physics atom part 5
TRANSCRIPT
![Page 1: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/1.jpg)
ฟสกสอะตอม 5ทวภาพของคลนและอนภาคปรากฏการณคอมปตนสมมตฐานของเดอ บรอยล
![Page 2: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/2.jpg)
ขอความตอไปนเปนจรง หรอ เทจ
![Page 3: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/3.jpg)
........1. เมอใชแสงความถสงขน (และสงกวาความถขดเรม) ตกกระทบคาโทดโฟโตอเลกตรอนจะมพลงงานจลนมากขน
![Page 4: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/4.jpg)
........ 2. หากใชแสงทมความเขมสงตกกระทบคาโทดหากเกดโฟโตอเลกทรกจ านวนโฟโตอเลกตรอนจะมมาก
![Page 5: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/5.jpg)
........ 3. หากใชแสงทมความถสง พลงงานแสงมาก ๆ จะท าใหจ านวนโฟโตอเลกตรอนมมาก
![Page 6: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/6.jpg)
........ 4. หากใชแสงทมความเขมสงตกกระทบ คาโทด โฟโตอเลกตรอนจะมพลงงานจลนสง
![Page 7: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/7.jpg)
........ 5. หากใชแสงคาหนงแลวไมท าใหเกดโฟโตอเลกทรก หากตองใหเกดโฟโตอเลกทรกจะตองเพมความเขมแสง
![Page 8: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/8.jpg)
ทฤษฎคลนแสง• การทแสงทมความถจ าเพาะคาหนงตกกระทบผวโลหะทสะอาดท าใหมอเลกตรอนกระเดนออกจากผวโลหะ
• อเลกตรอนทหลดออกมาจะถกดงดดใหวงเขาหาขวบวก• การไหลของอเลกตรอนจะทราบไดจากเครองตรวจวด ซงปรากฏการณน ไมสามารถอธบายไดดวยทฤษฎคลนแสง
• อธบายวา อเลกตรอนทกระเดนขนอยกบความถของแสงและตงสมมตฐานวา “
แสงเปนสายธารของอนภาค)ไมใชคลนและเรยกอนภาคของแสงวา โฟตอน (
![Page 9: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/10.jpg)
ไอนสไตน ( ไดเสนอแนวความคดวา แสงมลกษณะเปนกลมกอนของพลงงานทเรยก วาควอนตม
ของพลงงาน หรอโฟตอน ( โฟตอน 1 ตว จะมพลงงานเทากบ เมอโฟตอนพงชนอเลกตรอนจะชนกนแบบหนงตอหนง
และโฟตอนจะถายทอด พลงงานทงหมดแกอเลกตรอน
![Page 11: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/11.jpg)
ปรากฏการณคอมปตน
คออะไร
![Page 12: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/13.jpg)
ป พ.ศ. 2466 อารเทอร ฮอลล คอมพตน (
) นกฟสกสชาวอเมรกน ไดท าการทดลองฉายรงสเอกซความยาวคลนเดยวไปยง แทงกราไฟต แลววดความยาวคลนของรงสเอกซทกระเจง ( ) ออกมาทมมตางๆ กบแนวเดมดงรป
![Page 14: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/15.jpg)
http://www.google.co.th/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=kAMzotKmYjwSOM&tbnid=B_8GvThofIpEoM:&ved=0CAgQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.shokabo.co.jp%2Fsp_e%2Foptical%2Flabo%2Fopt_cont%2Fopt_cont.htm
&ei=nHWuUrXdIYaOrQfDkoGoDA&psig=AFQjCNF31M7R95qfO44hCugcfpjf3-qviw&ust=1387251484660124
![Page 16: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/18.jpg)
