jakiś ośrodek (sprężysty)  nie rozchodzą się w próżni, a światło owszem! Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  3. Christian Hyughens (1629-1695) sformułował koncepcję falową August Fresnel (1788-1827) – słuszność koncepcji falowej (interferencja i dyfrakcja) Izaak Newton (1642-1727) popierał koncepcję korpuskularną Autorytet Newtona opóźnił rozwój teorii falowej światła o 100 lat Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  4. teoria: J.C. Maxwell (1831 – 1879) doświadczenie: H. Hertz (1857 – 1894) główna trudność – jakiego typu fale (co faluje?) i jaki ośrodek (koncepcja eteru) Przełom – odkrycie fal elektro-magnetycznych (EM) doświadczenia z elektrycznością – powiązanie badań nad promieniowaniem (światłem) z własnościami ładunków elektrycznych  unifikacja oddziaływań Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  5. S P Imax = 4I interferencja konstruktywna I(P) = Imin = 0 interferencja destruktywna Podstawowe doświadczenia nad interferencją światła doświadczenie Younga I(P) = I1+I2+2I1I2 cos SP gdy I1 = I2 = I (światło + światło = ciemność !!!) gdy tylko jedna droga – brak prążków Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  6. Interferencja z licznikami fotonów A R C np. 12 dynod ok. – 1000 V wzgl.   - fotopowielacz liczy fotony, ściślej co ~ trzeci foton (<1) np. Fotopowielacz A K V = Q/C C 10 pF V=1.6–13C/10–12=10mV • emisja z K z wydajnością 10-30% • przyspieszenie przez ok. 100 V •  zwiększ Ekin  emisja wtórna, powielenie 3-4 x • całkowite wzmocnienie IA/IK = (3-4)12 106 e = - 1.6x10-13C Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  7. ekran  macierz liczników fotonów Interferencja z licznikami fotonów • poszczególne zliczenia • – rejestracja indywidualnych • fotonów (cząstki) • rozkład prawdopodobieństw • pojawienia się fotonów • – fala Dualizm: światło zachowuje się jak fala lub strumień cząstek (fotonów) w różnych warunkach doświadczalnych jest równocześnie i cząstką i falą Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  8. dotyczy wszelkich obiektów – również fal materii (fale de Broglie) Dośw. z interferencją wiązki atomów He: J. Mlynek, et al., Nature 386, 150 (1997) http://www.iap.uni-bonn.de/ oll/OLLWS/graphics/kap5/ chap5Home.html Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  9. E1 E2 – brak prążków 0 Nietrywialne (kwantowo-mechaniczne) aspekty interferencji: Interferometr Macha-Zendera • fotony mają swobodę wyboru drogi – są prążki – jest interferencja I(P) = |E1+E2|2= |E1|2 + |E2|2 + E1 E2* + E1*E2  I1+I2 „sumuję amplitudy” • rozróżniam drogi (np. przez polaryzatory) I(P) = |E1+E2|2= |E1|2 + |E2|2 + E1 E2* + E1*E2 = I1+I2 „sumuję prawdopodobieństwa” do interferencji konieczna nierozróżnialność trajektorii, stanów pośrednich pomiędzy stanem początkowym (źródło) i stanem końcowym (punkt na ekranie) Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  10. interferencja pojedynczych fotonów: pojedynczy foton na płytce światłodzielącej się nie połowi – zawsze leci albo w jednym, albo w drugim ramieniu interferometru, a mimo to po uśrednieniu wielu zdarzeń powstaje obraz interferencyjny wyjaśnienie – stan superpozycji Gumka kwantowa (quantum eraser) informację o tym, jaką drogę przebył foton można post-factum usunąć - „wymazać” za pomocą „gumki kwantowej” E1 E2 Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  11.  [Hz] 3x1011 3x105 3x1017 fale radiowe fale milimetrowe prom. Röntgena pasmo optyczne długie krótkie TV/UKF średnie mikrofale  m nm km mm m p a s m o w i d z i a l n e (VIS) daleka średnia bliska nadfiolet (UV) p o d c z e r w i e ń (IR) energie fotonów optycznych 3 m 30 m 1 nm 200 nm 380 nm 700 nm 1mm E = h= (6,6x10-34Js)x(4-8)x1014Hz = 2,6 – 5,2 x 10-19J = 1,6–3,2 eV  różnice poziomów energetycznych w atomach Widmo fal elektromagnetycznych Pasmo optyczne Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

  12. Dipol Hertza: E E E H H H H fala płaska, harmoniczna – najprostsza forma fal (EM) monochromatyczna fala biegnąca w kierunku k, periodyczna w czasie i przestrzeni wektor falowy • propagacja zaburzeń elektromagnetycznych w przestrzeni Fala elektromagnetyczna (EM) Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 1

More Related