Связь дисперсии с поглощением.

_{Поглощение света - явление потери энергии световой волной, проходящей через вещ-во, вследствие преобразования энергии волны в другие формы. В рез-те поглощения интенсивность света уменьшается. Поглощение описывается законом Бугера где I и I0 – интенсивности плоской волны на входе и выходе слоя поглощающего вещ-ва толщиной «х» ,  - коэф. поглощения. Коэф.поглощения зависит от}

_{ (или частоты ).}

Вопрос №8. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина. Тепловое равновесное излучение. Излучательная способность, поглощательная способность. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.

_{Тепловое излучение – свечение тел (нагретые до высоких температур), обусловленное нагреванием. Тепловое излучение – практически ед.вид излучения, кот.может быть равновесным, т.е. тел в единицу времени будет поглощать столько же энергии, сколько и излучать. Количеств. хар-ой теплового излучения служит спектр. плотность энергетической светимости тела – мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины. dW – энергия электромагн.излучения.}

_{[R]=Дж/(м2с)}

_{Эергнетическая светимость тела}

_{Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спектральной поглощательной способностью показывающей какая доля энергии приносимой за единицу времени на единицу площади поверхности тела на неё эл.магн. волнами с частотами от v до v+dv поглощается телом.}

_{Тело, способное поглощать полностью при любой температуре всё падающее на него излучение любой частоты, - чёрное. След-но спектральная поглощательная способность черного тела для всех частот и температур тождественно равна единице.}

_{Закон Кирхгофа – отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел универсальной функцией частоты и температуры. Т.к. спектр.поглощ.спос.черного тела  1, то универс.функция Кирхгофа есть спектральная плотность энергетич.светимости черного тела. Если тело не поглощает эл.магн. волны какой либо частоты, то оно их не излучает.}

_{Используя закон Кирхгофа}

_{Больцман применил термодинамический метод, частично решив задачу зависимости энергетической светимости Rе от температуры.}

_{Закон Стефана-Больцмана Re =  T4 , где  -постоянная Ст.-Б., =5,67*10-8 [Вт/(м2К4)}

_{Все кривые имеют максимум по мере повышения тем-ры смещается в сторону более коротких волн. Площадь ограниченная кривой пропорциональна Re .}

_{Вин установил зависимость длины волны  max, соответ-ей максимуму функции rT, от температуры Т. Согласно закону смещения Вина  max= b/T (b=2.9 10-3 – постоянная Вина). Показывает смещение положения максимума функции rT по мере возрастания температуры в область коротких длин волн.}

_{Вопрос №9. УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ катастрофа. Гипотеза Планка. Формула Планка и ее связь с законами излучения абсолютно черного тела.}

_{Рэлей и Джинс применили к тепловому излучению методы статист.физики. (о зависим. энергетической светимости Rе от температуры).}

_{Формула Рэлея-Джинса.}

_{«Ультрафиолетовая катастрофа» - вычесленная с использованием формулы Р.-Дж. Энергетическая светимость черного тела равна бесконечности, в то время как по закону Стефана-Больцмана она пропорциональна четвертой степени температуры.}

_{Квантовая гипотеза и формула Планка – атомные осциляторы излучают энергию не непрерывно, а определёнными порциями – квантами причём энергия кванта пропорциональна частоте колебания: =hν=hc/, где (h = 6.625 10-34) – пост.Планка.}

_{Т.к. излучение испускается порциями, то энергия осциллятора  может принимать лишь определенные дискр.значения, кратные целому числу элементарных порций энергии 0: =nhν.}

Вопрос №10. Корпускулярные свойства излучения. Фотоны. Энергия импульс и масса фотона. Квантовое объяснение давления света. Квантовые свойства света. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

_{См.стр.учебника №327 – квант.св-ва..}

_{Фотон – поток световых квантов. Энергия фотона: =hν=hc/.}

_{Импульс фотона}

_{масса фотона эти выражения связывают корпускулярные характеристики фотона - массу, импульс и энергию - с волновой характеристикой света - его частотой ν.}

_{Если фотон обладает импульсом, то свет, падающий на него, должен оказывать на него давление. Давление света обусловлено тем, что каждый фотон при соударении с поверхностью передает ей свой импульс. Давление света на поверхность равно импульсу, который передают поверхности в 1с Nфотонов.}

_{Давление света}

_{Фотоэффект – вырывание электронов из вещ-в под действием света.}

_{Внешний ф-т – испускание электронов вещ-ом под действием электромагн.излучения.}

_{Внутренний ф-т – явления увеличения концентрации свободных носителей заряда в полупроводниках под действием света.}

_{Вентильный – возникновение ЭДС при освещении контакта 2-х разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего эл.поля).}

_{Законы фотоэффекта: 1) Число вырванных фотоэлектронов пропорц-но интенс. света. 2) Кинет. энергия фотоэлектрона линейно возраст. с увелич. частоты падающего излучения и не зависит от его интенс. 3) При некот.достаточно малой частоте кин. энергия = 0 и фотоэффект прекратится.}

