Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МЕТОДИЧКА БЛОКІВ-МОДУЛІВ по затверджнн.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
22.11.2019
Размер:
919.55 Кб
Скачать

Елементи теорії відносності

БНМ 5.2.21 Принцип відносності Ейнштейна

  1. В основі теорії відносності, створеної А.Ейнштейном лежать два постулати:

  • За допомогою будь-яких фізичних дослідів, виконаних в деякій інерціальній системі відліку, неможливо встановити, перебуває ця система в спокої чи рухається рівномірно і прямолінійно. Інакше кажучи, всі фізичні явища відбуваються у всіх інерціальних системах відліку зовсім однаково і в усіх інерціальних системах відліку фізичні закони мають однаковий вигляд.

  • Швидкість світла у вакуумі однакова в усіх інерціальних системах відліку і не залежить не від руху джерела світла, не від руху спостерігача. Швидкість світла у вакуумі є граничною швидкістю передавання будь-яких сигналів.

  1. Перший постулат Ейнштейна виражає принцип відносності, який є узагальненням механічного принципу відносності на будь-які фізичні процеси. Він встановлює рівноправність всіх інерціальних систем відліку.

Закон взаємозв’язку маси і енергії

  1. Теорія відносності доводить, що будь-яке тіло, яке вільно рухається, має енергію

  1. Тіло, яке перебуває в спокої (υ = 0), має енергію спокою

Ця формула вказує максимальну енергію, яка може бути одержана від тіла з масою спокою m0, якщо це

тіло перетвориться в електромагнітне випромінювання.

  1. Зміна енергії спокою тіла пропорційна зміні маси тіла:

А.Ейнштейн показав, що це співвідношення є справедливим для будь-якого виду енергії. Воно дістало

назву закону Ейнштейна про взаємозв’язок маси й енергії.

Модуль №6 Квантова фізика

Світлові кванти (1 частина)

БНМ 6.1.1 Фотоелектричний ефект

  1. Явище виривання електронів з речовини під дією випромінювання називається фотоелектричним ефектом.

  2. Установка для дослідження фотоефекту складається з: посудини, з якої викачано повітря; в посудині є досліджувана пластина, що відіграє роль катоду і анод; напруга між катодом і анодом може змінюватися за допомогою потенціометра.

  3. Якщо при незмінному світловому потоці, який падає на катод, поступово підвищувати напругу між катодом і анодом, то сила фотоструму спочатку зростає, а потім стає сталою. Найбільша сила фотоструму, яка виникає при незмінному світловому потоці, називається фотострумом насичення.

  4. Сила фотоструму насичення прямо пропорційна падаючому на фотокатод світловому потоку (перший закон фотоефекту).

  5. Максимальна швидкість (або кінетична енергія) вибитих випромінюванням електронів зовсім не залежить від освітленості поверхні, а визначається лише частотою (або довжиною хвилі) цього випромінювання (другий закон фотоефекту).

  6. Найбільша довжина хвилі, при якій не можна спостерігати фотоефект, називається червоною межею фотоефекту.

БНМ 6.1.2. Рівняння Ейнштейна

  1. За квантовою теорією світло є потоком фотонів, які рухаються зі швидкістю світла с.

В однорідному світлі з частотою ν всі фотони мають однакову енергію hν, де h – стала Планка.

  1. В явищі фотоефекту кожен фотон може поглинутись лише одним електроном. Енергія фотона частково витрачається на виконання роботи виходу А електрона з металу, а частково перетворюється в кінетичну енергію вибитого електрона:

.

Ця формула називається рівнянням Ейнштейна для фотоефекту.

БНМ 6.1.3. Фотон

  1. Світло випромінюється, поглинається і поширюється дискретними порціями (квантами), які називаються фотонами.

  2. Фотон характеризується енергією, масою й імпульсом.

Енергія фотона: .

Імпульс фотона: .

Маса фотона: .

  1. Фотон не має маси спокою, він існує лише в русі зі швидкістю світла у вакуумі.

БНМ 6.1.4. Корпускулярно-хвильовий дуалізм

  1. Електромагнітне випромінювання виявляє єдність неперервних (хвилі) і дискретних (фотони) властивостей.

  2. Хвильові властивості світла виявляються в закономірностях його поширення, інтерференції, дифракції, поляризації, а корпускулярні – в процесах взаємодії з речовиною.

  3. Хвильові властивості електромагнітного випромінювання яскравіше виявляються для малих частот і менш яскраво для високих. Навпаки, квантові властивості яскравіше виявляються для великих частот і менш яскраво – для малих.