Fisika kuantikoa
Stern-Gerlach-en esperimentua
Zilar atomoak bidaltzen dira , kolimatzaile eta iman batetik pasatzen dira , azkenik plaka batera iristeko. Plakan ez da ikusten espero zena. Elektroiak ez dira desbideratzen edozein norabidetan, ez dute osatzen orban bat, baizik eta 2 norabide soilik hartzen zituzten, bata positiboa eta bestea negatiboa. Honi deitu zioten spin (bira ingelesez).
Spina partikulen ezaugarri intrinseko bat da, masa bezala. Elektroietan s = h/4·pi (Plank konstantea) eta konpara daiteke momento angeluarrarekin.
Gorputz beltzaren erradiazio termikoa
Eguzkia, izar guztien antzera, gorputz beltz kontsidera dezakegu, izan ere, heltzen zaion erradiazio guztia xurgatzen du eta aldi berean, oso tenperatura altukoa denez, distira egiten eta erradiazio elektromagnetikoa igortzen du.
Plaka bitrozeramikoetan ere ikus daiteke tenperatura eta kolorearen efektua. Erresistentziak asko berotzen dira, elektrizitatea pasatzen denean, gorri jarri arte.
Teoria klasikoak dio gorputz beltz batek maiztasun-tarte guztietan igortzen duela erradiazioa; zenbat eta handiagoa erradiazioaren maiztasuna, orduan eta handiagoa bere energia. Hortaz, gorputz beltz batek igortzen duen energiak infinitura jotzen du, uhin-luzera zerora doanean. Esan bezala,emaitza esperimentalak ez datoz bat baieztapen horrekin.
Fisika klasikaren arabera tenperatura eta uhin -kopurua alderantziz proportzionalak dira eta potentzia eta tenperatura ber 4 proportzionalak. Hau betetzen da ikusgaia arte, haratago esperimentuak dio potentzia jaisten hasten dela. Katastrofe ultramorea deitu zioten.
E = σ ⋅T4
Max Planck-ek, 1900.urtean irtenbidea aurkitu zuen eta bere teoria iraultzailea argitaratu zuen.
Erradiazioa eta materiaren arteko elkarrekintza osziladoreen bidez gertatzen da.
Osziladoreen energia ez da jarraitua, diskretua baizik, hau da , ezin du hartu ezozein balioa. Energia osoa zati infinituz osatuta dago.
E = n·Eo non n = 1, 2, 3,...
Zati infinitu horien energia maiztasunarekiko proportzionala da.
Eo= h· f
Kuantutan banatzen da metalari eragin diogun erradiazio elektromagnetikoaren energia. Kuantu bakoitzak maiztasun bat du eta garraiatzen duen energia kantitatea maiztasun
horren proportzionala da. Metaletan, elektroi guztiak ez daude berdin lotuta, eta ondorioz, denek ez dute ihes egiteko energia berdina behar.
h eta K Planck eta Boltzmann-en konstanteak dira.
Plancken hipotesiak, atomoek, elektroiak koka daitezkeen mailak aurkezten dituztela iradokitzen du, hau da, kuantizaturiko maila atomikoak. Energia-maila horiek, eskailera
bateko (kuantuak) maila ezberdin gisa jokatzen dute, non elektroiak kokatzen diren. Elektroiak ezin dira maila horietatik kanpo existitu eta nukleoaren inguruan biratzen dira,
horiek zehaztutako orbitetan.
Efektu fotoelektrikoa
Efektu fotoelektrikoak ezartzen du gainazal metaliko jakin batzuk argitzean korronte elektrikoak sortzen direla, tentsio-iturririk egon ez arren.
Fisika klasikoak ez du guztiz azaltzen esperimentu hau. Izan ere, edozein intentsitateak zirkuitoan korrontea sortu behar du.
Albert Einsteinek, ikusita zer muga zituen fisika klasikoak materiaren eta argiaren arteko elkarrekintza azaltzeko, efektu fotoelektrikoa azaldu zuen, erradiazioaren bi hipotesitatik
abiatuta:
— Erradiazio elektromagnetikoaren energia ez da era jarraituan hedatzen espaziotik, modu diskretuan baizik, paketetan edo energia-kuantutan bilduta.
— Kuantu bakoitzak garraiatzen duen energiaren kantitatea, maiztasunaren proportzionala da.
Einsteinen teoria berri horri esker efektu fotoelektrikoa azal daiteke, kontuan izanik metalaren elektroiek energia-kuantuak xurgatzen dituztela. Elektroi batek energia nahikoa duen kuantu bat xurgatzen badu, energia zinetiko batekin ihes egingo du metaletik. Energia zinetiko hori, askoz jota, xurgatutako kuantuaren energia behar den energiaren arteko aldea da.
Ez = hν − W0
Non:
— Ez elektroiak ihes egiterakoan duen energia zinetikoa da.
— hν elektroiak xurgatzen duen kuantuaren energia da.
— W0 lan-funtzioa da: elektroiak metaletik ihes egiteko behar duen energia minimoa. Magnitude hori metal bakoitzaren bereizgarria da.
UV baino maiztasun eta energia baxuagoko erradiazioek ez dute atomoak ionizatzeko edota minbizia sortzeko barneratze ahalmen nahikorik, sakelako telefonoen erradiazioak gaur egun duen ospea txarra izan arren.
320 orrian: Ariketak: 12,13,14,15, 31,37, 42
www.hiru.eus: partikula azeleragailua