--PAGE_BREAK--Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.
Свет наз. естественным или неполяризованным, если направление колебания вектора Е не является преимущественным. Свет называется частично поляризованным, если в нем имеется преимущественные направление колебания вектора Е. Частично поляриз. свет можно рассматривать как совокупность одновременно распространяющихся в одном и том же направлении естественного и линейно поляризованного света. Поляризацией света назыв. выл=деление линейно поляризованного света из естественного или частично поляризованного. Для этой цели используют поляризаторы. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух сред, а также на явлениях линейного лучепреломления и дихроизма. То же устройство можно использовать в качестве анализаторов, т.е. для определения характера и степени поляризации света. Закон Малюса: Ia= Ip*cos2(a), где Iaи Ipинтенсивности линейно поляризованного света, пропущенного анализатором и падающего на него. Угол а — между главной плоскостью поляризатора и плоскостью в к-рой изменяется Е.
Атом водорода по теории Бора.
Атом представляет собой положительно заряженное ядро. Электрон, движущийся вокруг него по круговой орбите, подчиняется второму закону Ньютона ma= Fk, где Fk— сила кулоновского притяжения к ядру, m— масса эл-на, a-центростреметильное ускорение. Для определения разрешенных орбит Бор ввел постулат — правило квантования: mVr= nh/2p, n=(1,2,..)
Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта.
Поглощением света наз. явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе, происходящее вследствие преобразования энергии волны во внутреннюю энергию в-ва или в энергию вторичного излучения, имеющего другой спектральный состав и иные направления распространения. Поглощение света может вызывать нагревание в-ва, возбуждение и ионизацию атомов или молекул, фотохимические реакции. Поглощение света описывается законом Бугера-Ламберта, соглано к-рому интенсивность плоской волны монохроматического света уменьшается по мере прохождения через поглощающую среду по экспоненциальному закону: I= Ioe-a'x, где Iо и I— значения интенсивности света на входе и выходе из слоя среды толщиной x, а а' — натуральный показатель поглощения среды, который зависит от природы и состояния поглощающей среды и от длины волны света.
.Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина.
Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры. Закон смещения Вина — при повышении температуры тела максимум испускательной способности абсол. черного тела смещается в сторону меньших длин волн — Y= b/T, где Y— длина волны, а b=0.029 м*К — постоянная Вина
.
Вывод формулы Планка по Эйнштейну.
В качестве теоретической модели абсолютно черного тела можно взять бесконечную систему гармонических осцилляторов со всевозможными общими частотами. Каждый из таких осцилляторов соответствует монохроматической компоненте черного излучения. Правильное выражение для средней энергии осциллятора удалось найти Планку путем введения квантовой гипотезы, совершенно чуждой классической физике — энергия осциллятора может принимать лишь определенные дискретные зачения, равные целому числу элементарных порций энергии — квантов энергии. Квант энергии ревен: Ео = hf, f— частота света, h— постоянная планка.
Опыт Боте.
Тонкая металлическая фольга помещалась между двумя газоразрядными счетчиками. Фольга освещалас слабым пучком рентгеновских лучей, под действием к-рых она сама становилась источником рентгеновских лучей(явление рентгеновской флуорисценции). Вследствие малой интенсивности первичного пучка кол-во квантов, испускаемых фольгой было невелико. При попадании на счетчик вторичных рентгеновских лучей с фольги, он срабатывал и приводил в действие особый механизм, делавший отметку на движущейся ленте. Если бы излучаемая энергия распространялась равномерно во все стороны, как это следует из волновых представлений, оба счетчика должны были бы срабатывать одновременно и отметки на ленте приходились бы одна против другойю В действительности наблюдалось совершенно беспорядочное расположение отметок, это можно объяснить только тем, что в отдельных процессах испускания возникают световые частицы, летящие то в одном, то в другом направлениях — фотоны.
Интерференция света
Согласно представлениям волновой теории, свет-это эл. магн. волна с дл. волн=380-780нм.
В большинстве опт. явлений имеет значение только эл. сост. эл.магн. волны, поэтому E(напряжение) – световой вектор
E=Emcos(w0-kx+φ0); I=I1+I2+2√I1I2 cos ∆φ.
1)max: ∆φ=+-2Пk, k=0,1,2,3,…
L1
S1 L=ln-опт. длина
P хода луча
S2 l2 ∆max=2k*λ/2
2) min; ∆φ=+-(2k-1)П ∆min=(2k-1)* λ/2
--PAGE_BREAK--Туннельный эффект.
