Kvantin olemus ja massan aaltoluonne

Samankaltaiset tiedostot
Fysiikka 8. Aine ja säteily

Luonnonfilosofian seura. Mitä havainnot ja mallit viestittävät todellisuudesta?

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Miten Machin ajatukset ovat toteutuneet tieteen kehittyessä?

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

S Fysiikka III (EST) Tentti ja välikoeuusinta

Kvanttisointi Aiheet:

Todennäköisyys ja epämääräisyysperiaate

53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ

Aineaaltodynamiikka. Aikariippuva Schrödingerin yhtälö. Stationääriset tilat. Ei-stationääriset tilat

Tfy Fysiikka IIB Mallivastaukset

Muuttuuko ajan kulkunopeus vai kellon värähtelytaajuus? Avril Styrman Luonnonfilosofian seuran te ta Suhteellisuusteoria

ja KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

Voima ja potentiaalienergia II Energian kvantittuminen

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

Shrödingerin yhtälön johto

INSINÖÖRIN NÄKÖKULMA FYSIIKAN TEHTÄVÄÄN. Heikki Sipilä LF-Seura

Ajan filosofia aika fysiikassa

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 2 Kevät 2017

Osittaisdifferentiaaliyhtälöt


Tähtitieteessä SI-yksiköissä ilmaistut luvut ovat usein hyvin isoja ja epähavainnollisia. Esimerkiksi

Ekvipartitioperiaatteen mukaisesti jokaiseen efektiiviseen vapausasteeseen liittyy (1 / 2)kT energiaa molekyyliä kohden.

Liikemäärä ja törmäykset

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Aikariippuva Schrödingerin yhtälö

Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

Z 1 = Np i. 2. Sähkömagneettisen kentän värähdysliikkeen energia on samaa muotoa kuin molekyylin värähdysliikkeen energia, p 2

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Aineaaltodynamiikkaa

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

S Fysiikka III (EST) (6 op) 1. välikoe

1. Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta

S , Fysiikka III (S) I välikoe Malliratkaisut

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

3. MATERIALISTISTEN HIUKKASTEN AALTOLUONNE

Lataa Maailmanviiva - Jukka Maalampi. Lataa

Wien R-J /home/heikki/cele2008_2010/musta_kappale_approksimaatio Wed Mar 13 15:33:

780392A/782631S Fysikaalinen kemia II, 5 op / 4 op

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

1 WKB-approksimaatio. Yleisiä ohjeita. S Harjoitus

Aika empiirisenä käsitteenä. FT Matias Slavov Filosofian yliopistonopettaja Jyväskylän yliopisto

Luento Entrooppiset voimat Vapaan energian muunoksen hyötysuhde Kahden tilan systeemit

Pimeä energia. Hannu Kurki- Suonio Kosmologian kesäkoulu 2015 Solvalla

Lyhyt katsaus gravitaatioaaltoihin

Aatofunktiot ja epätarkkuus

Pakotettu vaimennettu harmoninen värähtelijä Resonanssi

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Vapaan hiukkasen Schrödingerin yhtälö (yksiulotteinen)

(1) (2) Normalisointiehdoksi saadaan nytkin yhtälö (2). Ratkaisemalla (2)+(3) saamme

PARADIGMOJEN VERTAILUPERUSTEET. Avril Styrman Luonnonfilosofian seura

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

ψ(x) = A cos(kx) + B sin(kx). (2) k = nπ a. (3) E = n 2 π2 2 2ma 2 n2 E 0. (4)

Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1

Valon sironta - ilmiöt ja mallinnus. Jouni Mäkitalo Fysiikan seminaari 2014

Luento 15: Mekaaniset aallot. Mekaaniset aallot Eteneminen Aallon nopeus väliaineessa Energia Aallon heijastuminen Seisovat aallot

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Infrapunaspektroskopia

Mallit luonnonilmiöiden ja havaintojen kuvaajina

Oletetaan kaasu ideaalikaasuksi ja sovelletaan Daltonin lakia. Kumpikin seoksen kaasu toteuttaa erikseen ideaalikaasun tilanyhtälön:

Luento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho

Ch7 Kvanttimekaniikan alkeita. Tässä luvussa esitellään NMR:n kannalta keskeiset kvanttimekaniikan tulokset.