_{Уравнение Эйнштейна. Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему электрону кинетической энергии mvmax/2. По закону сохранения энергии:}

_{- уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.}

_{Из формулы следует, что максим.кинет.энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увелич. частоты падающего излучения и не зависит от его интенс-ти (числа фотонов).}

_{Вопрос №11. Опыты Столетова. Основные законы внешнего фотоэффекта. Зависимость задерживающей разницы потенциалов от частоты падающего света. Эффект Комптона. Законы сохранения и импульса при эффекте Комптона. Формулы Комптона. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры и мазеры.}

_{Фотоэффект – вырывание электронов из вещ-в под действием света.}

_{Внешний ф-т – испускание электронов вещ-ом под действием электромагн.излучения}

_{Законы Столетова (3 закона внешнего фотоэффекта):}

_{1) Число вырванных фотоэлектронов пропорц-но интенс.света. 2) Максим. кинетическая энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности. 3) «Красная граница» фотоэффекта – минимальная частота света, при которой кин. энергия = 0 и фотоэффект прекратится.}

_{Вольт-амперная хар-ка фотоэффекта – зависимость фототока I, образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света, от напряжения U между электродами. Максимальное значение I1нас. – фототок насыщения - опред-ся: I1нас.=en, где n – число электронов. Из графика следует, что при U=0 фототок исчезает. Чтобы фототок был равен нулю, необходимо приложить задерживающее напряжение U0. След-но, mv2max/2=eU0, т.е. можно определить максим.значение скорости и кин.энергии фотоэлектронов.}

_{Эффект Комптона и его теория.}

_{Эффект Комптона - упругое рассеяние коротковолнового эл.магн. излучения на свободных электронах вещ-ва, сопровождающееся увеличением длины волны; рез-т упругого столкновения рентгеновских фотонов со свободными электронами вещ-ва. Фотон столкнувшись с электроном передает ему часть энергии, соответственно уменьшается энергия фотона и увеличивается длина волны. Опыты показали, что разность ∆=’- не зависит от длины волны  падающего излучения и природы рассеивающего вещ-ва, а опред-ся только величиной угла рассеяния θ: ∆=’-=2Сsin2(θ/2), где С – комптоновская длина волны С=2,426пм.}

_{p’ - импульс рассеянного фотона, ’ - энергия рассеянного фотона, ре – импульс электрона, W – энергия электрона. Закон сохранения энергии: W0+=W+’. Закон сохранения импульса: p= pе+p’.}

_{Вынужденное излучение – возникает, если на атом, находящийся в возбужденном состоянии, действует внешнее излучение с частотой, удовл-ей условию hν=Е2-Е1; происходит излучение атомом фотона дополнительно к тому фотону, под действием которого произошел переход.}

_{Спонтанное излучение – процесс испускания фотона возбужденным атомом без каких-либо внешних воздействий (спонтанное излучение некогерентно).}

_{Лазер – оптический квантовый генератор – усиление света с помощью вынужденного излучения. Мазер – генераторы и усилители, работающие в сантиметровом диапазоне радиоволн.}

_{Вопрос №12. Тормозное рентгеновское излучение и его коротковолновая граница.}

_{Тормозное рентгеновское излучение и его коротковолновая граница.}

_{При бомбардировке анода сильно ускоренными электронами возникает рентгеновское излучение представляющее собой эл.магн. волны с длиной волны 10-12 – 10-8 м. Спектр излучения зависит как от материала анода так и от энергии электронов, спектр представляет собой наложение сплошного спектра ограниченного со стороны коротких длин волн мин называемое границей сплошного спектра, и линейчатого спектра – совокупности отдельных линий появляющихся на фоне основного спектра.}

_{Сплошной (широкие полосы поглощения) ренг.спектр называют тормозным спектром, потому что характер сплошного спектра совершенно не зависит от материала анода, а определяется только энергией бомбардирующих анод электронов; детально исследования св-в излучения показало, что оно испускается бомбардирующими анод электронами в рез-те их торможения при взаимодействии с атомами мишени.}

_{Чем больше кин.энергия электронов, вызывающих тормозное ренг.излучение, тем меньше мин. Еmax=hνmax=eU, где U – разность потенциалов, Еmax - энергия, νmax- частота. отсюда граничаная длина волны:}

_{При достаточно большой энергии электронов на фоне сплошного спектра появляются резкие линии- линейчатый спектр определяемый материалом анода и называемый характеристическим рентгеновским спектром.}

_{ν – частота, соответствующая данной линии, R - постоянная Ридберга,  - постоянная экранирования.}

_{Смысл постоянной экранирования: на электрон, совершающий переход, соответ-ий некоторой линии, действует не весь заряд ядра Ze, а заряд (Z-)e, ослабленный экранирующим действием других электронов.}

Вопрос №13. Опыты Резерфорда по рассеянию -частиц. Модель атома по Резерфорду. Несостоятельность классической теории атома.