Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
30
Добавлен:
21.05.2015
Размер:
3.01 Mб
Скачать

Пример

Фотон с длиной волны λ = 0,024Å рассеивается на покоящемся электроне под углом θ = 60о.

Рассчитать длину волны рассеянного фотона.

Изменение длины волны рассеянного фотона

Δλ = λ'−λ = mch (1cos θ) =

= 0,024(1 – 0,5)Å = 0,01Å.

Длина волны рассеянного фотона

λ′ = λ + Δλ = 0,036Å.

Пример

При комптон-эффекте на электроне, движущемся со скоростью v, в результате рассеяния первичного фотона с

энергией Eγ 0 возникают фотоны с большей энергией Eγ .

Eγ 0

γ0

eE0

 

θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

Eγ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

В общем случае, показанном на рисунке

 

 

 

 

 

 

 

 

1v cosθ

 

 

 

 

Eγ = Eγ 0

 

 

 

 

c

 

 

 

 

,

 

 

v

 

 

Eγ 0

 

 

 

1

cos(θ

ϕ) +

(1cosϕ)

 

c

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

v — скорость электрона, имевшего до взаимодействия

полную энергию E0 .

 

 

1v cosθ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.к. E0

Eγ 0 , Eγ Eγ 0

 

 

c

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1v cos(θ ϕ)

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

В случае электронов и фотонов, движущихся до взаимодействия навстречу друг другу, а рассеянный пучок фотонов направлен так же, как пучок электронов

 

 

 

1+v / c

 

 

E

2

 

 

Eγ E0

 

 

 

4Eγ 0

0

.

 

 

1v / c

2

 

 

 

 

mc

 

Если Eγ 0 =1, 78 эВ (рубиновый лазер),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

10 МэВ

100

МэВ

1 ГэВ

 

10 ГэВ

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

2,7 кэВ

273

кэВ

28 МэВ

2,73 ГэВ

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОпытФранка-Герца

В 1913 г. Франк и Герц поставили эксперимент, в котором наблюдалась дискретная структура атомных уровней. Энергии связи внешних электронов в тяжелых атомах составляют несколько эВ. На рисунке показаны уровни энергии валентных электронов атома ртути. Энергия электронов основного

состояния E0 = −10, 42 эВ. Энергия первого возбужденного состояния Eh = −5,54 эВ. Энергия перехода между этими

состояниями

E = Eh E0 = −5,54 эВ(10,42) эВ= 4,88 эВ.

Если энергия пучка медленных электронов, проходящего через пары ртути, меньше 4,88 эВ, то столкновения электронов пучка с атомами ртути будут упругими, т.е. без передачи энергии. Если энергия пучка электронов превышает 4,88 эВ, то происходят неупругие столкновения с передачей части энергии электрону атома ртути, сопровождающиеся переходами электронов атома ртути в первое возбужденное состояние. Поэтому в зависимости анодного тока от ускоряющего потенциала будут наблюдаться характерные максимумы и минимумы, соответствующие дискретным уровням энергии, на которых находятся внешние электроны атома ртути.

ОпытФранка-Герца

James Franck

Gustav Hertz

(1882-1964)

(1887-1975)

Нобелевская премия по физике

1925 г. – Дж. Франк и Г. Герц За открытие законов столкновения электрона с атомом.

Дифракцияэлектронов

надвухщелях

1927

К. Дэвиссон и Л. Джермер и независимо от них Дж. Томсон показали, что для пучка электронов, как и для светового пучка, наблюдается явление дифракции.

1924 г.

Корпускулярно-волновой дуализм

Веществоиизлучение обладают и корпускулярными иволновымисвойствами

=

 

=

 

 

c

 

p

T

2

+ 2Tmc

2

 

 

 

 

 

Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie (1892-1987)

Нобелевская премия по физике

1929 г. – Л. Де Бройль За открытие волновой природы электрона

Соседние файлы в папке pdf