FISIKA KUANTIKOA 1 HELBURUAK 1 Erradiazio elektromagnetikoaren eta

FISIKA KUANTIKOA 1

HELBURUAK 1. Erradiazio elektromagnetikoaren eta materiaren izaera duala ezagutu. 2. Erradiazioaren izaera gorpuzkularra konfirmatu zuten esperimentuak ezagutu. 3. Atomo hidrogenoidetarako Bohr-en eredua ezagutu. 4. Mekanika kuantikoaren oinarrizko ekuazioa eta uhinfuntzioaren esangura ezagutu. 5. Heisenberg-en ziurgabetasunaren printzipioa ezagutu. FISIKA KUANTIKOA 2

AURKIBIDEA 1. Hitzaurrea. 2. Erradiazio elektromagnetikoaren ezaugarri ondulatorioak. 3. Efektu fotoelektrikoa. 4. Compton efektua. 5. De Broglie-ren postulatua. 6. Bohr-en eredua hidrogeno atomorako. 7. Uhin geldikorrak eta energiaren kuantizazioa. 8. Uhin-funtzioaren Born-en interpretazioa. 9. Heisenberg-en ziurgabetasunaren printzipioa. FISIKA KUANTIKOA 3

Hitzaurrea XX. mendearen hasieran, esperimentu batzuek frogatu zuten zein erradiazio elektromagnetikoaren zein elektroien eta protoien portaera noizbehinka uhinena eta noizbehinka partikulena dela. Materiaren eta erradiazioaren izaera duala (uhin-partikula). Erradiazio elektromagnetikoa ren ezaugarri ondulatorioak Maxwell-en ekuazioak: argia eremu elektromagnetikoa bat da eta espazio hutsean c abiaduraz hedatzen da. Aktibitateak: 3. ariketa FISIKA KUANTIKOA 4

Efektu fotoelektrikoa “Elektrikoki kargatutako metal bat argi (UV) ultramoreez argiztatzean errazago deskargatzen da” Efektu honen propietate batzuk ez dira argiaren teoria ondulatorioarekin bateragarriak. Einstein-en azalpena Argia energia-pakete txiki (fotoi)-ez igorri edo xurgatzen da soilik. Ezin da sekula fotoiaren frakzio bat xurgatu edo igorri. Efektua gertatzen da fotoien energia (E=hn) elektroi bat metaletik erauzi erauzteko nahikoa bada. Aktibitateak: 6. ariketa FISIKA KUANTIKOA 5

Compton efektua Honek erradiazioaren izaera gorpuzkularra konfirmatzen du. Esperimentua: Compton-ek behatu zuenez, grafitozko pieza batean X izpi-sorta bat erasoaraztean, erradiazio dispertsatuaren espektroak ondokoa betetzen du: X izpiak fotoi-multzo bat dira, eta piezaren elektroiekin elastikoki talka egiten dute, momentua eta energia zinetikoa elkarraldatuz. Aktibitateak: 8. , 9. , 10. ariketak eta simulazioa FISIKA KUANTIKOA 6

De Broglie-ren postulatua Erradiazio elektromagnetikoaren propietate ondulatorioak bere propietate gorpuzkularrekin era honen arabera daude erlazionatuta: XX. mendearen hasieran, Louis De Brogliek postulatu zuen izaera duala materiarako ere baliagarria badela. E energiadun eta p momentu linealdun partikula bati ondoko uhina dagokio: Elektroien difrakzioa postulatu honen froga esperimental bat da. FISIKA KUANTIKOA 7

Boh-en eredua hidrogeno atomorako Atomo hidrogenoide batean elektroiak nukleoaren inguruan orbitatzen du, ibilbide egonkorretan, energiarik erradiatu barik. • Ibilbide posibleetan elektroiaren momentu angeluarra Planck-en konstantearen multiplo oso bat da. • Kitzikatutako atomo batek energia igortzean, fotoi bat igortzen du, eta honen energia hasierako eta amaierako egoeren energien arteko diferentziaren berdina da: hemen n>n’. FISIKA KUANTIKOA 8

Uhin geldikorrak eta energiaren kuantizazioa Uhin geldikorren esistentziaren posibilitateak Bohr-en bigarren postulatua ulertarazten du. Energiaren kuantizazioaren ideiatik abiatuz, Schrödinger-ek Mekanika Kuantikoa garatu zuen. Elektroia ondoko ekuazioa betez hedatzen ari den uhin-funtzio konplexu (behatuezin) baten bitartez deskribatzen da: hemen uhin-funtzioa da. Ekuazio honen ebazpena arazo matematiko konplexua da. FISIKA KUANTIKOA 9

Uhin-funtzioaren Born-en interpretazioa Partikula bat posizio batean aurkitzeko dagoen probabilitatea uhin-funtzioaren moduluaren karratuaren proportzionala da. Heisenberg-en ziurgabetasunaren printzipioa Partikula bat espazioko Dx zabaleradun eskualde batean lokalizatuta badago, partikulari dagokion uhin-funtzioa uhinen gainezarmena bat da, beren momentu linealak p-Dp eta p+Dp momentu linealen tartean, ondokoa betez: Aktibitateak: 12. ariketa FISIKA KUANTIKOA 10