vse_krome_dvukh_voprosov

Таким образом, угловая дисперсия увеличивается с уменьшением периода решѐтки d и возрастанием порядка спектра k.

Разрешающая способность:

2. Разрешающая способность дифракционной решетки. Пусть максимум т-го порядка для длины волны 2 наблюдается под углом , т. е., согласно (180.3), dsin =m 2. При переходе от максимума к соседнему минимуму разность хода меняется на /N (см. (180.4)), где N — число щелей решетки. Следовательно, минимум 1, наблюдаемый под углом min, удовлетворяет

условию dsin min=m 1+ 1/N. По критерию Рэлея, = min, т. е. m 2=m 1+ 1/N или 2/( 2–1)=mN. Tax как 1 и 2 близки между собой, т. е. 2– 1= то, согласно (183.3),

(Rдиф.реш = mN)

Таким образом, разрешающая способность дифракционной решетки пропорциональна

порядку m спектра и числу N щелей, т. е. при заданном числе щелей увеличивается при переходе к большим значениям порядка m интерференции. Современные дифракционные решетки обладают довольно высокой разрешающей способностью (до 2 105).

Кризис классической физики

Тепловое излучение:

Тепловое излучение тел прямо не свидетельствует о квантовой природе электромагнитного поля. Однако именно объяснение его закономерностей заставило Планка ввести в физику постоянную Планка. Дело в том, что к концу 19в установленные законы термодинамики позволяли утверждать, что энергия в спектре излученного веществом элетромагнитного поля, находящегося в равновесии с веществом, не зависит от его состава. Из теории Максвелла известно, что электромагнитное излучение заданной частоты возникает при колебаниях заряженного гармонического осциллятора. Поэтому представлялось возможным для точного расчета заменить вещество бесконечной системой осцилляторов разных частот. Результат, полученный на

основе классических законов, оказался абскрдным (рис 1.2)

Он использовал вакуумный стеклянный баллон с двумя электродами. Через кварцевое стекло на катод попадает свет (в том числе ультрафиолетовое излучение). С помощью потенциометра можно регулировать напряжение между электродами. Ток в цепи измерялся миллиамперметром.

Первый закон

Исследуя зависимость силы тока в баллоне от напряжения между электродами при постоянном световом потоке на один из них, он установил первый закон фотоэффекта.

Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на металл.

Т.к. сила тока определяется величиной заряда, а световой поток - энергией светового пучка, то можно сказать:

число электронов, выбиваемых за 1 с из вещества, пропорционально интенсивности света, падающего на это вещество.

Второй закон

Изменяя условия освещения на этой же установке, А. Г. Столетов открыл второй закон фотоэффекта: кинетическая энергия фотоэлектронов не

зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты.

Из опыта следовало, что если частоту света увеличить, то при неизменном световом потоке запирающее напряжение увеличивается, а, следовательно,

- уравнение Эйнштейна.

Его смысл: энергия кванта тратится на работу выхода электрона из металла и сообщение электрону кинетической энергии.

В этом уравнении: ν - частота падающего света, m - масса электрона (фотоэлектрона), υ - скорость электрона, h - постоянная Планка, A - работа выхода электронов из металла.

Работа выхода - это характеристика материала (табличная величина). Она показывает, какую работу должен совершить электрон, чтобы преодолеть поверхностную разность потенциалов и выйти за пределы металла. Работа выхода обычно измеряется в электронвольтах (эВ).

Доказательство законов фотоэффекта

2.Из уравнения Эйнштейна:

3.Минимальная частота света соответствует Ек=0, то

ОПЫТ БОРЕ. ФОТОЭЛЕКТРОНЫ. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ

Квантовая теория ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Тепловое излучение — электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами за счет своей

внутренней энергии.

Абсолютно черное тело — тело, поглощающее всю энергию падающего на него излучения любой частоты при произвольной температуре.

Энергия кванта излучения прямо пропорциональна частоте v излучения:

где h = 6,6 • 10-34Дж • с — постоянная Планка.

Фотон — микрочастица, квант электромагнитного излучения.

Закон Стефана—Больцмана: Интегральная светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры:

где σ = 5,67 • 10-8Вт/(м2 • К4) - постоянная Стефана—Больцмана.

Фотоэффект— явление вырывания электронов из твердых и жидких веществ под действием света.

Законы фотоэффекта

1.Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света, падающего на катод.

2.Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света и не зависит от его интенсивности.

3.Для каждого вещества существует минимальная частота света, называемая красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Энергия фотона идет на совершение работы выхода и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии. Работа выхода— минимальная работа, которую нужно совершить для удаления электрона из металла.

Красная граница фотоэффекта

Корпускулярно-волновой дуализм — проявление в поведении одного и того же объекта как корпускулярных, так и волновых свойств. Корпускулярно-волновой дуализм — универсальное свойство любых материальных объектов.

Волновая теория правильно описывает свойства света при больших интенсивностях, т.е. когда число

фотонов велико.

Квантовая теория используется при описании свойств света при малых интенсивностях, т.е. когда число

фотонов мало.

Любой частице, обладающей импульсом р соответствует длина волны де Бройля:

В процессе измерения меняется состояние микрообъекта. Одновременное точное определение координаты и импульса частицы невозможно.

Соотношения неопределенностей Гейзенберга:

1. Произведение неопределенности координаты частицы на неопределенность ее импульса не меньше постоянной Планка: