PHYS-A0140 - Aineen rakenne (TFM), Luento-opetus, 24.4.2023-2.6.2023
This course space end date is set to 02.06.2023 Search Courses: PHYS-A0140
Maanantain luennon esitehtävä
Krav för slutförande
Öppnades: onsdag, 26 april 2023, 10:00
Senaste inlämningsdatum: måndag, 8 maj 2023, 12:15
Thomas Youngin kaksoisrakokoe valolla 1800-luvun alussa todisti valon aaltoluonteen. Ymmärrämme toivottavasti tässä vaiheessa aika hyvin klassisten aaltojen käyttäytymistä ja siten myös kaksoisrakokokeen. Mutta miten meidän pitäisi ymmärtää syntyvä interferenssikuvio kun kaksoisrakokoe toistetaan elektroneilla?
Tässä lyhyt video Hitachin kokeesta vuodelta 1989 (vain yksi minuutti). Kokeessa lähetetään elektroneja yksi kerrallaan kaksoisrakoa jäljittelevän koelaitteiston läpi ja videolla näkyy kuinka yksittäisten elektronien havaitaan osuvan havaintolevylle yhteen pisteeseen kukin. Kun kaikki osumat tilastoidaan, alkaa lopulta interferenssikuvio näkyä:
Hitachin kokeessa käytettiin elektroneja, mutta koe voidaan toistaa suuremmillakin hiukkasilla. Vuonna 2019 syntyvä interferenssikuvio havaittiin oligo-tetraphenylporphyrins-molekyyleillä. Kyseessä on valtava molekyyli, jonka atomimassa on yli 20000 u! Lue kokeesta lyhyt Scientific Americanin yleistajuinen artikkeli:
Edellisviikon superpositioluento jäi hieman kesken ja jatkamme sitä tämän viikon maanantaina. Yksittäisten hiukkasten tapauksessa kuitenkin kaksoisrakokoe asettaa meille hankalia kysymyksiä: miten hiukkaset tuottavat samanlaisen interferenssikuvion kuin olemme jo nähneet valon tapauksessa, joka kuitenkin edellyttää aallon etenemistä molempien rakojen läpi samanaikaisesti? Ja nyt olemme oppineet, että tämä superpositiotila ei ole rajoittunut fotoneihin tai elektroneihin vaan pätee myös valtaviin molekyyleihin. Joko kvanttimekaniikka alkaa ravistelemaan käsitystäsi todellisuudesta? Käsittelemme hiukkasilla tehtävää kaksoisrakokoetta luennolla, mutta tuliko mieleen jo nyt kysymyksiä videoista?