115. Чому в експериментах Комптона використовується не оптичне , а рентгенівське випромінювання?
1)В легких речовинах, з якими проводив досліди Комптон енергія зв’язку електронів мала порівняно з енергією, що передається рентгенівськими квантами світла, тому ці електрони можна вважати вільними. Для світла видимого діапазону енергія квантів мала (2-3 еВ) і в такому разі в речовині нема таких електронів, які можна було б вважати вільними, тому даний ефект не спостерігається.
2) Ефект Комптона спостерігався при таких енергіях рентгенівських квантів, коли ν h значно більше енергії звязку електронів в атомі. В цьому випадку можна знехтувати звязком електрона в атомі й наближено вважати, що розсіяння відбувається на вільному електроні.
116. Досліди Штерна-Герлаха свідчили про існування власного моменту електрона. Звідки випливала його квантова природа?
Наявність двох дискретних смужок на екрані замість однієї розмитої пояснювала наявність власного орбітального моменту електрона. Гаусміт і Ульнбек висунули ідею про спін електрона. Пізніше Дірак розв’язав рівняння Шредінгера і став близьким до відкриття спіна електрона. Він встановив що власний момент електрона може бути описаний спіновим квантовим числом S=1/2.
– спін
електрона; µz
= Szħ
= ±1/2 ħ – власний
механічний момент електрона.
Варіант фізів:
Електрон – це ферміон із спіном S=1/2, тобто він має власний момент, а за гіромагнітним співвідношенням і власний магнітний момент.
117. Чим відрізняється електронний і ядерний магнітні резонанси?
Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР) використовується в області високих частот ∼10 ГГц, а ядерний магнітний резонанс (ЯМР) в області більш низьких частот ∼106-107 Гц. ЕПР дозволяє досліджувати парамагнітні домішки, розірвані ковалентні зв’язки, радикали в хімічних сполуках; ЯМР використовується як метод дослідження ядер і молекул
118. Які експерименти (явища) свідчать про існування електромагнітних флуктуацій фізичного вакууму?
(фізи: лембівський зсув, обмін віртуальними фотонами (сила кулона), обмін п-мезонами.)
Про існування електромагнітних флуктуацій фізичного вакууму свідчать ефект Казимира (ефект, що полягає у взаємному притяганні провідних незаряджених тіл під дією квантових флуктуацій у вакуумі. Найчастіше йдеться про дві паралельні незаряджені дзеркальних поверхні, що розміщені на близькій відстані) (Один з перших експериментів провів в 1958 році Маркус Спаарней (Marcus Spaarnay) з центру Philips в Ейндховені), Лембівській Зсув (відмінність між енергіями стаціонарних станів 2S1/2 і 2P1/2 атома водню і у воднеподібних іонах, зумовлене взаємодією атома з нульовими флуктуаціями електромагнітного поля) (експеримент Уїлліс Лемб і Роберт Резерфорд).
Додаток від фізів:
обмін віртуальними фотонами (сила кулона), обмін п-мезонами
Ще один варіант відповіді, в якому я не дуже впевнений. Можна використовувати його замість першого.
Спонтанна емісія фотона в процесі розпаду збудженого атома або ядра; такий розпад неможливий за законами звичайної квантової фізики і вимагає квантифікації електромагнітного поля для пояснення.
Ефект Казимира, що полягає у взаємному тяжінні або відштовхуванні незаряджених немагнітних тіл під дією квантових флуктуацій у вакуумі.
Бічна відштовхуюча сила світла, що полягає у взаємному тяжінні або відштовхуванні паралельних променів ЕМ випромінювання з різним числом фаз хвилі в кожному з них внаслідок квантових флуктуацій у вакуумі.
Сила Ван Дер Ваальса (van der Waals force), яка схожа на ефект Казимира, тільки відбувається між двома атомами.
Поляризація вакууму (Vacuum polarization), яка включає генерацію пари частинка-античастинка або «розпад вакууму» (the decay of the vacuum), як, наприклад, спонтанна генерація електрон-позитронної пари.
Випромінювання Хокінга, яке відбувається в сильному гравітаційному полі, такому, наприклад, як поблизу чорних дір.
Лембівский зсув атомних рівнів пояснюється нульовими коливаннями електромагнітного поля у фізичному вакуумі.