Вопрос 27. Опыты по дифракции электронов и др частиц. Электронография Нейтронография. Эл микроскоп.

К Дэвиссон и Л Джермер впервые наблюдали дифракцию эл-нов на монокристалле никеля, Дж Дж Томсон и незав от него П С Тартаковский – на мет фольге. Сравнивая дифракционную картину, полученную от взаимодейтсвия эл-нов с поликристаллической фольгой, можно заметить сходство с дифракцией э-нов и x-ray лучей. Способностью дифрагировать обладают и др частицы, как заряженные (протоны, ионы и др), так и нейтр (нейтроны, атомы, мол-лы). Аналогично рентгеноструктурному анализу можно применять дифракцию частиц для определения упорядоченного или разупорядоченного расположения атомов и молекл в-ва и для оценки параметров крист решеток. В наст время примен методы электронографии (дифракция э--нов) и нейтронов (дифракция нейтронов).

Опыты по дифракции пусков эл-нов оч малой интенсивности, те как бы отдельных частиц, показали, что при этом электрон не «размазывается» по разным направлениям, а ведет себя как целая частица. Однако вероятность в рез-те отклонения эл-на по отд направлениям в рез-те взаимодействия с объектом дифракции различная. Наиб вероятно попадание эл-нов в те места, кот по расчету соотв мах дифракции, менее вероятно их попадание в места мин. Те вол св-ва присущи не только коллективу эл-нов, но и каждому эл-ну в отдельности.

Эл микроскопия. Предел разрешения оптич микроскопа в осн опред предельным значением длины волны света, воспринимаемого глазом чела. Подставив в формулу пред разр значение длины волны де Бройля, найдем предел разрешения эл микроскопа, в кот изображение предмета форм эл пучками: Z=0,5h/[(√2emU)nsin(u/2)]. Предел разрешения эл микроскопа зав от усрок напряжения и можно добиться, чтобы он был значительно меньше, а разрешающая с-ть – значительно больше, чем у оптического. Практически даже с помощью самого хорошего эл микроскопа можно достичь предела разрешения порядка 10^-10 м. Применение ускоряющего напряжения больше 100кВ, хотя и повышает разрешающую сп-ть, но связано с некот сложностями, в частности происходит разрушение исслед объекта эл-ми, им большую с-ть. К достоинствам эл микроскопа сл отнести бол раз сп-ть, возможность рассм крупные молекулы, возможность изм ускор напряж, и след, предел разрешения и сравнительно удобное управление потоком эл-нов с помощью маг и эл полей.

Вопрос 28. Тепловое излучение тел. Хар-ки теплового излучения. Черное тело. Серое тело. Закон Кирхгофа.

Из всего многообразия эл-м излучений видимых или невид чел гл можно выд одно, кот присущ всем телам – это тепловое излучение. Тепл из – эл-маг изл, испускаемое в-вом и возник за счет его внутр энергии. Тепл изл обусл возбуждением частиц в-ва при соудар в проц тепл движения или ускор движ частиц (колеб ионов крист решетки, тепловое движ св э-нов и др). Оно возн при любых темп выше 0К, и поэтому присуще всем телам.

Хар-ки тепл излуч:

1. Поток излучения (Ф) – энергия, кот излучает все тело за ед времени (Дж/с=Вт)

2. Энерг светимость (R_e) – это энергия тепл излуч, испуск с ед пов-ти нагретого тела за ед времени. R_e=Ф/S(Вт/м²)

И поток излуч, и энерг свет зат от природы в-ва и тем-ры: Ф=Ф(Т), R_e=R_e(Т). Энерг свет R_e охв весь диапазон длин испускания волн (теор от 0 до ∞). Однако, часто треб опред, какой вклад в эн тела, вносят длины опр диапазона (например: отλ₁ до λ₂). Для ответа исп спец ф-цию. Обозначим эн тепл излуч, испускаемой при данной Т ед пов-тью за 1с в узком интервале длин волн от λ до λ+dλ через dR_e. Спектром пл-ти эн светимости (r или испускательной светимостью) назыв отн энерг светимости в узком участке света к ширине этого участка: r_λ=dR_eλ/dλ. Поясним физ смысл этой вел-ны: пусть dλ=1м, тогда r_λ=dR_eλ. Поэтому спектр пл-ть показ вел-ну энергии, излуч за ед времени с ед пов-ти в интервале длин волн шириной 1м (от λ до λ+1м)[Вт/м³].

Но тела не только узлуч, но и погл тепл излучение:

1. Абсолютно черное тело – это такое тело, коэф погл, кот равен 1 для всех длин волн (α=1). Оно поглащ все попадающие на него излуч, хотя тел, кот явл абс черными в природе нет, но нетрудно постр дост хор модель аб черного тела – мал отверстие в замкнутой, непрозрачной п-ти со стенками, покр сажей.

2. Серое тело – такое тело, для кот коэф погл меньше 1 и не зав от длины волны (α=const, <1). Некот реал тела облад этим св-вом в опред интервале длин волн.

Закон Кирхгофа: «Колич связь между излуч и поглащ устан Кирг в 1859.Закон Кирг: при одинаковой тем-ре отн спектральной плотности энерг светимости к монохром спектру поглощения одинаково для всех и равно спектральной плотности энерг светимости абсолют черного тела.» (r_λ/dλ)₁=(r_λ/dλ)₂=…=(Е_λ/1), r_λ/dλ= Е_λ или r_λ=dλЕ_λ

Спектр пл-ть энерг свет-ти абс черного тела обозн Е. Её зав-ть от длины волны опред спектр излуч черного тела, кот игр осн роль – с ним связ спектры др тел.