Квантовые объясн. Кемптон-эффекта.

Эф. Комптона является наиболее ярким примером справедл. выполнения квант. теории света. Явление объясн. на основании з-нов сохр. энергии и импульса, выполн. при упругом столкн. со слабосвязанными эл-нами вещ-ва. Внеш. эл-ны, слабосвяз. с ядром атома под действ. жёстких R-лучей могут легко уходить за пределы атома, оставаясь в образце. Слабосвяз. эл-ны, потеряв связь с ядром атома становятся относительно (не полностью) свободны. Применяем з-н сохр. энергии.

Излучение прежней длины волны присутств. по причинам: не все фотоны R-лучей взаимод. со слабосвяз. эл-нами, а с атомами в целом, поэтому атом поглащ. значит. меньшую энергию от фотона, поэтому часть фотонов проходит.

До столкновения.

	Фотон	Электрон
Энергия	h	m0C2 (энергия покоя)
Импульс		0

После столкновения.

	Фотон	Электрон
Энергия	h	mC2 (полная энергия)
Импульс

1) З-н сохранения энергии: h+m₀C²= =h+m₀C² h=h+(m-m₀)C²=h+T_e

2) З-н сохр. импульса: .

Перейдём к скалярной записи (см. рис). Из треугольника, содержащ. след.: После ряда упрощ. получают выражение вида:.

.

Явление Комптона с примен. з-нов сохр. энергии и импульса полн. объясняется по квант. представлениям. Комптон-эффект набл. также для -излучения.

8.

У водорода в спектре 4 линии:

Спектры отражают внутреннюю структуру атома этого элемента. В спектре любого элемента присутствуют т.н. спектральные серии. Спектральной серией наз. совокупность линий, расположенных определённым образом, длины волн которых подчиняются одной определённой закономерности. Обобщённая формула Бальмера (1)... - обобщённая формула Бальмера, где n=3,4,5...; R - постоянная Ридберга, R=1,1·10⁷м^-1. Значение n соответствует определённой линии данной серии Бальмера. (2)...

Удалось обнаружить спектры в ультрафиолетовой и инфракрасной области. УФ - Лайман , n=2,3.. ИК - Пашен, n=4,5,6...

Брэкет (n_i=4)Пфунд (n_i=5) Хэмтрс (n_i=6) (3)... n_i - соответствует определённой спектральной серии; Спектральные серии Излучение спектров газами добиваются с помощью либо эл. поля, либо нагреванием. Физики установили, что атомарные газы любых элементов посылают дискретное излучение. В спектре наблюдаются только определённые длины волн.

9.

Опытами Резерфорда было показано, что в центне атома располагается заряженное массивное ядро. Размер атома ~2r₁~10^10м. Размеры ядер~10^15м (1 Ферми). В физике долго существовала протонно-электронная модель, которая предполагала что ядро состоит из протонов и электронов. Эту модель отбросили и в 1932 г. была принята протонно-нейтронная модель. Согласно ей, ядро состоит из двух видов ядерных частиц: протонов и нейтронов. Протон - это частица с зарядом электрона, но со знаком “+”. m_p=1,6726·10^ кг. Нейтрон электрически нейтрален. m_n=1,6749·10^ кг. Вместе протоны и нейтроны называют нуклонами. Протоны и нейтроны обладают спинами.

и для протона и для нейтрона.

Протоны и нейтроны являются фермионами. имеют место магнитные спиновые моменты.

- ядерный магнетон.

Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома. Атом представл. собой тело, внутри которого наход. ядро R=10^1510^м с зарядом +Z_e. Вокруг него вращаются эл-ны, образуя электронную оболочку атома. Суммарный заряд эл-нов Z_e. На основании нейтральности атома он сделал вывод что всего Z эл-нов. Согласно Резерфорду, радиусы орбит эл-нов могут быть произвольными. Ограничения на радиусы нет. Движение эл-на ускоренное  эл-н испускает энергию. С позиций классической электродинамики электрон вращается по спирали и падает на ядро, т.к. радиус уменьшается.

Атом испускает близкие энергии h - равномерный спектр. Атом по Ридбергу представляет электродинамически неустойчивую структуру (за короткое время электрон должен упасть на ядро).

10.