- •40. Равновесное излучение и его свойства. Закон Стефана-Больцмана. Формула Вина и закон смещения Вина. Формула Рэлея-Джинса.
- •Формула Релея-Джинса:
- •41. Гипотеза Планка и формула Планка. Квантовая теория равновесного излучения. Понятие об оптической пирометрии.
- •43. Гипотеза Эйнштейна о фотонах. Опыт Боте. Энергия и импульс фотона. Корпускулярно-волновой дуализм свойств света.
- •- Формула Эйнштейна.
- •Опыт Боте и импульс фотона. (рис)
- •Корпускулярно волновой дуализм света.
- •45. Эффект Комптона. Теория эффекта Комптона. Электроны отдачи.
- •Опыты показали, что:
- •48. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра.
- •50. Модели атомов. Опыты Гейгера и Марсдена. Рассеяние -частиц. Опыты Резерфорда. Размеры атомов и ядер.
- •51. Эмпирические закономерности в спектрах атома водорода. Спектральные серии. Элементарная теория Бора водородоподобного иона. Энергетические уровни атома водорода и его спектры.
- •- Уравнение движения. – правило квантования орбит.
- •Подробное исследование спектра атома водорода.
- •Спектральные закономерности.
- •52. Опыт Франка-Герца. Учет движения ядра.
- •Опыт Франка-Герца
- •54. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Корпускулярно-волновой дуализм. Применение соотношения неопределенностей Гейзенберга.
- •55. Магнитный момент атома. Опыты Штерна и Герлаха. Гипотеза Гаудсмита и Уленбека. Спин и собственный магнитный момент электрона. Понятие о принципе Паули.
- •58. Резонансное усиление света.
- •59. Условия стационарной генерации (баланс фаз и баланс амплитуд).
- •Условие порога генерации:
- •60. Устройство и принцип работы лазеров. Роль оптического резонатора. Продольные и поперечные моды. Спектральный состав излучения лазеров. Применение лазеров.
- •Продольные и поперечные моды
45. Эффект Комптона. Теория эффекта Комптона. Электроны отдачи.
Изменение длинны волны рентгеновского излучения, при его рассеянии веществом содержат лёгкие атомы. В 1923г. Комптон использовал рассеяние монохроматического излучения веществами с лёгкими атомами (графит, парафин) и обнаружил, что с рассеянием наблюдается так же излучение большей длинны волны – λ (λ’>λ). ∆λ= λ’-λ – Комптоновское смещение.(РИС)
Опыты показали, что:
∆λ не зависит от длинны волны падающего излучения и от природы рассеивающего вещества, а определяются углом рассеяния θ.
С увеличением угла θ интенсивность смещения компоненты растёт, а несмещённой падает.
3)Чем тяжелее атом рассеивает вещества, тем всё большая часть излучения рассеивается, без изменения длинны волны. Вывод: Эффект Комптона не укладывается в рамки волновой теории, согласно которой, длинна волны при рассеянии изменяться не должна. И действительно, что ∆λ не зависит от природы рассеивающего вещества, следовательно, что рассеяние излучения происходит не на атомах, а на электронах. Под действием периодического поля световой волна, электрон колеблется с частотой этого поля, поэтому излучает рассеяние волны той же частоты. Все особенности эффекта Комптона удаётся объяснить на основе квантовой теории с этой точки зрения эффекта Комптона – есть результат упругого столкновения рентгеновских фотонов вещества ( у лёгких атомов энергия связи электрона с атомом значительно меньше энергии рентгеновского фотона). Энергия связи составляет 10эВ; Энергия фотона 10кэВ. (РИС)
=ħ(k-k’)+mc;
( +
−k’)
- формула Комптона. м
Замечание: Анализ полученных результатов даёт:
не зависит от λ;
Наличие несмещённой компоненты в рассеянном излучении объясняется следующим образом: Энергия связи внутри электронов в атомах рассеивающего вещества сравнима с энергией фотонов, особенно в атомах тяжёлых элементов ⟹ такие электроны нельзя считать свободными. Обмен энергией и импульсов рентгеновских фотонов в этом случае происходит с атомом в целом, но т.к. масса атома >> , поэтому атома существенно меньше электрона ⟹∆λ атома .
С ростом атомного номера ат. рассеив. вещества относительное число связанных электронов с атомом растёт и ⟹ интенсивность несмещённой компоненты так же растёт, но сравнима с интенсивностью смещённой.
Эффект Комптона наблюдается в видимой области спектра ∼ и поэтому внешние электроны нельзя считать свободными.
Эффект Комптона наблюдается не только на электронах, но и на других заряжённых частицах, например протон.Если начинает процесс образования электрон- позитронных пар.А если этот процесс образования этих пар начинает преобладать над эффектом Комптона.В отличие от рассеяния фотонов осуществившегося как на свободных так и на связанных электронах поглощённые фотонов только связывают электроны. Поглощение фотона свободным электроном не возможно т.к. это противоречит ЗСЭ и ЗСИ.
48. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра.
Рентгеновские волны – это электромагнитные волны с . Возникает при торможении быстрых электронов. (РИС.катод изготовлен из меди, серебра, платины и др.)
При энергии электрона не превышающей критическое значение зависит от вещества анода. В котором тормозят электроны, называют белое или тормозное излучение. Имеющее сплошной спектр. (РИС) График зависимость спектральной плотности излучения от λ.
Замечание: При напряжениях больших критического возникает характеристическое рентгеновское излучение.
Существуют мин. длинна волны (коротковолновая граница) сплошного рентгеновского спектра. И из опыта следует, что определяется напряжением на рентгеновской трубке.
С точки зрения классической теории не должно быть т.е. спектр доложен начинаться с нуля. И существование вытекает из квантовой природы излучения.
Замечание: По можно определить величину ħ