Бақылау сұрақтары

1. Толқын дегеніміз не?

2. Гармониялық толқын дегеніміз не?

3. Толқын ұзындығы дегеніміз не?

4. функциясы толқынды сипаттайтын математикалық шартты жазыңыз.

5. Толқын пішінін және оның таралу бағытын не анықтайды?

6. осінің оң бағытымен тарайтын, бір өлшемді гармониялық толқынды анықтайтын математикалық функцияны жазыңыз.

7. Когеренттілік деген не?

8. Когерентті толқынға анықтама беріңіз.

9. Интерференция құбылысына анықтама беріңіз.

10. Дифракция құбылысына анықтама беріңіз.

11. Толқындық бет дегеніміз не?

12. Гюйгенс принципін тұжырымдаңыз.

13. Френель зонасына анықтама беріңіз.

14. Ауданы элементар беттен қашықтықтағы бақылау нүктесінде толқындық бет шығаратын электромагниттік толқынның электр өрісі кернеулігі үшін формуланы жазыңыз. Суретпен түсіндіріңіз.

15. Екі жарық көзі шығаратын екі гармониялық толқынның жол айырымы дегеніміз не?

16. Екі толқынды қосқан кезде олардың жол айырымы қандай болғанда максимум байқалады?

17. Екі толқынды қосқан кезде олардың жол айырымы қандай болғанда минимум байқалады?

Глоссарий

Интерференция дегеніміз дискретті когерентті толқын көздерінің соңғы мөлшерімен қозатын толқындардың суперпозициясы нәтижесінде пайда болатын интенсивтіліктің орнықты қайта бөлінуі.

Когеренттілік дегеніміз бірнеше тербелмелі немесе толқындық процесстердің үйлестіріліп өтуі.

Интерферометр – интерференция құбылысы пайдаланылатын приборлар.

Интерференциялық жолақтар - жарық интерференциясы кезінде бақыланатын жарық және қараңғы жолақтар жүйесі.

Юнг тәжірибесіндегі интерференциялық жолақтың ені:

d – когерентті жарық көздерінің ара қашықтығы, l - көзінен әкранға дейінгі қашықтық.

5. Интерференция кезіндегі максимум шарты: , k= 0,1,2,3, …

минимум шарты:

Жазық параллель пластинкаға түскенде сәулелердің қосылуы нәтижесінде пайда болатын интерференциялық жолақтар-тең көлбеулі жолақтар деп аталады.

Қалыңдығы бірдей орындарда нитерференция нәтижесінде алынатын интерференциялық жолақтар тең қалыңдықты жолақтар деп аталады.

Ньютон сақинасы - тең қалыңдықты жолақ мысалы. Ол - жарық жазық параллель пластинка мен жазық дөңес линза арасындағы ауа қабатынан шағылғанда бақыланады.

Уақыт бойынша көгеренттілік-толқынның монохроматтылық дәрежесімен анықталатын бір кеңістіктегі толқын көгеренттілігі.

Өлшемі, өзара орналасуы интерференцияны бақылауға мүмкіндік беретін екі жарық көзі кеңістіктік когеренттілік деп аталады.

Әдебиеттер тізімі:

Негізгі әдебиеттер:

1. Абдулаев Ж.. Физика курсы. Алматы: Білім; 1994.

2. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. 3 том, А: Мектеп; 1977.

3. Полатбеков П. Оптика. – Алматы: Мектеп, 1981.

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсы бойынша есептер жинағы. М.; 1990

5. Жұманов К.Б. Атомдық физика негіздері. Алматы: Қазақ университеті; 2000 .

6. Фриш С.Э., Тиморева Т.И. Жалпы физика курсы. Алматы: Мектеп, 1971.

Қосымша әдебиеттер тізімі:

7. Трофимова Т.И. Краткий курс физики. – М.: Высш. Шк.; 2000. – 352 с.

Сабақ №11. СЫРТҚЫ ФОТОЭФФЕКТ

Сабақтың мақсаты:

• Сыртқы фотоэффектінің кванттық моделімен танысу.

• Сыртқы фотоэффекті заңдылықтарын эксперименттік дәлелдеу.

• Фотоэффектінің қызыл шекарасын, фотокатодтың шығу жұмысын және Планк тұрақтысын эксперименттік анықтау.

Материалдар мен құрал-жабдықтар: Сыртқы фотоэффект құбылысын сипаттайтын «Фотоэффект» компьютерлік моделі.

Жұмыстың орындалу тәртібі мен мазмұны

Фотондар – электрмагниттік сәулеленудің (ЭМС) бір моделі болып табылатын бөлшектердің (кванттар) ағыны.

Фотонның энергиясы ,

- сәуле шығару жиілігі, h – Планк тұрақтысы, .

Энергия көбінесе «электрон-вольт» деп аталатын жүйеден тыс бірлікпен өлшенеді. .

Фотонның массасы оның энергиясымен Эйнштейн теңдеуі арқылы байланысады. , бұдан .

Фотонның импульсы , мұндағы - электрмагниттік сәулеленудің толқын ұзындығы.

Сыртқы фотоэффект – затқа (металға, фотокатодқа) электрмагниттік сәуле (ЭМС) мысалы, жарық, түскен кездегі одан электрондардың ұшып шығу құбылысы. Ұшып шыққан электрондарды фотоэлектрондар деп атайды. Алдағы уақытта осы құбылысты қысқаша фотоэффект деп атаймыз.

Заттың ішінде электронның кинетикалық энергиясы - ға артады, ал заттан фотоэлектрондардың ұшып шығуы кезінде металдың электрстатикалық тартылу күшіне қарсы (шығу жұмысы) жұмысы жасалады. Фотоэлектронға фотон берген энергия бөлігі (порциясы) металдан (фотокатодтан) шығу жұмысына тең шамаға азаяды, ал қалған бөлігі фотоэлектронның металдан (фотокатодтан) тыс кинетикалық энергиясына ие болад:

.

Бұл қатынасты фотоэффект үшін Эйнштейн формуласы (заңы) деп атайды.

Фотоэффектінің қызыл шекарасы дегеніміз фотоэффект құбылысын әлі де болса бақылауға болатын электрмагниттік сәулеленудің минималды жиілігі, яғни ондағы фотонның энергиясы шығу жұмысына тең болады:

Жабу (кідіртуші) кернеу деп вакуумдық шам тізбегінде ток болмаған кездегі шамның аноды мен фотокатоды арасындағы минималды тежеуші кернеу мәнін айтамыз, яғни, фотоэлектрондар анодқа жетпей қалады. Мұндай кернеу кезінде катодтағы электрондардың кинетикалық энергиясы анодтағы электрондардың потенциялдық энергиясына тең, бұдан шығатын өрнек:

,

мұндағы - электронның заряды.

Суретке мұқият қараңыз және зертханалық жұмыс дәптеріңізге қажетті жерлерін салып алыңыз.

Фотокатодты сәулелендіру интенсивтігін (қуатын) реттейтін реостат реттегішін тышқанмен ұстап тұрып, оны максимумға қойыңыз.

Осыған сәйкес анод пен катод арасында нольдік кернеуді және электрмагниттік сәулеленудің минималды толқын ұзындығын қойыңыз. Кернеуді фототоктың жабылуына дейін өзгерте отырып, фотоэлементтегі электрондардың қозғалысын бақылаңыз.