28 Эффект комптона

Американский физик А.Комптон, исследуя рассеяние монохроматического рентгеновского изл. вещ-вами, обнаружил, что в составе рассеянного изл. наряду с изл-ем первоначальной длины волны наблюдается также изл-е более длинных волн. Опыты показали, что разность  = ‘-  не зависит от длины волны падающего изл-я и природы рассеивающего вещ-ва, а определяется только величиной угла рассеивания  :

 = ‘-  = 2_c sin² ( / 2)

где ‘ - длина волны рассеянного изл-я.

_c - КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ

(при рассеянии фотона на элеткроне _c = 2,426пм)

ЭФФЕКТОМ КОМПТОНА (ЭК) наз. упругое рассеяние коротковолнового электромагн. изл-я (рентг. и  - лучи) на свободных (или слабосвязанных) электронах вещ-ва, сопровождаются увеличением длины волны.

Расхождение с волновой теорией, квантовую - подтвердила.

ЭК - результат упругого столкновения рентгеновских фотонов со свобдными электронами вещ-ва (почти свободными). В рез-те столкновения фотон передает часть своих энергии (p_ ) и импульса (_) в соответсвии с законами их сохранения. После столкн. фотон изменяет p_ и _ и изм. свое направление. Уменьнешие энергии _ => увелич. длины волны рассеянного изл.:

(экспериментальная формула Комптона)

В составе полученного изл. есть несмещенная линия(т.е. волна с первоначальной длиной волны), она получается при столкновении фотона с внутренними электронами (более сильно связанными) и к ним фотон обменивается энергией с атомом в целом, и его энергия не изменяется, т.е. получаем ту - же длину волны.

ОТСЮДА: эффект Комптона не набл. в видимой обл. спектра, т.к. энергия фотона видимого света сравнима с энергией связи электрона с атомом, тогда, даже внешний электрон нельзя считать свободным.

29 Закономерности в оптических спектрах атомов.

Исследования спектров разряженных газов показало, что эти спектры состоят из отдельных линий (ЛИНЕЙЧАТЫЕ СПЕКТРЫ), которые могут бать объеденены в отдельные группы.

Оптические св-ва веществ в первую очередь определяются ВАЛЕНТНЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ (наименее связанные) иногда называемые ОПТИЧЕСКИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ.

Бальмер, изучая спектр водорода (видимую обл. спектра) наблюдал 4 линии длин волн, он бъединил их в формулу:

где b - const

m - номер линии

преобразовав в волновые числа:

где m = {3,4,5....}

или через циклическую частоту:

где R’ - пост. Ридберга (~ 10⁷ м^-1 в формулах с , или R=~2*10¹⁵ c^-1 в формулах с  )

Сегодня набл. 31 линия.

Кроме видимой обл. спектра наблюдаются линии в др. областях:

В инфракрасной обл. обнаружены:

Все формулы обобщены:

n - номер серии

Каждая серия имеет границу максимальной частоты серий

длинноволновая граница серий:

Ритц, исследуя закономерн. в спектре Н₂ установил, что частотн. соотв. отдельным линиям в сериях водорода определимы, как комбинаци некоторых чисел, наз. ТЕРМО:

 = E / h - КОМБИНАЦИОННЫЙ ПРИНЦИП Рицца