18.8. Хімічні перетворення речовини під дією світла

При поглинанні світла речовиною, у ній можуть відбуватися реакції, які називають фотохімічними. Енергія світла у цих реакціях іде на розклад багатоатомних молекул на складові.

Одна з найважливіших фотохімічних реакцій – це відновлення кисню з вуглекислого газу

Другою важливою фотохімічною реакцією є реакція розкладу броміду срібла, яка широко застосовується у фотографії

Є цілий ряд фотохімічних реакцій, де фотон не поглинається речовиною, а є стимулятором реакції, за допомогою інших речовин, активізованих світлом. Такі речовини називаються сенсибілізаторами. Сенсибілізатор має смугу поглинання для падаючої хвилі. Поглинаючи фотон, сенсибілізатор шляхом міжмолекулярних співударянь передає енергію фотона речовині, для підтримки відповідної реакції.

Розглянемо реакцію, створення з молекул водню й киснюперекису воднюза допомогою ртуті, атом якої виступає у ролі сенсибілізатора

На першій стадії реакції ртуть збуджується. На другій стадії, збуджений атом ртуті , при співударянні з молекулою воднюпередає їй енергію і молекулярний водень перетворюється в атомарнийH. Останній, взаємодіючи з молекулярним киснем, утворює перекис водню .

18.9. Ефект Комптона

У 1923 році А.Х.Комптоном було відкрито явище збільшення довжини хвилі розсіяного випромінювання при його взаємодії зі слабко зв’язаними електронами атомів або іншими вільними частинками. Це явище було названо ефектом Комптона. У спектрі розсіяного речовиною випромінювання під кутом спостереження до напрямку падіння, довжина хвилівизначається кутом, причому величина її зміщення від довжини падаючої хвилідорівнює

, (1)

де  довжина хвилі Комптона, m  маса спокою електрона. Зміщення не залежить від природи речовини й довжини хвилі.

Принципова схема досліду наведена на , де РТ  рентгенівська трубка, Д  діафрагма, РР – розсіююча речовина, Кр – кристал, ІК – іонізаційна камера. Вузький рентгенівський промінь із довжиною хвилі від рентгенівської трубки РТ вирізався діафрагмами Д і потрапляв на розсіюючу речовину РР. Випромінювання, розсіяне під кутом, аналізувалось рентгенівським спектроскопом, що складається із кристала Кр та іонізаційної камери ІК.

Розсіювання Комптона можна розрахувати на моделі співударяння кванта рентгенівського випромінювання з валентними електронами, які є практично вільними їх енергія зв’язку з атомами << енергії, що може бути передана квантом. Розглянемо співударяння на основі законів збереження енергії та імпульсу релятивістських частинок. Нехай нерухомий електрон має масу спокою m, а падаючий квант світла має частоту (див.). Тепер

	квант	електрон
енергія до удару
енергія після удару
імпульс до удару		0
імпульс після удару		.