Elektron kettős természet, de broglie hullám, kvantummechanikai

​Fény-elektron kettős természete

By Rita Rein

Categorize

Options (10)

Newton

Huygens

Fotoelektromos effektus

Interferencia

Maxwell

Polarizáció

Einstein

Fénynyomás

Lendület

Fényelhajlás

Fényről nem tudták eldönteni, hogy részecske vagy hullám, ki melyik álláspontot képviselte, melyik elmélet mit támasztott alá?

Részecske

Hullám

Multiple Choice

Ki fedezte fel az elektron?

• Christiaan Huygens

• Ernest Rutherford

• J.J. Thomson

• Albert Einstein

Katódsugárzás - elektron

-  A katódból lép ki

-  Egyenes vonalban terjed

-  Elektromos és mágneses térrel eltéríthető→ negatív töltésű

-  Több anyagon fluoreszcenciát okoz

-  Energiát szállít

-  Lendülete van (egy kis lapátkereket megforgat)

Dropdown

A ​

Select answer

lép ki

-  ​

Select answer

vonalban terjed

-  Elektromos és mágneses térrel eltéríthető→ ​

Select answer

töltésű

-  Több anyagon fluoreszcenciát okoz

-  ​

Select answer

szállít

-  ​

Select answer

van (egy kis lapátkereket megforgat)

De Broglie hipotézis

A fény hullám-részecske kettősségéhez hasonlóan feltételezte 1924-ben, hogy ez a kettősség nem a fényre jellemző csak, hanem az anyagi világ általánossága. Vagyis minden mikrorészecskének ún. de Broglie (anyag)hullámot feleltetett meg. A hullám jellemzőinek meghatározásához a fotonra vonatozó összefüggéseket fogadta el. Eszerint egy E energiájú, m tömegű, v sebességű részecskéhez f=E/h frekvenciájú és λ= h/mv=h/I hullámhosszúságú síkhullám rendelhető.

De Broglie hipotézis

De Broglie ötlete a Bohr-modellel kapcsolatban merült fel. A Bohr-modell szerint az elektronok nem keringhetnek akármilyen távolságra a magtól, csak meghatározott pályákon. Ráadásul az elektron ezeken a pályákon nem is sugározhat.
De Broglie elgondolása, a hullámtulajdonságú elektron magyarázatot adott a jelenségre. Szerinte a mag körül csak olyan pályák lehetségesek, ahol az elektronhullám állóhullámként foglalhat helyet.

Multiple Choice

De Broglie minden mikrorészecskének ún. anyaghullámot feleltetett meg. A hullám jellemzőinek meghatározásához a fotonra vonatozó összefüggéseket fogadta el.

• Igaz

• Hamis

Multiple Choice

A de Broglie-féle anyaghullámok magyarázták a Bohr modell hiányosságát.

• Igaz

• Hamis

Az elektron hullámtermészetének kísérleti igazolása

C. Davisson és L. Germer 1927-ben egy kísérlet közben azt tapasztaták, hogy elektronnyaláb nikkelkristály felületéről csak bizonyos az interferencia feltételének megfelelő beesési szög esetén verődnek vissza.

G.P Thomson 1928-ban igazolta, hogy a mikrokristályon áthaladó elektronnyalábok a fényérzékeny lemezen vagy fluoreszkáló ernyőn interferenciagyűrűket hoznak létre.

C. Davisson és G.P. Thomson 1937-ben megosztott Nobel-díjat kapott.

Az elektron hullámtermészetének kísérleti igazolása

Gyorsított elekt­ronokat lőtt át igen vékony cel­lu­loid­rétegen, és fény­ké­pé­szeti lemezen rögzítette az elektroninterferenciára utaló gyűrűket. Ezt köve­tően fémfóliá­kon és grafitrácson áthaladó elektronnyaláb esetén is kimutatta a koncentrikus interferenciagyű­rűket.
Sötétebb-világosabb gyűrűk.
Ahol erősíti vagy kioltják egymást az elektronhullámok.

Multiple Choice

J.J. Thomson 1928-ban igazolta, hogy a mikrokristályon áthaladó elektronnyalábok a fényérzékeny lemezen vagy fluoreszkáló ernyőn interferenciagyűrűket hoznak létre.

• Igaz

• hamis

Multiple Select

Melyik (2) tudós kapott Nobel-díjat az elektron hullámtermészetének igazolásáért 1937-ben?