คอมพตนพบวา รงสเอกซทกระเจงออกมาจากแทงกราไฟตมความยาวคลนเปน 2 ประเภท ประเภทหนงมความยาวคลนยาวเทาเดม กบอกประเภทหนงมความยาวคลนยาวกวาเดม ประเภททมความยาวคลนยาวกวาเดมนนขนอยกบมมกระเจง ถายงกระเจงจากแนวเดมมาก จะยงมความยาวคลนยาวกวาเดมมาก
![Page 19: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/19.jpg)
เมอโฟตอนรงสเอกซ กระทบกบอเลกตรอนทอยในแทงกราไฟต กจะเปนการชนกนระหวาง โฟตอนกบอเลกตรอน ซงเปรยบเสมอนการชนกนของอนภาคกบอนภาค ใชหลกอนรกษพลงงานและโมเมนตมในการชนกนได และเนองจากโฟตอนรงสเอกซมพลงงานสงมาก เมอกระทบอเลกตรอนใน กราไฟต (พลงงานยดเหนยวของอเลกตรอนบางตวกบอะตอมมคานอย) จงถอเสมอนวา โฟตอนวงเขาชนอเลกตรอนทวางอยอยางอสระ และเนองจากเปนการชนทมพลงงานสง จงตองใชทฤษฎสมพทธภาพ
![Page 20: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/20.jpg)
รปแสดงผลทไดจากการทดลอง
![Page 21: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/21.jpg)
The scattering of photons from
charged particles is called Compton
scattering after Arthur Compton
who was the first to measure
photon-electron scattering in 1922.
When the incoming photon gives
part of its energy to the electron,
then the scattered photon has lower
energy and according to the Planck
relationship has lower frequency
and longer wavelength. The
wavelength change in such
scattering depends only upon the
angle of scattering for a given
target particle.(A. H. Compton, Phys. Rev. 21, 483; 22, 409 (1923))
![Page 22: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/23.jpg)
คอมพตนคดวารงสเอกซ ประกอบดวยกลมหรอเมดของพลงงานและเรยกเมดพลงงานวา โฟตอนรงสเอกซหรอเรยกสนๆ วาโฟตอน มลกษณะเปนอนภาคและมโมเมนตมหาไดจากความสมพนธดงน
จากทฤษฎสมพทธภาพของไอนสไตน E = mc2
และพลงงานของโฟตอน E = hf
hf = mc2
โฟตอนมความเรว c จงมโมเมนตม
hp
![Page 24: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/24.jpg)
ดอบรอยล อธบายวาการทอเลกตรอนในอะตอม ไมมการแผคลนแมเหลกไฟฟากเนองจาก “อเลกตรอนทวงวนรอบนวเคลยสจะแสดง สมบตของ คลนนง ซงเปนไปได เมอความยาวของเสน รอบวงมคาเปนจ านวนเทาของความยาว คลนของ อเลกตรอน”
![Page 25: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/25.jpg)
สมการนแสดงวา “ อนภาคทมมวล m เคลอนทดวยความเรว v สามารถแสดงสมบต เปนคลนซงมความยาวเทากบ ได ” ตรงนเรยก สมมตฐานของเดอบรอยล และ นเรยกความยาวคลนของเดอบรอยล (De Broglic wavelength)
![Page 26: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/32.jpg)
หลกความไมแนนอนของไฮเซนเบอรกWerner Heisenberg (1901-1976 )คดคนความรพนฐานทฤษฎควอนตม ในชวงอายประมาณยสบปตนๆ
ไดรบรางวลโนเบลในป1932 ส าหรบการคนพบหลกความไมแนนอน(uncertainty principle)
![Page 33: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/33.jpg)
ไฮเซนเบอรก เปนคนแรกทชใหเหนวา กฎเกณฑของกลศาสตรควอนตม บอกเปนนยวา มขดจ ำกดพนฐำนส ำหรบควำมแมนย ำของกำรวดในกำรทดลอง
![Page 34: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/34.jpg)
