Φυσική (Γ Λυκείου Θετικών Σπουδών) - Βιβλίο Μαθητή
7-9 ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος
ΣΥΝΟΨΗ

Το μέλαν σώμα είναι το ιδεατό εκείνο σώμα το οποίο απορροφά όλη την ακτινοβολία η οποία προσπίπτει πάνω του.
Οι υποθέσεις που έκανε ο Planck στην προσπάθειά του να ερμηνεύσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος είναι:
Η ενέργεια των ταλαντούμενων ατόμων δεν μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή. Μπορεί να πάρει μόνο διακριτές (κβαντισμένες) τιμές. Οι τιμές της ενέργειας που μπορεί να έχει το ταλαντούμενο άτομο είναι

En = nhf

όπου n ένας θετικός ακέραιος αριθμός που ονομάζεται κβαντικός αριθμός f η συχνότητα ταλάντωσης του ατόμου και h η σταθερά του Planck (h = 6,626 x10-34Js)
Το ποσό της ενέργειας, υπό μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που μπορεί να απορροφήσει ή να εκπέμψει ένα άτομο μπορεί να πάρει μόνο διακριτές τιμές.
Οι υποθέσεις αυτές αποτελούν το θεμέλιο της κβαντικής θεωρίας.
Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι το φαινόμενο κατά το οποίο μία μεταλλική επιφάνεια απελευθερώνει ηλεκτρόνια στο περιβάλλον όταν πάνω της προσπίπτει φως.
Το ελάχιστο ποσό ενέργειας που απαιτείται να προσφερθεί σ' ένα ηλεκτρόνιο ενός υλικού για να δραπετεύσει από το υλικό λέγεται έργο εξαγωγής και συμβολίζεται με το φ.
Ο Einstein ερμήνευσε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο με την παραδοχή ότι το φως μεταφέρει την ενέργειά του σε μικρά πακέτα, που ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια.
Η ενέργεια κάθε φωτονίου είναι E = hf
Η κινητική ενέργεια ενός φωτοηλεκτρονίου κατά την έξοδό του από την κάθοδο είναι

K = hf-φ (φωτοηλεκτρική εξίσωση Einstein)

όπου h η σταθερά του Planck και λ του μήκους κύματος του φωτός.
Η ορμή κάθε φωτονίου είναι p = h/λ
Φαινόμενο Compton είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η σκεδαζόμενη ακτινοβολία Χ από ένα υλικό έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από την προσπίπτουσα. Η διαφορά εξαρτάται από τη γωνία σκέδασης.

Εικόνα

Οποιοδήποτε σωμάτιο ορμής p είναι συνδεδεμένο με ένα κύμα, με μήκος κύματος λ που δίνεται από τη σχέση λ = h/p
Η αρχή της αβεβαιότητας λέει ότι δεν είναι δυνατόν να μετρήσουμε και τη θέση και την ορμή ενός σωματιδίου, ταυτόχρονα, με απεριόριστη ακρίβεια.
Για ένα σωματίδιο που κινείται πάνω στον άξονα των x   Δpx·Δx≥Εικόνα
Η αβεβαιότητα στη μέτρηση της ενέργειας μιας κατάστασης ενός συστήματος είναι αντίστροφα ανάλογη με τον χρόνο που το σύστημα παραμένει σ' αυτή την κατάσταση.

ΔΕ·Δt ≥Εικόνα
Κυματοσυνάρτηση Ψ είναι η συνάρτηση της θέσης και του χρόνου που περιγράφει ένα σωματίδιο - κύμα. Η κυματοσυνάρτηση είναι λύση της εξίσωσης Schrödinger.
Το τετράγωνο του μέτρου της κυματοσυνάρτησης |Ψ(x)|2 για συγκεκριμένο σημείο κάποια συγκεκριμένη χρονική στιγμή είναι η πιθανότητα εύρεσης του σωματιδίου ανά μονάδα όγκου (πυκνότητα πιθανότητας). Η πιθανότητα να βρίσκεται το σωματίδιο κάπου στο χώρο είναι ίση με τη μονάδα

Σ |Ψ|2dV = 1 (συνθήκη κανονικοποίησης)

Πηγάδι δυναμικού είναι μια περιοχή του χώρου όπου αν βρεθεί ένα σωμάτιο θα έχει μικρότερη δυναμική ενέργεια απ' ότι σε οποιοδήποτε άλλο σημείο του περιβάλλοντος χώρου. Εάν η διαφορά της δυναμικής ενέργειας μεταξύ σημείων εκτός του πηγαδιού και εντός του πηγαδιού είναι U0 και το σωμάτιο έχει κινητική ενέργεια μικρότερη του U0 τότε το σωμάτιο παγιδεύεται στο πηγάδι.
-Το σωμάτιο δεν μπορεί να έχει οποιαδήποτε τιμή ενέργειας ή ορμής όταν βρίσκεται μέσα στο πηγάδι.
-Το σωμάτιο δεν μπορεί να ηρεμεί μέσα στην παγίδα του.
-Το σωμάτιο είναι πιθανότερο να βρεθεί σε ορισμένα τμήματα της παγίδας απ' ότι σε άλλα.
-Το σωμάτιο είναι πιθανόν να βρεθεί και εκτός πηγαδιού.
Φαινόμενο σήραγγας είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σωμάτιο διαπερνά ένα φράγμα δυναμικού χωρίς να έχει την κλασικά απαιτούμενη ενέργεια γι' αυτό.