9 svar
91 visningar
naytte 4020 – Moderator
Postad: 25 apr 14:28 Redigerad: 25 apr 14:35

Vad innebär det att en partikel har en våglängd?

Hej! Jag lägger denna tråd under universitetsfliken eftersom jag misstänker att det kräver en del överkurs för att förstå detta ordentligt.

Jag håller på att arbeta med atomfysik inför kursprovet i Fy2 och således med att räkna på fotoners energi och de Broglie-våglängder. Själva räkningen är inga problem, men jag fattar verkligen inte vad det är jag räknar fram.

Vi kan ta fotoner som exempel. Man räknar ofta med uttrycket E=hfE=hf, men jag fattar inte vad det är för frekvens man räknar på. Vissa typer av elektromagnetisk strålning (t.ex. radiovågor) har ju våglängder på hundratals meter. Betyder det då att en foton kan ha en "längd" på tusentals meter eller vad betyder det? Hur kan man kalla en partikel för en våg? Jag trodde att vågor var energi som fortplantar sig i ett medium, men för mig verkar det som att vi kallar fotonen i sig "en våg".

Hur ska man tolka frekvens och våglängd i uttryck som E=hfE=hf? Jag har försökt läsa om detta i min bok och på bl.a. Stackexchange men det har inte gjort mig klokare.

Pieter Kuiper Online 7449
Postad: 25 apr 14:46 Redigerad: 25 apr 14:53
naytte skrev:

Hur ska man tolka frekvens och våglängd i uttryck som E=hfE=hf?  

Det är ett uttryck för energi av fotoner.

Frekvens av en elektromagnetisk våg är hur ofta per tidsenhet fältet återkommer till samma riktning. För radiovågor kan man mäta det med till exempel oscilloskop.

Fotoner har ingen längd. Det mesta av vanlig fysik går bäst med "enkel" klassisk elektrodynamik. Foton-konceptet kan ställa till det.

Om du vill läsa något bra om detta, finns "QED" av Richard Feynman. En mycket tillgänglig kort bok.

Vilket kul område du kommit in på. Ljus kan fantastiskt nog bete sig som både partiklar och vågor. Hur man upptäckte detta var med:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment 

Läs vidare om våg-partikeldualitet:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Wave%E2%80%93particle_duality 

https://sv.m.wikipedia.org/wiki/V%C3%A5g-partikeldualitet 

naytte 4020 – Moderator
Postad: 25 apr 15:03 Redigerad: 25 apr 15:04

Frekvens av en elektromagnetisk våg är hur ofta per tidsenhet fältet återkommer till samma riktning. För radiovågor kan man mäta det med till exempel oscilloskop.

Vilket fält är det som omtalas här? 

Om du vill läsa något bra om detta, finns "QED" av Richard Feynman. En mycket tillgänglig kort bok.

Tack, den ska jag kolla in!

Ljus kan fantastiskt nog bete sig som både partiklar och vågor. Hur man upptäckte detta var med:

Yes, det är ju det som är hela grunden till kvantfysiken. Jag har även skummat artiklarna du länkade om våg-partikeldualitet tidigare. Det som irriterar mig är att man ofta pratar om att "en foton har frekvensen..." eller "en foton har våglängden...". Min förståelse innan var att man räknade på den elektromagnetiska strålningens frekvens (dvs. ljusvågor fortplantar sig i "mediet" fotoner) men sådana formuleringar tyder på att partikeln själv har en våglängd eller frekvens. Stämmer inte det?

Pieter Kuiper Online 7449
Postad: 25 apr 15:14
naytte skrev:

Frekvens av en elektromagnetisk våg är hur ofta per tidsenhet fältet återkommer till samma riktning. För radiovågor kan man mäta det med till exempel oscilloskop.

Vilket fält är det som omtalas här? 

Jag tänker då främst på det elektriska fältet, som man kan mäta med en sprötantenn kopplat till ett oscilloskop.

Men för elektromagnetiska vågor finns även magnetfältet. Som man kan mäta med en spole (ramantenn) och ett oscilloskop.

naytte 4020 – Moderator
Postad: 26 apr 13:43 Redigerad: 26 apr 13:43

Jag tänker då främst på det elektriska fältet, som man kan mäta med en sprötantenn kopplat till ett oscilloskop.

Ja okej, är det alltså förändringar i det elektriska (eller elektromagnetiska i fotonens fall?) fältet som man mäter och använder för att definiera frekvens och senare även våglängd?


Jag undrar också om du har några bra bokrekommendationer på detta område? Jag skulle verkligen vilja förstå detta, eftersom det är en fråga som har stört mig enda sedan vi började arbeta med elektromagnetisk strålning på gymnasiet. "Tung" matematik är inget stort problem, så låt inte det begränsa eventuella rekommendationer!

naytte 4020 – Moderator
Postad: 27 apr 13:55

Bump.

Pieter Kuiper Online 7449
Postad: 27 apr 13:56 Redigerad: 27 apr 14:02
naytte skrev:

Bump.

Jag rekommenderade redan QED av Feynman. Hur du hunnit läsa?

Och för klassisk elektrodynamik är den tunga referensen "Jackson". Eller Griffiths. Där kommer jag dock inte att svara om du har frågor...

Och Bo Thidé! Hans bok finns gratis online.

naytte 4020 – Moderator
Postad: 27 apr 15:02

Jag rekommenderade redan QED av Feynman. Hur du hunnit läsa?

Nej, den är på väg hem! Men den verkade vara lite mer populärvetenskaplig, och jag söker lite mer facklitteratursliknande böcker.

Och för klassisk elektrodynamik är den tunga referensen "Jackson". Eller Griffiths. Där kommer jag dock inte att svara om du har frågor...

Och Bo Thidé! Hans bok finns gratis online.

Tack så mycket!

D4NIEL 2615
Postad: 27 apr 15:42 Redigerad: 27 apr 15:44

Du skulle kunna testa första kapitlet i Sakurais klassiska "Modern Quantum Mechanics". En googling tillsammans med ordet pdf kanske kan ge ett smakprov.

Den är dock typiskt en bok för de avancerade fjärdeårskursarna under grundutbildning på F eller första årets forskarutbildning. Man introducerar visserligen Diracnotationen och repeterar lite moment från sannolikhetsläran men framställningen kräver förmodligen att du läser in en del, främst linjär algebra, elfält och funktionalanalys.

Svara Avbryt
Close