VI тарау atom және atom ядросының физикасы радиоактивтік және иондаушы сәуле шығарудың бірліктері

§ 19. Жарықтың кванттық жаратылысы және бөлшектердің толқындық қасиеттері

Жарық квантының энергиясы мынадай формуламен анықталады: ,

мұндағы = 6,625 • 10 ^-34 дж • сек — Планк тұрақтысы, ал v — тербеліс жиілігі.

Фотонның қозғалыс мөлшері

фотонның массасы ,

мұндағы с — бостықтағы жарықтың жылдамдығы.

Сыртқы фотоэффекті туғызатын фотон энергиясы мен ұшып шығатын электрондардың максимал кинетикалық энергиясының арасындағы байланыс Эйнштейннің формуласы арқылы беріледі ,

мұндағы A — электронның металдан шығу жұмысы, m — электронның массасы. Егер болса, онда болады, мұндағы — фотоэффектінің қызыл шегіне сәйкес келетін жиілік.

Жарық қысымының шамасы ,

мұндағы Е — бірлік уақыт ішінде бірлік бетке түсетін энергияның мөлшері,— жарықтың шағылу коэффи­циенті.

Комптондық шашырау кезінде рентген сәулелерінің толқын ұзындықтарының өзгерісі мынадай формуламен анықталады:

,

мұндағы шашырау бұрышы, алэлектронның массасы.

Элементар бөлшектерінің шоғы, осы бөлшектердің ауысу бағытымен тарайтын жазық толқындардың қасиетіне ие болады. Бөлшектер шоғына сәйкес келетін толқын ұзындығы Бройль қатынасымен анықталады

,

мұндағы бөлшектердің жылдамдығы, т — бөлшектің

массасы, ал W_K —олардыц кинетикалық энергиясы. Егер бөлшектің жылдамдығыс жарық жылдамдығымен өлшемді болса, онда ілгерідегі формула мынадай түрге айналады:

,

мұндағы , албөлшектің тыныштықтағы массасы.

§ 20. Бор атомы. Рентген сәулелері

Бордың бірінші постулаты бойынша, электронның ядро айналасында қозғалуы радиустары мынадай катынасты қанагаттандыратын

белгілі бір орбитаның бойында ғана мүмкін болады. Мұндағы т — электронның массасы, v_k — оның k-інші орбитадағы жылдамдығы, r_k — осы орбитаның радиусы, — Планктың тұрақтысы, ал k — кез келген бүтін сан (кванттық сан).

Бордың екінші постулаты бойынша электронның бір орбитадан екінші орбитаға ауысуына сәйкес келетін сәуле шығарудың жиілігі мынадай формуламсн анықталады:

мұндағы k мен п — орбиталардың нөмірі(),W_k және W _п — соларға сәйкес келетін электрон энергиясының мәні.

Сутегі спектрінің сызығына сәйкес келетін жиілікті немесе толқын ұзындығын табуға мүмкіндік беретін формула мына түрде болады: ,

мұндағы k мен п — орбитаның нөмірі, с — бостықтағы жарықтың жылдамдығы және R — төмендегіге тең болатын Ридбергтің тұрақтысы, .

Мұндагы е — электронның заряды, т — оның массасы, һ — Планктың тұрақтысы және — электр тұрактысы. Сутекті-ұқсас иондар үшін берілген v жиілікті немесе толқын ұзындығын табуға мүмкіндік беретін формула мына түрде болады:

мүндағы Z — элементтің реттік нөмірі.

Рентген сәулелерінің дифракциясында Вульфа — Брегтің теңдеуі орын алады,

мұндағы d — кристалдың атомдық жазықтықтарының ара қашықтығы және — кристалдың беті мен рентген сәулелерінің шоғы арасындағы бұрыш.

Тұтас рентген спектрінің қысқа толқынды шегі мынадай қатынастан табылуы мүмкін:,

мұндағы U — рентген трубкасына берілген потенциал айырмасы.

Рентген характеристикалык сәулелердің толқын ұзындығын Мозли формуласы арқылы табуғлда болады

мұндағы антикатод жасалынған элементтің реттік нөмірі, жәнев — «экрандаудың тұрақтысы». Кейінгі формуланы мынадай етіп қайта жазуға болады:

, мүндағы .

Қалыңдығы х пластинкадан өтіп шығатын рентген сәулелер шоғының интенсивтілігі мынадай формуламен анықталады:

мұндағы — пластинкаға түсетін сәулелер шогының интенсивтігі, және — сызықтық жұту коэффициенті. Жұту коэффициенті , рентген сәулелерінің толқын ұзындығы мен заттың тығыздығына тәуелді болады. Жұтудың массалық коэффициенті сызықтық коэффициент -пен - қатынас арқылы байланысады, мұндағы — материалдың тығыздығы.

Рентген сәулелерінің әр түрлі заттармен жұтуын «жартылай нашарлату қабаты» деп аталатын, ягни түсетін сәулелердің интенсивтігін екі есе кішірейтетін плас­тинка калыңдырының шамасымен сипаттауға болады.