182. Потенціальний бар'єр.

Потенціальний бар'єр - область простору із збільшеним значенням потенціальної енергії.

Максимальне значення потенціальної енергії в бар'єрі називається висотою бар'єру.

В класичній механіці частка із кінетичною енергією, меншою за висоту бар'єру, не може проникнути в область потенціального бар'єру. Тому цю область часто називають класично забороненою.

Класична частка, налетівши на потенціальний бар'єр, відбивається від нього, якщо її енергія менша за висоту бар'єру. Якщо енергія частки більша за висоту бар'єру, то класична частка вільно проходить "над бар'єром". Квантова частка частково відбиваєтсья навіть тоді, коли її енергія перевищує висоту бар'єру. При певних значеннях енергії це відбиття може бути абсолютним, тобто квантова частка не проникає через бар'єр, навіть маючи достатню енергію.

183. Ефект Компотна.

Комптонівське розсіювання - явище непружного розсіювання фотонів на вільних заряджених частинках, наприклад, електронах.

1-джерело монохроматичного рентгенівського випромінювання, 2-діафрагма, 3-речовина, що розсіює, 4+5-рентгенівський спектрограф(4-кристал, 5- іонізаційна камера). Досліджуючи розсіювання рентгенівських променів на елементах малої атомної маси, Комптон знайшов, що у розсіяних рентгенівських променях поряд із випромінюванням початкової довжини хвилі λ є також промені з більшою довжиною хвилі λ’. Різниця довжин хвиль λ’-λ залежить тільки від кута θ, утвореного напрямом початкового променя.

Усі особливості ефекту Комптона можна пояснити, якщо розглянути розсіювання як процес пружного зіткнення рентгенівських фотонів із практично вільними електронами.

При копмтонівському розсіюванні фотон віддає частину своєї енергії зарядженій частинці. Як наслідок змінюється його власна енергія, а отже, довжина хвилі. Явище непружного розсіяння рентгенівських і гамма-променів на електронах відкрив Комптон.

При непружному розсіюванні фотона на зарядженій частинці повинні виконуватися закон збереження енергії і закон збереження імпульсу. Зміна довжини хвилі фотона при комптонівському розсіюванні на непорушному вільному електроні може бути обрахована за фомулою

,де θ - кут розсіювання, а величина називається комптонівською довжиною хвилі (m_e - маса електрона, h - стала Планка, c - швидкість світла) й є сталою для кожного типу зарядженої частинки. Комптонівська довжина хвилі чисельно дорівнює 2,4263*10^-12м = 2,4263 пм Енергія, втрачена фотоном при комптонівському розсіюванні, передається електрону. Комптонівське розсіювання є основним каналом розсіювання електромагнітних хвиль на речовині в області енергій від 0,5 до 3 MеВ.

184.Явище фотоефекту. Формула Ейнштейна для фотоефекту.

Фотоефект – явище взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, в результаті якого енергія фотонів передається електронам речовини й останні переходять у новий енергетичний стан.

Розрізняють:

1) Зовнішній фотоефект – виривання електронів з речовини під дією світла.

2) Внутрішній фотоефект – перерозподіл електронів за енергетичними рівнями під дією світла(електромагнетного випромінювання).

Внутрішній фотоефект властивий деяким напівпровідникам і меншою мірою діелектрикам.

3) Ядерний фотоефект – це явище виривання нуклонів із ядра під дією жорсткого рентгенівського або ?-випромінювання. Явище зовнішнього фотоефекту вперше дослідив О.Г.Столєтов

А. Ейнштейн в 1905 році показав, що явище фотоефекту і його

закономірності можуть бути пояснені на основі запропонованої ним квантової теорії фотоефекту. За законом збереження енергії:

Це рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту (виражає закон збереження енергії).

Енергія падаючого фотона витрачається на виконання електроном роботи виходу А з металу і надання електрону, який вилетів, кінетичної енергії .

Енергія кванта має бути більшою ніж робота виходу А.

h? >=A

Мінімальна частота (червона межа), з якої для даної речовини починається фотоефект, дорівнює:

=