J 2 = J 2 x + J 2 y + J 2 z.

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

Luento 10. Potentiaali jatkuu, voiman konservatiivisuus, dynamiikan ja energiaperiaatteen käyttö, reaalinen jousi

Kuva 1: Etäisestä myrskystä tulee 100 metrisiä sekä 20 metrisiä aaltoja kohti rantaa.

Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely

LUT, Sähkötekniikan osasto. 1. Ilmassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voimakkuus z. d) vaihekerroin

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

1.1 Vektorit. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. 1.1 Vektorit. 1.1 Vektorit. Reaalinen n-ulotteinen avaruus on joukko. x 1. R n.

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto

1. (a) (2p.) Systeemin infinitesimaalista siirtoa matkan ɛ verran esittää operaattori

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

Elektroni on keskeinen toimija sähkömagnetiikassa ja fysiikassa yleisestikin.

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

763105P JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 1 Ratkaisut 5 Kevät 2016

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

Braggin ehdon mukaan hilatasojen etäisyys (111)-tasoille on

YLEINEN AALTOLIIKEOPPI

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä

Tekijä Pitkä matematiikka

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 1 Kevät y' P. α φ

Fysiikan maailmankuva 2015 Luento 8. Aika ja ajan nuoli lisää pohdiskelua Termodynamiikka Miten aika ja termodynamiikka liittyvät toisiinsa?

9 VALOAALTOJEN SUPERPOSITIO

KVANTTITELEPORTAATIO. Janne Tapiovaara. Rauman Lyseon lukio

Kirkko ja tieteellinen maailmankuva. Arkkipiispa Tapio Luoma

Transkriptio:

Millaisen kuvan todellisuudesta kvanttiekaniikan tulkinnat antavat? Luonnonfilosofian seura, Tieteiden talo 18.5.17 1 Kvantin oleus ja assan aaltoluonne Tuoo Suntola Havaitsijakeskeisestä systeeikeskeiseen todellisuuteen - Havaitsijan asea systeeissä Massan aaltoluonne - Planckin ytälön viesti - Massa koleksisuureena (aaltolukuna) Massaobjekti resonaattorina - Liikeäärä assa-aaltona - Interferenssi kaksoisrakokokeessa Mitä ostulaatteja tarvitaan itä ostulaatteja ei tarvita? - Holistisessa teoriassa saat ostulaatit ätevät kaikilla osa-alueilla!

Millaisen kuvan todellisuudesta kvanttiekaniikan tulkinnat antavat? Luonnonfilosofian seura, Tieteiden talo 18.5.17 Havaitsijakeskeisestä systeeikeskeiseen todellisuuteen Havaitsijakeskeinen allinnus joti antiikissa laneettojen liikkeen kuvaaiseen eisykleinä. Suteellisuusteoria kuvaa liikkeen vaikutuksen kelloiin ja etäisyyksiin aikadilaation ja ituuskontraktion avulla. Kuvaus yksinkertaistui, kun Koernikus tunnisti avaitsijan aikan ja liikkeen energiasysteeinä kuvatussa aurinkokunnassa. Kuvaus yksinkertaistuu, kun tunnistae avaitsijan aikan ja liikkeen energiasysteeinä kuvatussa avaruudessa: Mars Mercury Sun Moon Eart Juiter Venus Saturn E c E g M " GM " R Massaobjektin leoenergia on avaruuden D-laajeneisen liikeenergia = avaruuden uun assan synnyttää gravitaatioenergia. Pallosyetriasta jotuen kokonaisuuden vaikutus näkyy. ulottuvuudessa.

