21. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

Внешним фотоэффектом называется испускание электронов с поверхности металлов под действием света. Фотоэффект объясняется взаимодействием фотонов со свободными электронами металлов.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: = + ,

где А_вых – работа выхода электрона из металла (табличная величина);

–максимальная кинетическая энергия электрона.

Из уравнени следует, что фотоэффект возможен только при условии

A_вых , или

,

где ₀ называется красной границей фотоэффекта.

Для торможения вылетающих электронов необходимо приложить задерживающее напряжение U_з , которое можно найти из условия

m_m²/2 = eU₃ ,

где e – заряд электрона..

22. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. В 1924 году Луи де Бройль выдвинул гипотезу, что корпускулярно-волновой дуализм не является особенностью одних только оптических явлений, но имеет универсальное значение. По предположению де Бройля движение электрона или какой-либо другой частицы связано с волновым процессом, длина волны которого

а частота .

Соотношение неопределенностей

Своеобразие свойств микрочастиц проявляется в том, что не для всех динамических переменных, характеризующих состояние микрочастицы, получаются при измерениях определенные значения. Так, например, электрон (и любая другая микрочастица) не может иметь одновременно точных значений координаты x и компоненты импульса р_x. Неопределенности значений x и р_х удовлетворяют соотношению

.

Из этого следует, что чем меньше неопределенность одной из переменных (х или P_x), тем больше неопределенность другой.

Соотношение, аналогичное ) имеет место для y и р_y, для z и p_z, а также для ряда других пар величин, называемых канонически сопряженными.

Например, энергия и время являются канонически сопряженными величинами. Поэтому для них также справедливо соотношение неопределенностей

.

Это соотношение означает, что определение энергии с точностью Е должно занять интервал времени t, не меньший, чем определяемый соотношением .

23. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Состояние микрочастицы в квантовой механике характеризуется так называемой волновой функцией, обозначаемой буквой  (пси). Вид этой функции получается из решения уравнения Шредингера, которое выглядит следующим образом:

. (26)

Здесь m - масса частицы, U – ее потенциальная энергия, i – мнимая единица,

 – оператор Лапласа,  = (x,y,z,t) – функция координат и времени.

.

Если силовое поле, в котором движется частица, стационарно, т.е. U не зависит явно от времени, то уравнение переходит в более простое уравнение Шредингера для стационарных состояний:

.

Здесь  = (x,y,z) – функция координат.

Согласно Борну квадрат модуля волновой функции дает плотность вероятности нахождения частицы в соответствующем месте пространства.

.

В соответствии с этим для волновой функции должно выполняться условие нормировки

.

В соответствии со своим смыслом волновая функция должна быть однозначной, конечной, непрерывной и иметь непрерывную и конечную производную. Совокупность этих требований носит название стандартных условий.

Уравнение Шредингера имеет решения, удовлетворяющие стандартным условиям, лишь при некоторых избранных значениях параметра Е (т.е. энергии). Эти избранные значения называются собственными значениями энергии. Решения, соответствующие собственным значениям Е, называются собственными функциями частицы. Совокупность собственных значений называется энергетическим спектром. Он может быть дискретным или сплошным. В случае дискретного спектра собственные значения.

24. Модели атома Ререрфорда. модель Резерфорда — историческая модель строения атома, которую предложил Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. ОПЫТ

изучая прохождение альфа-частиц через тонкие листики фольги, оказалось, что большинство частиц проходят через фольгу, не изменяя направления своего движения. следовательно атом это не сплошь заполненный каким либо веществом объем. Лишь малая часть объема атома препятствует прохождению альфа частиц и вызывает ее отклонение от прямолинейного пути, этот малый объем и есть ядро атома. Он подсчитал число частиц, испытавших большое отклонение, смог определить размеры атомного ядра и смог доказать, что в этом малом объеме сосредоточена вся масса атома.

Fц- центроб. силы у электрона

Fгр- гравитационные силы ел

и они равны!