Туннельным эффектом называется прохождение частиц сквозь потенциальные барьеры(поле сил, действующих на частицу). Туннельный эффект является квантомеханическим эффектом, связанным с тем, что частицы обладают волновыми св-вами. Прозрачностью Dпотенциального барьера назыв. величина: D= Iпрох/Iпад, Iпрох — интенсивность волны де Бройля, прошедшей сквозь барьер, Iпад — падающей на барьер.
Атом водорода в квантов. механике
Результаты кантовой механики можно применить к отдельному атому водорода
а также для водородопод. систем.
Силовое поле отд. атома явл-ся центростремит. поэтому ур-ие Шрёдингера решать в сфер. системе координат.
— энергия электронных сост. в атоме. Формула совпадает с результатом Бора, но в этом случае, это просто следствие ур-ия Шрёдингера.
Квантовые числа: 1) Главное(n=1,2….) характеризует уровни энергии электрона
2) Побочное(l=0,1,2,3…(n-1)) квантует модуль орбит. момента имп. электрона:
;
3) Магнитное (mE=) Оно квантует проекции вектора орб. момента на направление некой внешней оси.
С орб. моментом связан орб. магн. момент:
Если заданы n, l, me, то возм. 1 такое сос.
Если заданы nи l, то (2l+1) состояний
Если задано n, то n2
Главное квантовое число записывают заглавной арабской цифрой. Орбитальное- малыми лат. буквами.
Магнитное- правй верхний числовой инд
Квантовая физика штейн предложил, что энергия это рассеяние является упругимU
=
n
/
mr
=…=(
ze
2
/4ПЕо)(1/Св-ва волновой функции:
передаётся и поглощается тагже т.е.выполняется закон сохране/n
)=
U
1
/
n
где U
1
=
e
2
/4П
Eoh
= 1)Это комплексная функция ко-
1.Тепловое излучение-излуч.элеквантами w
=
W
==
hv
–энения импульса и энергии= =2 106м/с ординаты времени2)Это ампли
ктромаг.волн с поверхности на-ргия кванта где h=6,625 10-34Дж=1-=с(1-
ws
) – сме- Е=
WK
+
Wp
=(
mU
2
/2)-(
zee
/4ПЕо
r
)туда вероятности нахождения
гретого тела(Т>0) =>все тела с => =h/2П=1,04 10-34Дж с - щение длины волны при эф.Ком = mz
2
e
4
_
ze
2
mze
2 микрочастиц в данном объёме
нагретые. приведённая постоян.Планка с=
h
/
mec
– длина волны Комп 16П2
Eo
2
2
r
2
2 4ПЕо4ПЕо
r
2
3)Это нормированная функция
Св-ва:1.Тепл.излуч.материално Формула Планка тона=2,426 10-12м. Эффект= _ mz
2
e
4 4)Это однозначная конечная и
(обладает энергией и массой) 2. f
(
w
,
T
)=(w
3
/4П2
C
2
)(1/
ew
/
Kt
-Комптона подтверждает нали- 32П2Ео2r
2
2 => и непрерывная функция5)Пер-
Единственый вид излучения ко—1) где е(в степени) w
/
Kt чие у фотонов импульса. E
=
E
1
/
n
2 где E
1
=…=-13,6эВ вые производные от волновой
торое может находится в состо-Теоретич.формула Планка пол- 4. Давление света Е эВ функции по координатам и вре
янии термодинамического рав- ностью совпала с экспиремен- Прибор Лебедева мени должны быть непрерывн.
новесия с веществом. тальными данными. Результат изме- 6) II2должна быть интегр.