Millaisen kuvan todellisuudesta kvanttiekaniikan tulkinnat antavat? Luonnonfilosofian seura, Tieteiden talo 18.5.17 3 Havaitsijakeskeisestä systeeikeskeiseen todellisuuteen Havaitsijakeskeinen allinnus joti antiikissa laneettojen liikkeen kuvaaiseen eisykleinä. Suteellisuusteoria kuvaa liikkeen vaikutuksen kelloiin ja etäisyyksiin aikadilaation ja ituuskontraktion avulla. Havaintojen allinnuksesta iliöiden allinnukseen! Kuvaus yksinkertaistui, kun Koernikus tunnisti avaitsijan aikan ja liikkeen energiasysteeinä kuvatussa aurinkokunnassa. Kuvaus yksinkertaistuu, kun tunnistae avaitsijan aikan ja liikkeen energiasysteeinä kuvatussa avaruudessa: Mars Mercury Sun Moon Eart Juiter Venus Saturn E c E g M " GM " R Massaobjektin leoenergia on avaruuden D-laajeneisen liikeenergia = avaruuden uun assan synnyttää gravitaatioenergia. Pallosyetriasta jotuen kokonaisuuden vaikutus näkyy. ulottuvuudessa.

Kvantin oleus ja assan aaltoluonne Tuoo Suntola Diolin yteen säteilyjaksoon eittoia energia: z 3 E N π e μc f J 3 E f 3 Ez 1.5 1.19π e μ c f E c f c c ћk c kg Massan leoenergia aallonituusekvivalentin (Coton-aallonituuden) avulla ilaistuna: E c c ћk c

Pelkistetty Planckin vakio ja energian ytenäinen ilasu Säteilyn yksikköjakso E c c c Aineen leoenergia Erest i c i c i c E g Aineen kokonaisenergia Etot c i c c c c Coulobin energia Kiidytys Coulobin kentässä siirtää assan c q q E c N N c c r r 1 c 1 c E g

Liikkeen vaikutus leoliikeäärään Karakteristiset taajuudet: f F n, l,, E l s c 1 F n, l,, l s Liikkeessä oleva atoikello käy itaain! lativistinen assan kasvu ei ole seuraus noeudesta vaan lisäassa, joka on tarvittu liikkeen aikaansaaiseen. c 1 c v v c v c Aineen kokonaisenergia Etot c i c c c c Coulobin energia Kiidytys Coulobin kentässä siirtää assan c q q E c N N c c r r 1 c 1 c

Coton-aallonituudesta de Broglie-aallonituuteen i Coton resonaattori c ½ c Havaittavan jäljen varjostielle synnyttää objektin luovuttaa kineettinen energia! Nettoaalto/liikeäärä avaitaan leokeyksessä c v c 1 c 1 v v 1 1 v c v c v c Doleriliö: Havainnot leokeyksessä Etuaallon liikeäärä kasvaa Taka-aallon liikeäärä ienenee ½ 1 ½ β 1 β 1 β 1 β c rˆ db c rˆ β 7

Elektronin erustilat vetyatoissa sonanssieto: Elektronikeän, πr, ituus on aallonituuden onikerta k φ πr n n c c πr n r n ћ Etot r Ekin ECoulob c ћkc ћ c ћkc Zα c r r Zα EZn, c 1 1 n Z n α c 6 8 1 1 1 Kvanttitila ei ole sesifinen energiatila, vaan assa-aallon resonanssiedon täyttävän energiatilan inii. E Z,n [ev] n= n=1 13.6 [ev] n=3 16 6 8 1 1 1 16 r/r

