Podumowanie 10

Emisja energetyczna promieniowania ciała doskonale czarnego zmienia się wraz z temperaturą według prawa Stefana-Boltzmanna . Długość fali dla której przypada maksimum emisji jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury ciała.

Planck wyjaśnił widmo emisyjne ciała doskonale czarnego zakładając, że atomy nie mogą mieć dowolnej energii, ale tylko ściśle określone wartości dane wzorem . Ponadto atomy wypromieniowują energię (kwantami) tylko gdy przechodzą ze stanu stacjonarnego o danej energii do drugiego o innej, niższej energii.

Zgodnie z równaniem Einsteina dla zjawiska fotoelektrycznego energia hv fotonu, w części (W) zostaje zużyta na wyrwanie elektronu z materiału (jego przejście przez powierzchnię), a ewentualny nadmiar energii (hv − W) elektron otrzymuje w postaci energii kinetycznej.

Cząstkową naturę światła można w pełni zaobserwować w doświadczeniu związanym z rozpraszaniem fal elektromagnetycznych na swobodnych elektronach, nazywanym zjawiskiem Comptona. Zmiana długości fali fotonu rozproszonego wynosi , gdzie φ jest kątem odchylenia biegu fotonu.

Postulaty Bohra dotyczące atomu wodoru: 1) Elektron w atomie porusza się po orbicie kołowej pod wpływem przyciągania kulombowskiego pomiędzy elektronem i jądrem, 2) Elektron może poruszać się tylko po takich orbitach, dla których momemt pędu L jest równy całkowitej wielokrotności stałej Plancka podzielonej przez 2π, 3) Promieniowanie elektromagnetyczne zostaje tylko wysłane gdy elektron poruszający się po orbicie o całkowitej energii E_k zmienia swój ruch skokowo, tak że porusza się następnie po orbicie o energii E_j. Częstotliwość emitowanego promieniowania jest równa .

W modelu Bohra kwantowanie promienia orbity jest opisane warunkiem , a kwantowanie energii .

Funkcję falową ψ przedstawiającą stan cząstki interpretujemy tak, że wielkość IψI² w dowolnym punkcie przedstawia miarę prawdopodobieństwa, że cząstka znajdzie się w pobliżu tego punktu to znaczy w jakimś obszarze wokół tego punktu.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga głosi, w zastosowaniu do pomiarów pędu i położenia, że iloczyn nieokreśloności pędu cząstki i nieokreśloności jej położenia w danym kierunku jest zawsze większy od stałej Plancka np. . Druga część zasady nieoznaczoności dotyczy pomiaru energii i czasu i stwierdza, że jeżeli cząstka posiada energię E, to dokładność jej wyznaczenia ΔE zależy od czasu pomiaru Δt zgodnie z relacją .

Funkcje falowe ψ(x,y,z,t) cząstki i wartości jej energii E są rozwiązaniem równania Schrödingera, przy zadanej energii potencjalnej U.

Trójwymiarowa funkcja falowa zależy od trzech liczb kwantowych n, l, m_l spełniających warunki