• C. Davisson

• J.J. Thomson

• G.P. Thomson

• Louis de Broglie

Anyag kettős természete

Az elektron és a foton kettős természetű, és a hullám-részecske tulajdonságuk egymástól el­vá­laszt­hatatlan. A rajtuk végzett kísérlet jellege határozza meg, hogy a két természet közül melyiket érzékeljük.

Elektronmikroszkóp

Elektronmikroszkóp

Ha ennél kisebb részleteket akarunk megfigyelni, akkor a szemünk helyett, azaz a fényhullámok helyett már másfajta megfigyelőeszközt kell használnunk.
1932 óta használunk elektronsugarakat apró dolgok megfigyelésére. Az elektron hullámhossza ugyanis töredéke lehet a fény hullámhosszának. Így ezek felbontóképessége a 10^–9 m-t, azaz a nanométert is eléri.
A leggyakrabban használt nagyítási tartomány egy elektronmikroszkróp esetén a néhány ezerszerestől a körülbelül 100 000-szeresig terjed.

Az elektronforrásban 80–120 kV gyorsítófeszültséget létesítenek.
A vákuumban levő testre vékony párhuzamos elektronsugárnyaláb érkezik.
A tárgyról szóródó elektronnyalábot az objektív lencse leképzi, a projektív lencsék pedig az erősen felnagyított képet fluoreszkáló képernyőre vetítik, ahol az láthatóvá válik

Categorize

Options (9)

Nagy feszültség szükséges a működéséhez.

Atomokat is vizsgálhatunk vele.

Vákuumban van a vizsgálandó tárgy

Elektronsugárral működik.

Színszűrők is alkalmazhatók.

Elektromágneses sugárzással működik.

Az elérhető nagyítást a fény hullámhossza korlátozza.

Legfeljebb 1500-szoros nagyítás.

Felbontóképessége a 0,1 nm környékén van.

Tedd a lenti állításokat a megfelelő halmazba!

Elektronmikroszkóp

fénymikroszkóp

Hópehely és lepkeszárny elektronmikroszkóp alatt

A kvantummechanika megszületése

Az 1920-as években De Broglie hipotézisre alapozva két különböző látszólag független elmélet született. E. Schrödinger a részecskék hullámtermészetéből kiindulva megalkotta a hullámmechanikát, míg W. Heisenberg kidolgozta a kvantummechanikát. Nemsokára kimutatták a két elmélet egyenértékét, most ez a jelenlegi kvantumelmélet alapja. Mind a ketten Nobel-díjat kaptak.

A Heisenberg-féle határozatlansági reláció

Werner Heisenberg ismerte fel először, hogy bizonyos méréspárokhoz egy belső bizonytalanság tartozik. Például, ha nagyon pontosan tudjuk valamiről, hogy hol van, akkor, bizonyos fokban nagyon kevéssé fogjuk tudni, hogy milyen gyorsan és milyen irányban mozog, és fordítva,

​vagyis vagy a helyét vagy a lendületét ismerhetem egy részecskének nagyon pontosan.

A kvantummechanikai atommodell

A kvantummechanikai atommodellbe bevezetünk egy hullámfüggvényt, amivel az elektront jellemzi. Ebből a függvényből olvasható ki az, hogy az atommag elektromos terében keringő elektron milyen megtalálási valószínűséggel rendelkezik egyes térrészekben.

A kvantummechanikai atommodell

Multiple Choice

A kvantummechanikai atommodellben

• pontosan tudom, hogy milyen pályán mozog az elektron.

• az állapotfüggvényből a részecskék sebességét és lendületét csak bizonyos határozatlansággal lehet megadni.

• az állapotfüggvényből a részecskék sebességét és lendületét csak bizonyos határozatlansággal lehet megadni.

• az állapotfüggvényből a részecskék helyét és lendületét csak bizonyos határozatlansággal lehet megadni.

Multiple Choice

A kvantummechanikai atommodell alapján

• Az elektronok az atommagok körül határozatlan sajátállapotban és sajátenergiával helyezkednek el.

• Az elektronok az atommagok körül csak meghatározott sajátállapotban és sajátenergiával helyezkedhetnek el

• Az elektronok az atommagban csak meghatározott sajátállapotban és sajátenergiával helyezkedhetnek el.

Multiple Choice

A kvantummechanikai modellben érvényben marad a Bohr-féle frekvenciafeltétel.

• Igaz

• Hamis

Home

Open in new tab

Copy link

Home

Open in new tab

Copy link