Эффект Комптона.

Комптон при изуч. рассеяния ренг. лучей на вещ-вах с лёгкими атомами обнаружил что за рассеивающим в-вом наряду с излучением прежней длины волны обнаруж. R-излучение с длиной волны  (всегда).

 - угол рассеяния. не зависит от природы вещ-ва, от длины  R-лучей, опред. только углом . _csin²(); _c=2,43пм.

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. Внеш. эл-ны, слабосвяз. с ядром атома под действ. жёстких R-лучей (рентгеновских 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: .

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

Задание 7.

Давление света (объяснение с точки зрения электромагнитной и квантовой теорий).

Давление света.

Любое э/м излучение, падая на вещ-во любой природы (тв. тела, жидк., газы), оказывает на него давление: P=F/S. Величина давления на любую пов-ть незначительна (например на тв. тела P=5 мкПа). Ф-ла для давления света строго выводится из ур-ния Максвелла: P=w(1+), где w - объёмн. плотн. энергии, - коэф. отражения (=W_отр/W_пад). 10; для =1 - идеальное отражение, =0 - полное поглощение

Давл. света согл. квантовым предст.

Рассмотрим давление света на твёрдое тело. Согл. квантовым представлениям свет подобен квантам, несущим с собой импульс. Давление представляет собой импульс, получаемый стенкой. Рассм. 2 случая:

Случай 1. 

Фотон, попадая на пов-ть, отражается обратно.

Случай 2. Фотон попадает на зачерненную стенку ().  P_= P_=h/c. Стенка при этом получит импульс поглощённого фотона.

Задание 8.

Закономерности в атомных спектрах. Опыты Резерфорда. Ядерная (планетарная) модель атома и противоречия с законами классической физики.

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.

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.

Резерфорд изучал рассеивание положительных заряженых -частиц на фольге из золота. -частицы получали из радиоакт. препарата. q_=2e, m_=7300m_e

Схема опыта Резерфорда.

При малых углах - max кол-во вспышек; при =180° 1 из 2·10⁵ давало вспышку.

-частица встречает массивный полож. заряд. С отрицательными частицами взаимодействие очень слабое. 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).

Задание 9.

Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Теория атома водорода по Бору. Недостатки теории Бора.