- •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.
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.
