Vågbeskrivning – visualiseringar


Fysik B - NV07MTHär följer visualiseringarna som togs upp till det vi gick igenom idag, alltså bakgrunden till vågbeskrivning av partiklar i allmänhet och elektroners ”rörelseområde” kring atomkärnan i synnerhet.

Superposition av vågor

När två partiklar kolliderar får detta inverkan på deras fortsatta framfart. När två vågor / pulser kolliderar blir det en resulterande våg /puls. Efter kollisionen fortskrider vågen som tidigare. Se nedanstående länkade animeringar för en illustration.

Superposition av vågor - Länk till animering
Superposition av vågor - Länk till animering

Stående vågor

Då två vågor träffar på varandra i ett och samma medium kommer de att interferera med varandra. Den resulterande vågens läge i varje ögonblick enligt superpositionsprincipen. Den enklaste typen av stående vågor är på en sträng (en dimension). För en sträng gäller att dess längd måste vara en multipel av ett halvt antal våglängder, L=\frac{\lambda}{2}\cdot n, (n=1,2,3...), för att en stående våg ska bildas på denna. Observera att en stående våg är den resulterande vågen av två ”gående” vågor i olika riktning. Den ena skapas av någon yttre påverkan, den andra uppkommer genom reflexion av den första.

Transverse Standing Waves - Bildlänk
Transverse Standing Waves - Länk till animering

Att den stående vågen är en resulterande våg av två ”gående vågor” är tydliggjort i denna Java-applet.

Resonans på plattor (riskornen lägger sig på nodlinjerna)

I två dimensioner skapas nodlinjer istället för nodpunkter vid stående våg (den stående vågen uppkommer på samma sätt som på en sträng: en yttre påverkan, i nedanstående klipp en vibration och reflexion av denna mot kanten av plattan). I nedanstående videor placerar sig riskornen utefter de orörliga nodlinjerna. Vid förändring av frekvensen ändras även nodlinjemönstret.

Detta fenomen kan illustrera en elektrons vågfunktion. Bohrs kvantantagande (som är redogjort i detta dokument) utgår just från att partikelvågens våglängd svarar mot ett helt antal Bohrradier från kärnan. Vågfunktionen kommer att vara i tre dimensioner (våg på sträng: en dimension, våg på platta: två dimensioner och våg i rummet: tre dimensioner). En partikels vågfunktion är dock varken en mekanisk eller elektromagnetisk våg. Det är ”helt enkelt” ett sätt att beskriva en partikels egenskaper, vilka vi kommer att tala mer om under en av de kommande lektionerna.

Vågbeskrivning – visualiseringar

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s