การทอนภาคแสดงสมบตคลน และตองใชกลมคลนแทนอนภาคนน ท าใหไมสามารถบอกต าแหนงและโมเมนตม ของอนภาคไดแนนอน
กลมคลนทเกดจากการรวมคลน 2 คลน
![Page 35: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/35.jpg)
กลมคลนทเกดจากการรวมคลนทมความถตางกนเลกนอย
![Page 36: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/36.jpg)
• อนภาคจะอยทใดกไดภายในกลมคลน x• คาของเลขคลน k ทประกอบกนเปนกลมคลนม
คาตางๆ กนอยในชวง k• ขนาดของความยาวคลนและโมเมนตมไม
แนนอน
![Page 37: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/37.jpg)
ถาขนาดของกลมคลนแคบ x นอย การบอกต าแหนงกชดเจนขน แตการบอกความยาวคลนกบอกไดยาก ถากลมคลนมขนาดกวาง กจะบอกความยาวคลนไดชดขน แตกบอกต าแหนงของอนภาคไดยาก เนองจาก x มขนาดกวางขน
![Page 38: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/38.jpg)
คลน ซงมคา k ตางๆกนอยในชวง k มารวมกน จะได x . k 1
จากความสมพนธของ เดอ บรอยล
hp
kh
p2
kh
p 2
xp
1
![Page 39: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/39.jpg)
ผลคณความไมแนนอนของต าแหนงและโมเมนตมของอนภาคจะเปนไปตามสมการ
x เปนความไมแนนอนเกยวกบต าแหนงของอนภาค
p เปนความไมแนนอนเกยวกบโมเมนตมของอนภาค
px.
![Page 40: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/40.jpg)
ธรรมชำตคลนของวตถ ท ำใหไมสำมำรถทรำบต ำแหนงและโมเมนตม ของอนภำคไดอยำงแนนอนพรอมๆ กน
ถาทราบโมเมนตมแนนอน ((p = 0) กจะไมทราบวาวตถอยทใด (x =)
ถาทราบวาอนภาคอยทใดแนนอน (x =0) เรากจะไมทราบคาของโมเมนตม (p = )
ถาทราบคาประมาณของโมเมนตม เรากจะทราบคาประมาณของต าแหนง
![Page 41: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/41.jpg)
ความไมแนนอนเกยวกบต าแหนงของอเลกตรอนมคาประมาณขนาดของอะตอม ดงนนหลกความไมแนนอนมความส าคญเกยวกบปญหาในระดบอะตอมและอนภาค
![Page 42: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/42.jpg)
ความไมแนนอนเกยวกบต าแหนงของรถยนตมคานอยมาก จนไมสามารถวดได เนองจากเราไมมเครองมอใดๆ ทจะวดต าแหนงไดละเอยดขนาดนน ดงนนส าหรบวตถขนาดใหญหลกความไมแนนอนจะไมมผลแตอยางใด
![Page 43: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/43.jpg)
กลศาสตรควอนตม ค.ศ. 1925 นกฟสกสกพบวชา กลศาสตรควอนตม (Quantum
mechanics) ซงเปนวชาทใชศกษาธรรมชาตในระดบอะตอมไดอยางถกตองสมบรณ อาจจะกลาวไดวา กลศาสตรควอนตมเปนหวใจของการศกษาฟสกสยคปจจบน
![Page 44: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/44.jpg)
ชเรอดงเงอร (Erwin Schrodinger) นกฟสกสชาวออสเตรยวเคราะหวา ตามสมมตฐานของเดอบรอยลนน อเลกตรอนซงเปนอนภาคแตสามารถประพฤตตวเสมอนเปนคลนได ดงนนสมการการเคลอนทของอเลกตรอนควรจะคลายสมการคลน ชเรอดงเงอรจงสรางสมการคลนของอเลกตรอนขน โดยแทนอเลกตรอนดวย กลมคลน (wave packet) ซงเคลอนทดวย ความเรวกลม (group velocity) ทเทากบความเรวของอนภาค
![Page 45: Physics atom part 5](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052619/556781e9d8b42a60198b4cda/html5/thumbnails/45.jpg)
ฟงกชนคลนส าหรบอนภาค คอ