Спектральная плотность энер-Формулы классической физики нения Лебедева 3. Основные идеи квантовой
гетической светимости: могут быть получены из форму совпал со значе механики:
r
(
w
,
T
)=
л квантовой физ, в виде частн. нием светового давления полу- hv
=
Em
-
En
=(
E
1
/
m
2
)-(
E
1
/
n
2
) => Соотношение неопределённос
Интеграль.энергетическая све-случая. ченной из теории Максвелла. Сериальная Бальмера: ти Гейзенберга: Произведение
тимость тела: Рф=
hv
/
c
;
P
-давление; Р=
F
сила
/\
v
=(
E
1
/
h
)(1/
m
2
– 1/
n
2
) где E
1
/
h
=неопределенностей значений 2
Rc
=
;
Rc
=
r
(
w
,
T
)
dw2.Фотоэлектрический эффек
т /
S
площадь
F
=Pимпульс /t= =R
=3,29 1025Гц – постоянная сапряжёных величин не может
ó
r
(,
T
)=
это изменение энергетич.состо-=dp
/
dt
=>
P
=
dp
/
dts где dp
= Редберта;
v
=(
R
/
m
2
–
R
/
n
2
)=быть меньше постояноя Планка
Спектральная поглощательнаяяния вещества под действием =dp
отр
+
dp
пог
=2р(
hv
/
c
)
N
+(1-
p
)( =
T
(
m
)-
T
(
n
) где T
=
R
/
n
2
–спект-
Х
Рх > ;
Y
Р
y
>
;
способность а(
w
,
T
)=
d
Фпад /
dS падающего света:1)если свет паhv
/
c
)
N
=(
hvN
/
c
)(2
p
+1-
p
)=(1+
p
)(ральный терм.
Z
Р
z
>
;
E
t
>
1)Если а=0 => не поглощает => дает на вещество и выбивает с hvN
/
c
) Принц Ринца:Все линии излу- Принцип прочности в кванто
абсолютно белое тело его поверхности электроны, то P
=(1+
p
)
hvN
/
cdts
=(1+
p
)(
W
/
csчения данного атома могут бытвой механике:На основании из
2)Если 0 серое тело фотоэффект внешний 2)если dt
)=(1+
p
)(
Ec
/
c
) где Е-энергетичполучены путём всех возмож- вестного состояния микрочасти
3)Если а=0=>абсолютно чёрноепод действием света валентныеосвещённость. ных комбинаций его термов цы в данный момент времени
тело(моделью АЧТ может слу- электроны отрываются от ато- Р=(1+р)(W
/
csdt
)где cdt
=
l(рас- v
=
c
/; 1/=
V
=(
R
/
c
)(1/
m
2
–можно определить её состояние
жить маленькое отверстие в бо-мов и остаются в нутрии веще стояние проходимое светом) => -1/n
2
);
R
л=
R
/
c
=1,097 107м в последующие моменты вре-
льшой полости). тва, то фтоэф.внутренний(толь- Р=(1+р)(W
/
V
)=(1+
p
)w Опыт Франка и Герцаподтве-мени.
Законы теплового излучения: ко в полупроводниках и диэлек По современным представленирдили дискретный характер пог продолжение
--PAGE_BREAK--4. Уравнение Шрёдингера
1. Закон Кирхгофа: отношение триках. ям свет обладает корпускуляр-лащения энергии.Теория не объВ квантовой механике состоя-
спектральной плоскости энергеЗакон внешнего фотоэффектаволновым дуализмом, в одних яснила различную энтенсив- ние микрочастицы описывается
тической светимости тела, к его 1. Закон Столетова: фототок явлениях проявляются его вол-ность спектра.она использовалоеё волновой функцией. Волнов.
спектральной поглощающей насыщения прямопропорц.па- новые св-ва, в других явлениях классическое и квантовое пред-функц.входит в уравнения полу
способности является универса дающему на катод световому проявляются корпускулярные ставление.Она тагже не объяс- ченые Шр., поэтому это уравне-
ль.функции температуры и незапотоку(при всех прочих =усло-св-ва. нила строение атома начиная с ние в квантовой мех.является
висит от природы тел. виях опыта). гелия. тем же самым, что и 2ой з.Нью-
r1(w,T)
= r2(w,T) = rn(w,T) 2. Maxкинетическая энерг. вы- Физика атома и ядра 2.Корпускулярно волновой дуатона в класич.мех.
a
(
w
,
T
)
a
2
(
w
,
T
) =…
an
(
w
,
T
)=битых электронов независит от лизм (-/2m
)(2
)+
U
=
i
(д
=
r
*(
w
,
T
) интенсивности света, а опреде-1) Строение атома и кванто- Рф=h
/=> в=
h
/
P
–длина /д
t
)где i
=1;
U
=
U
(
x
,
y
,
z
)потен-
a
(
w
,
T
) =
f
(
w
,
T
) =
r
*(
w
,
T
) ляется только его частотой. ваяя механика: волн де Бройля циал энергия микрочастица во
физич.смысл: спектральноизлу-3.Для каждого вещ-ва катода су1. Теория атома Резенфорда Опытные подтверждения кор- внешнем силовом поле.Это ура
чательная способность АЧТ. ществует красная граница фото и Бора пускулярно волнового дуализма внение – обобщение опытных
2. Закон Стефана-Гольцмана: эффекта, т.е. minчастота или 1)опыт Девиссона-Джермера фактов, теоретич. не выводят.
