- •Квантовая оптика.
- •1/Тепловое излучение.
- •2/Фотоэффект.
- •3/Эксперименты, подтверждающие квантовые св-ва света.
- •4/Масса и импульс фотонов. Давление света.
- •5/Эффект Комптона.
- •6/Единство корпускулярных и волновых св-в электромагнитного излучения.
- •Элементы атомной физики и квантовой механики.
- •7/Модели атома Томпсона и Резерфорда.
- •8/Линейчатый спектр атома.
- •9/Гипотеза де Бролля.
- •10/Соотношение неопределенности Гейзенберга.
- •11/Волновая ф-я. Вероятность нахождения микрочастицы. Нормировка волн ф-ции.
- •12/Общее ур-ние Шредингера.
- •13/Представление физ величин с помощью операторов.
- •22/ Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны.
- •Распределение электронов по энергетическим уровням атома. Периодическая система элементов Менделеева.
- •23/ Рентгеновские спектры.
- •24/ Вынужденное излучение. Лазеры.
- •25/ Энергетические зоны в твердом теле.
- •26/ Сверхпроводимость.
- •27/ Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц. Заряд, размеры и состав атомного ядра. Массовое и зарядовое число.
- •Энергия связи и масса ядра. Спин и магнитный момент.
- •Ядерные силы. Модели ядра.
- •28/ Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада. Правило смещения.
- •29/Ядерные реакции и их основные типы.
- •30/Типы взаимодействия элементарных частиц.
- •Частицы и античастицы.
- •Классификация элементарных частиц.
- •Кварки.
5/Эффект Комптона.
Комптон наблюдал
рассеянное рентгеновское излучение на
легких атомах углерода и алюминия. Он
обнаружил что помимо исходной длины
волны
в рассеянных волнах
излучения
с длиной волны
и
причем
разница
не
зависит от св-ва а зависит от угла
рассеивания. Эф. К., это упругое рассеивание
на свободном или слабосвязанном
.
Выполняется закон сохранения импульса
и энергии. До взаимодействия импульсом
обладают только
,
после и
и
.
Закон сохранения
импульса:
![]()
-
импульс
до
взаимодействия;
-
импульс
после
взаимодействия,
-
импульс
после
взаимодействия.
Закон сохранения
энергии:

- энергия
до
взаимодействия;
- энергия
после
взаимодействия;
-
энергия
до
взаимодействия;
-
энергия
после
взаимодействия;
(рис. 9)
-
угол отклонения
от
первоначального направления.
.
Подставляем под:
:![]()
;![]()

![]()
![]()
;
,
;
,
;
тогда
.
Изменение длины волны
зависит только от угла рассеивания.
Увеличение длины волны
происходит
из-за того что при упругом столкновении
с
,
передает
часть своей энергии
.
,
энергия
уменьшается,
значит
увеличивается. Наличие в рассеянном
излучении не смещенной длины волны
объясняется
тем что при выводе
мы
рассматриваем свободные
,
если
столкнутся
со связанными
,
т.е принадлежащими атому то
передает энергию атому как целому атому,
а поскольку масса
<< массы атома то энергия при
столкновении практически не меняется,
значит и не меняется
.
Эф. К., нельзя объяснить с волновой точки
зрения, т.к эл-магн волна передает энергию
электрону и он колеблется с той же
частотой что и волна, значит излучает
с той же частотой.
Эф. К., не наблюдается
в видимой части спектра, т.к энергия
в
видимой части света сравнима с энергией
связи
в
атоме при этом даже внешний
нельзя
считать свободным.
6/Единство корпускулярных и волновых св-в электромагнитного излучения.
Такие явления как
дифракция, интерференция, поляризация
– подтверждают волновые св-ва света.
Фотоэффект, тепловое излучение, эффект
Комптона –свидетельствуют о том что
эл-магн излучение обладает корпускулярными
свойствами. Давление, преломление можно
объяснить как с корпускулярной точки
зрения так и с волновой, т.о свет
обнаруживает единство противоречивых
св-в непрерывных волн и корпускулярных
характеристик. Свет обладает
корпускулярно-волновым дуализмом. В
одном корпускулярные св-ва а в другом
волновые. Ур-ия связывающие их:
;
;
.
В самих ф-лах заложен дуализм: чем больше длина волны тем меньше энергия частицы и тем труднее обнаружить квантовые св-ва света и наоборот.
Установим соответствия
между волновой и корпускулярной картиной.
Для этого рассмотрим с обеих точек
зрения освещенность поверхностей.
Волновая точка зрения – интенсивность
света пропорциональна квадрату амплитуды
волны(
).
С корпускулярной точки зрения интенсивность
определяется плотностью потока фотонов.
Каждый
несет энергию
и отдает на поверхности в той точке куда
попадает
.
Это видно в тех местах пр-ва куда упали
интенсивность больше чем в тех местах
куда они не падали. Т.е вероятность
попадания
в элемент объема
пропорциональна
квадрату амплитуды волны (
).
Флуктуация слабых пучков света определена
опытом Вавилова.
