
- •Волновое уравнение
- •Дифракция Френеля на круглом отверстии
- •Дифракция Френеля от диска
- •5.Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и непрозрачном диске.
- •7. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брэгга.
- •8.Поляризация света. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Угол Брюстера.
- •9.Распространение света в веществе. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия
- •11.Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело.
- •12.Законы теплового излучения абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа, Стефана-Больцмана. Законы Вина. Закон Релея-Джинса. «Ультрафиолетовая катастрофа».
- •13.Квантовая гипотеза. Формула Планка.
- •14.Корпускулярно-волновая двойственность свойств света.
- •15.Фотоэффект. Фотон, характеристики фотона.
- •16.Давление света.
- •17.Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение.
- •18.Эффект Комптона.
- •19.Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Опыт Дэвиссона и Джермера. Дифракция электронов. Прохождение электронов сквозь две щели.
- •20.Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Дифракция частицы на щели.
- •21.Волновая функция. Ее физический смысл и свойства.
- •22. Уравнение Шредингера. Движение свободной частицы. Стационарное силовое поле.
- •23.Частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме. Квантовая энергия.
- •24.Гармонический осциллятор в квантовой механике.
- •25.Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект.
- •26.Боровская теория атома. Опыт Резерфорда.
- •Планетарная модель атома
- •27.Спектральные серии излучения атомов водорода. Спектральные термы.
- •28.Постулаты Бора.
- •29.Расчет энергии и радиусов стационарных орбит водородоподобного атома.
- •30.Опыт Франка и Герца. Ионизационный потенциал.
13.Квантовая гипотеза. Формула Планка.
В
1900 г. М.Планком в
виде гипотезы о квантах. Согласно этой
гипотезе, излучение
испускается и поглощается веществом
не непрерывно, а конечными порциями
энергии, которые
Планк назвал квантами
энергии. Величина
кванта энергии зависит от частоты
излучения и определяется формулой
-
новая фундаментальная физическая
константа, которую называют постоянной
Планка. Определенное из опытов с большой
точностью значение этой константы по
современным данным
Дж·cНа
основе гипотезы о прерывистом характере
процессов излучения и поглощения телами
электромагнитного излучения Планк
получил формулу для спектральной
светимости абсолютно черного тела.
Формулу Планка удобно записывать в
форме, выражающей распределение энергии
в спектре излучения абсолютно черного
тела по частотам ν,
а не по длинам волн λ.
|
Формула Планка хорошо описывает спектральное распределение излучения черного тела при любых частотах. Она прекрасно согласуется с экспериментальными данными. Из формулы Планка можно вывести законы Стефана–Больцмана и Вина. При hν << kT формула Планка переходит в формулу Релея–Джинса.
формула
Рэлея–Джинса:закон
Стефана–Больцмана:
,где
Формула
Планка полностью объясняла законы
излучения абсолютно черного тела.
Следовательно, гипотеза о квантах
энергии была подтверждена экспериментально.
Для универсальной функции Кирхгофа
Планк вывел формулу:
Дж/К
- постоянная Больцмана
14.Корпускулярно-волновая двойственность свойств света.
Корпускуля́рно-волново́йдуали́зм — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Противоречия волновой теории были разрешены в 1865 году Максвеллом, который пришел к выводу, что свет — электромагнитная волна. Одним из аргументов в пользу данного утверждения является совпадение скорости электромагнитных волн, теоретически вычисленных Максвеллом, со скоростью света, определенной экспериментально (в опытах Ремера и Фуко).
Согласно современным представлениям, свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. В одних явлениях свет обнаруживает свойства волн, а в других — свойства частиц. Волновые и квантовые свойства дополняют друг друга.
волновые явления |
квантовые явления |
интерференция дифракция поляризация дисперсия |
фотоэффект давление света линейчатость спектров испускания и поглощения |
В
настоящее время установлено, что
корпускулярно — волновая двойственность
свойств присуща также любой элементарной
частице вещества. Например, обнаружена
дифракция электронов, нейтронов.
Так
электромагнитная волна, рассеиваясь
на свободных электронах, ведёт себя как
поток отдельных частиц – фотонов,
являющихся квантами электромагнитного
поля (Комптона эффект), причём импульс
фотона даётся формулой р
= h/, где
–
длина электромагнитной волны, а h –
постоянная Планка. Эта формула сама по
себе – свидетельство дуализма. В ней
слева – импульс отдельной частицы
(фотона), а справа – длина волны фотона.