28. Энергия, импульс, масса фотона. Эффект Комптона.

Энергия фотона - Ɛ=hν

Масса фотона – m=hν/c²

Импульс фотона – p=mc=hν/c

Фотон отличается от остальных элементарных частиц тем, что его масса покоя равна нулю.

Эффект Комптона – это взаимодействие света со свободными электронами вещества, в результате которого меняется длина волны падающего излучения.

Изменение длины волны равно: Δλ=λ’-λ=(h(1-cosθ))/(m₀c)=(2h*sin²(θ/2))/(m₀c) , где λ’=h/m₀c=2,426 пм – комптоновская длина волны.

29. Модель атома Бора. Постулаты Бора. Теория водородоподобного атома Бора.

Атом – мельчайшая частица вещества, состоящая из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются электроны. Атом – нейтральная частица. Линейные размеры атома приблизительно 10^-10 м.

В основу теории положена идея объединения в единое целое закономерностей линейчатых спектров, ядерную модель атома Резерфорда и квантовый характер излучения и поглощения энергии атомами. В своей теории Бор сохранил описание поведения электронов в атоме при помощи классической физики, дополнив его некоторыми ограничениями (постулатами) на их возможные состояния. Бор лишь частично отказался от законов классической физики. В дальнейшем выяснилась полная неприменимость представлений классической физики к внутриатомным процессам и необходимость заменить их другими представлениями, которые положили начало квантовой механики. Однако принципиально непоследовательная теория Бора привела к некоторым правильным результатам, согласующимся с опытными данными. Теория Бора применима для описания атома водорода (Н) и водородоподобных атомов, состоящих из ядра с зарядом и одного электрона, вращающегося вокруг ядра (и т.д.). Для других атомов периодической системы Менделеева она оказалась несостоятельной.

Постулаты Бора:

1. В атоме существуют стационарные состояния, в которых атом не излучает и не поглощает. Двигаясь по круговым орбитам, электрон обладает дискретными (прерывистый, дробный) значениями момента импульса.

2. При переходе с одной стационарной орбиты на другую испускается квант энергии с частотой: ν=(E_n-E_m)/h.

30. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Формула де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Т.к. свет проявляет волновые и корпускулярные свойства, можно предположить, что и любой объект микромира обладает двойственной природой. Эту гипотезу выдвинул де Бройль. Количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов: E=hν , р=h/λ

Де Бройль предположил, что длина волны для микрочастиц, обладающих также массой покоя, равна: λ=h/p=h/mV

Т.к. микрочастицы проявляют и волновые, и корпускулярные свойства, необходимо внести ограничения на применение законов классической физики к объектам микромира. Эти ограничения называются соотношениями неопределенностей Гейзенберга. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную координату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса (р_х, р_у, p_z), причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиям:

ΔxΔp_x≥h ΔyΔp_y≥h ΔzΔp_z≥h т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.

Для времени и энергии неопределенность имеет вид: ΔEΔt≥h