Квантовая природа света

Студенты при изучении раздела «Квантовая природа света» дисциплины «Квантовая физика» должны:

- знать физические величины и единицы их измерения: работа выхода, комптоновское смещение, фазовая скорость света, групповая скорость, импульс фотона, энергия фотона, давление фотона, волновой вектор, длина волны, фотоэлектродвижущая сила, плотность вероятности, комптоновская длина волны, фототок насыщения, задерживающее (запирающее) напряжение;

- знать понятия: фотоэффект, фотоэлектроны, красная граница фотоэффекта, рентгеновское излучение, фотопроводимость, фотосопротивление, эффект Комптона, эффект Доплера, корпускулярно-волновой дуализм, излучение Вавилова-Черенкова, фотон, флуктуация, задерживающая разность потенциалов, вольтамперная характеристика, многофотонный фотоэффект, видимый свет;

- знать виды фотоэффекта: внешний и внутренний, ядерный, вентильный (фотогальванический), селективный и нормальный;

- знать виды рентгеновского излучения: тормозное и характеристическое;

- знать сущность рентгеноструктурного анализа;

- знать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта;

- знать основные закономерности фотоэффекта, метод изохромат;

- знать устройство и принцип действия установки для исследования фотоэффекта, установки Комптона, камеры Вильсона, солнечных батарей, фотоэлементов;

- знать виды фотоэлементов: вакуумный, газонаполненный, фотоэлектронный умножитель, полупроводниковый, вентильный;

- знать и уметь раскрывать фундаментальные опыты: опыт Г. Герца, исследования А.Г. Столетова, опыты Ричардсона и К. Комптона, опыт Милликена, опыт П.И. Лукирского и С.С. Прилежаева, опыт А.Ф. Ильфе и Н.И. Добронравова, опыты Баркла, опыты С.И. Вавилова, опыт Боте, опыты Лебедева;

- знать, что наиболее эффективное действие оказывает ультрафиолетовое излучение, что под действием света вещество теряет только отрицательные заряды, сила тока, возникающая под действием света, прямо пропорциональна его интенсивности;

- уметь объяснять физический смысл универсальной функции Кирхгофа;

- уметь раскрыть смысл физических законов и принципов: уравнения Эйнштейна для фотоэффекта;

- уметь вычислять красную границу фотоэффекта и энергию фотоэлектронов на основе уравнения Эйнштейна;

- уметь вычислять давление, импульс, энергию через частоту (длину волны);

- уметь вычислять длину волны комптоновского смещения, используя законы сохранения импульса и энергии;

- уметь приводить примеры использования фотоэлементов;

- уметь читать графики вольтамперной характеристики;

- уметь приводить доказательства квантовых представлений о свете как о потоке частиц;

- уметь подтверждать волновую природу света;

- знать основные уравнения, связывающие корпускулярные свойства электромагнитного излучения с волновыми свойствами;

- уметь пользоваться люксметром, монохроматором, реостатом, источником постоянного тока;

- уметь проводить экспериментальную проверку законов внешнего фотоэффекта;

- уметь исследовать прямую ветвь вольтамперной характеристики фотоэлемента;

- уметь исследовать вольтамперную характеристику фотоэлемента при обратном напряжении на фотоэлементе;

- уметь экспериментально оценивать работу выхода электрона, красную границу катода и постоянную Планка;

- уметь снимать показания приборов: амперметр, вольтметр;

- уметь исследовать вольтамперную характеристику фоторезистора;

- уметь изучать спектральную чувствительность фоторезистора;

- уметь оценивать ширину запрещенной зоны полупроводникового материала фоторезистора.