Re
*=
T
4
где -коэфиц.проmaxдлина волны при которой * p
=
mU
-импульсДвижение свободной микроча
порциональности(=5,67 10-8 Вт/фотоэффект ещё возможен. d
Au
W
к=
mU
2
/2-ки-стицы в доль оси Х(U=0-свобо
/м2К4); То-темпер.окруж.среды Фотоэффект объясняется с по- э нет.энерг.элек.дная частица):
аТ-коэф.скорости чёрного тела мощью фотонной теории света.В центре атома находится мале I W
к=р2/2
m
=>+(2mE/2) =0 => =
Re
=
aT
T
4
;
Re
=
aT
(
T
4
-
To
4
) Фотон-квант света Wф=hv
=
hwнькое полржит.заряженое ядро; =>p
=,/2
m
W
к==
Ae
(в степени)(-
i
/)(
Et
-
PxX
) Это
Пирометрия -определение тем-hv
=
A
в+(
mUc
2
max
/2) – Уравне-почти вся масса атома сосреда- ,/u
=,/2
meIuI уравнение описывает плоскую
пературы удалённых нагретых ние Эйнштейна для фотоэфек.точена в ядре, вокруг ядра, на 2dsin
=
kx
=> =2
d
sin
/
kмонохроматич.волну де Бройля
тел. f
(
,
T
)=
r
*(
,
T
) зависит только от v
– частоты значительном удаление враща- =0,165H
м; в=
h
/
P
=0,167нНраспростран.в доль оси х.Это со
-длина вол- mUc
2
max
/2=
hv
-
A
в=>
mUc
2
ma
/ ются отрицательные электроны2)опыт Бибермана-Сушкина- ответствует одинаковой плот-
ны, которую при T
2
T
1
/2=0 =>
hvo
=
A
в =>
vo
=
A
в/
h
ra
~10 -10м;
r
Я
~10 -15м -Фабриканта:Изучили дифрак ности вероятности нахождения
ходится maxфу vo
–красная граница фотоэфек. Постулаты Бора: цию электромагнит.пучков => микрочастицы в разных облас-
нкции Кирхг. 0
Применение фотоэффекта: 1)Атом может находится в осо-развитие электронографии. тях пространства.
3. Первый закон Вина(з.смещен)1)Фотоэлиментах2)Фотоэлект-бых стационарных сост, в кото-…………………………………. 5. Микрочастица в потенци-
При увилич.темпер. АЧТ max роные приборы3)Звуковое ки-рых он не излучает энергию По аналогии с механ.волнами альной яме
функции Кирхг.смещается в ко-но4)Телевидиние 5)Солнечны 2)При переходе из одного состодвижение микрочастиц тагже U
где l-ширина ямы
ротковолновую область. С1 =батареи. яния в другое атом излучает должно описыватся некой вол- U
=0 0x
l
;
U
=0
=
где С1-первая пост.Ви-Ав1 Ав1n
1
>
n
2
или поглощает квант энергии новой функцией.Из опытов сле- 0 l
x
x
>0;
U
=
на С1=2,90 10-3мК При освещении в hv
=
Em
-
Enдует, что в одних областях веро-Стационарное урав.Шрёдин-
4.
rmax
*(
,
T
)=
C
2
T
3
где C2=1,3 контакте 2ух полупроводников ятность обнаружения микрочасгера:2
+(2mE/2)(Е-U
)
10-5Вт/м3К5 возникает фотоЭДС >чем в других областях, т.к.ин- =0 где 2mE/2=k
2
=>
+
k
2
Вид функции Кирхгофа: 3. Эффект Комптона Правило квантования электро-тенсивность волны пропорцион=0 { 0X
l
=>
-1
f
(
w
,
T
) -Реле и Джинс парафин ных орбит:электрон в атоме мо квадрату её амплитуды, то в {X
0,
X
>
l
=>
=0
-опыт жет двигатся только по таким этих областях интенсивность
(0)=
(
l
)=0
орбитам на которых его моментволн де Бройля также больше.
(
x
)=
iAsin
(
kx
+
d
), где
(0)=
продолжение
--PAGE_BREAK--