Muntlig-praktisk – Kvantefysikk

Muntlig-praktisk i kvantefysikk for Fysikk 2: fagsamtale, forsøk og oppfølgingsspørsmål med svar.

Forsøk du kan bli bedt om å gjøre

Se på gassutladningsrør gjennom et håndspektroskop og sammenlign linjespekteret fra hydrogen og helium med det kontinuerlige spekteret fra en glødelampe. Poenget sensor ser etter er at du kobler linjene til bestemte energioverganger.

Hvorfor gir atomer linjespektre og ikke kontinuerlige?

Svar: Fordi bundne elektrontilstander har diskrete energier. Et foton sendes ut når systemet går fra en høyere til en lavere tillatt energi, og fotonenergien er lik energiforskjellen. Derfor opptrer bestemte bølgelengder i spekteret.

Hva var det den klassiske bølgemodellen ikke kunne forklare?

Svar: Blant annet terskelfrekvensen og den umiddelbare fotoemisjonen i den fotoelektriske effekten. I fotonmodellen bestemmes energien per foton av frekvensen, mens høyere intensitet ved samme frekvens betyr flere fotoner per tid.

Hva viser dobbeltspalten med ett og ett elektron?

Svar: At et interferensmønster kan bygge seg opp statistisk selv når elektroner sendes ett om gangen. Hvert elektron registreres lokalt, mens fordelingen av mange hendelser følger et interferensmønster når hvilken-vei-informasjon ikke er tilgjengelig.

Slik løfter du karakteren

Forklar både hva den klassiske modellen ikke klarte og hva kvantemodellen faktisk forutsier. Bruk terskelfrekvensen i fotoelektrisk effekt og enkeltpartikkel-interferens som eksempler, men vær tydelig på hva som er observert og hva som er tolkning.

Spørsmål du bør forberede

Hva menes med at energi er kvantisert? Hvorfor gir hvert grunnstoff karakteristiske spektrallinjer? Hva er forskjellen på et emisjons- og et absorpsjonsspektrum? Hvordan kan den fotoelektriske effekten brukes til å bestemme Plancks konstant? Og hva betyr de Broglie-bølgelengden fysisk?