Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы
Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы деп толқынның таралу бағытына
перпендикуляр
ауданы S беттен
t
уақыт ішінде өтетін электромагниттік
W энергияның беттің ауданы мен
энергияның өту уақыты көбейтіндісіне
қатынасын айтады:
немесе
Басқаша айтсақ, толқын шығару ағынының тығыздығы беттің бірлік ауданынан бір периодта өтетін электромагниттік толқын шығарудың орташа қуаты немесе оны толқынның интенсивтілігі деп те атайды. Толқын ағыны тығыздығының SI жүйесіндегі өлшем бірлігі: Вт/м2.
Жазық электромагниттік толқын тарайтын кеңістіктен беттік ауданы S аймақты бөліп алайык. Ол 3.11-суретте көрсетілгендей толқынның жылдамдығына перпендикуляр орналасқан. Δt уақыт ішінде осы беттен ΔV = ScΔt шағын көлем ішіндегі энергия өтіп үлгереді. Осы көлемдегі электромагниттік өрістің энергиясы мынаған тең:
.
Осыдан,
.
табамыз. Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергия тығыздығы мен толқынның таралу жылдамдығының көбейтіндісіне тең.
Комптон
эффектісі
– рентген сәулесі заттан шашыраған
кезде олардың толқындар ұзындығының
өзгеруі. Комптон тәжірибесі: рентген
сәулесі затқы түсіп шашырайды, шашыраған
толқындар ұзындығын D спектометр арқылы
анықтайды. Бұл тәжірибеден толқын
ұзындығын
түскен сәулесімен қатар толқын ұзындығы
λ’
болатын басқа сәуленің бар екені
байқалған. Толқын ұзындықтарының
айырмасы
.
*10-10
м
– комптон толқын ұзындығы, λ'- шашыраған
сәуленің толқын ұзындығы,
шашырау
бұрышы.
Де
Бройль болжамы
– кез келген бөлшекті толқын ретінде
қарастыруға болады. Толқын ұзындығы
бөлшектің импульсіне байланысты және
де Де Бройль толқын ұзындығы деп аталады.
Де Бройль формуласы:
Де
Бройль толқындарының қасиеттері.
Массасы м бөлшектің в жылдамдықпен
еркін қозғалуын қарастырамыз. Ол үшін
де Бройль толқындарының фазалық және
топтық жылдамдықтарын есептеп шығарамыз.
Фазалық жылдамдық
E=
және
,
мұндағы k=
– толқын саны. Өйткені c >
,
онда де Бройль толқындарының фазалық
жылдамдығы
.
Ал топтық жылдамдық u=
=
=
.
Еркін
бөлшетер үшін E=
және
Осылайша де Бройль толқындарының топтық
жылдамдығы бөлшектердің жылдамдықтарын
тең.
Фотонның
топтық жылдамдығы u=
,
яғни фотонның өзінің жылдамдықтарына
тән.
Де
Бройль толқындары дисперсияға ұшырайды.
Шынында, E=
формуласы
формулаға қойып, де Бройль толқындарының
жылдамдығы толқындар ұзындығына тәуелді
екенін көреміз. Бұл мән жағдай өз
уақытында кванттық механика ережелерін
дамытуда үлкен рөл атқарды.
Корпускулалық - толқындық дуализм орнағаннан кейін белшектердің корпускулалық қасиеттерін толқындық қасиеттермен байланыстыруға және белшектерді де Бройль толқындарынан жасалған «тар» толқындық түйдектер ретінде карастыруға талпыныс жасалды. Бұл белшектердің екіжақтылық қасиеттерінен арылуға мүмкіндік береді. Осындай гипотеза уақыттың аталған мезетінде бөлшектерді кеңістіктің белгілі бір шектелген аймағында локализациялауға сәйкес келді. Түйдек центрінің таралу жылдамдығы (топтық жылдамдық) ілгеріде көрсетілгендей бөлшектер жылдамдықтарына тең болып шыққандағы осы гипотезаның дәлелі болып саналады. Бірақ толкыңдық түйдек (де Бройль тодқындарынын тобы) түріндегі осыңдай түсінік толкындық түйдектің «тез кемескіленуіне» (шамамен 10 с) немесе тіпті оның бірнеше түйдектерге белінуіне әкелетін де Бройль толқындарының күшті дисперсияларынан қауқарсыз болып шықты.