Millaisen kuvan todellisuudesta kvanttiekaniikan tulkinnat antavat? Luonnonfilosofian seura, Tieteiden talo 18.5.17 9 Vaitoedot fysikaalisen todellisuuden kuvaaisessa Jos suteellisuuseriaate ja ekvivalenssieriaate ostuloidaan, ja valon noeus ja assaobjektien leoassa oletetaan vakioiksi, koordinaatistosuureista, ajasta ja etäisyydestä tulee funktioita gravitaatiotilasta ja objektin noeudesta avaitsijaan näden. Leotilan käsite äärtyy. Massa on energian ileneisuoto. Aaltofunktio on ostuloitu koleksisuure, jonka itseisarvon neliö kuvaa iukkasen esiintyisen todennäköisyystieyttä. Jos nollaenergiaeriaate ja allosyetrisesti suljettu avaruus ostuloidaan, ja aikaa ja etäisyyttä käsitellään koordinaatistosuureina, avaruuden laajeneinen synnyttää ortogonaalikoonentin jokaiseen liikkeeseen avaruudessa. Valon noeus ääräytyy avaruuden laajeneisesta ja aikallisesta gravitaatiotilasta. Leoassa on funktio objektin liiketilasta. Massa on aaltolukuna ilaistava energian ilentäisen substanssi (koleksisuure), assaobjekti kuvataan assa-aaltojen resonanssirakenteina.

Te tree of te natural sciences de Broglie Max Planck Albert Einstein Isaac Newton Galileo Galilei Claudius Ptoley Eudoxus Matter wave, wave function, inderterinis Planck equation, a quantu of action Te teory of relativity, FLRW cosology Te laws of otion, te balance of forces deterinistic, linear reality Scrödinger Te laws of nature are te sae in all systes in rectilinear otion. Ptoley astronoy Motions of lanets can be described by adding eicycles to circular orbits. - Te caracteristic frequency of atoic oscillators is deterined by te energy state te state of otion and gravitation. - lativity aears as a consequence of te conservation of total energy in sace - Quantu states are energy inia of te energy states of resonant ass wave structures Planck s equation can E c f c c Ricard be derived fro diole >> te energy of a EM-wave as te Feynan eission: 3 E A π e μc f for of te rest energy of ass E f Jaes Maxwell E Feynan s great ystery rest tot gtot Sace as te 3D surface Te energy of otion is obtained of a D sere? fro te energy of gravitation Electroagnetis can be described as interlay of otential energy and te energy of otion. Te total aount of energy in te world is conserved bot locally and globally - tere is always as uc energy in a cause as in its effect. Local is a irror of te universe (onadology).... sere is te ost erfect for, needing no joint and being a colete wole,... best suited to enclose and retain all tings and arts of te universe like te sun, oon and stars E Gottfried Leibniz Everyting in sace is united. Tales Aristotle Te ost exact of te sciences are tose wic deal ost wit first rinciles. Canges are driven by enteleceia, te actualization of otentiality. Nicolaus Coernicus

Newton-SR&GR-QM-FLRW aika [s] etäisyys [] assa [kg] varaus [As] t r e F=a F g = GM/R i ekvivalenssieriaate g suteellisuuseriaate Dynaainen Universui aika [s] etäisyys [] assa [kg] varaus [As] E t r = ħ k e Nolla-energia tasaaino, allosyetrisesti suljettu avaruus GM " c Eg R Taivaanekaniikka E rest(total) Kosologia E g(global) E kin Suteellisuuseriaate (aikallinen) Postulaatit: - Aika-avaruus - Valon noeuden vakioisuus - Suteellisuuseriaate - Ekvivalenssieriaate - Kosologinen eriaate Säköagnetisi Kvanttiekaniikka Postulaatit: - aaltofunktio - Planckin ytälö - Scrödingerin ytälö - Klein-Gordon ytälö - Hilbertin avaruuden syetriat gravitaatio etriikan oinaisuus FLRW -kosologia Postulaatit: - GR etriikka - Vastaavuuseriaate (SR) - Planckin ytälö - Hubble flow - Pieä aine, ieä energia - Inflaatioyoteesi - Gravitaatioaallot Energian säilyinen kaikissa vuorovaikutuksissa avaruudessa E rest(local) E kinetic E el.agn. E radiation Taivaanekaniikka E g(local) Säköagnetisi assa-aalto Massaobjektien kuvaus: Massa-aaltojen resonanssin toteuttavat rakenteet