§1 Классикалық теориялық физика
жүктеу/скачать 1,76 Mb.
|
Кванттық механика (лекция)
| Комптон эффекті. Бұған дейін қарастырған шымқай кара дененің сәуле шығаруы мен фотоэлектрлік эффект тәрізді кұбылыстардағы жарықтың әсерлесуі кезінде, яғни кванттық қасиеті оның затпен сәуле шығару, не сініру сәттерінде байқалады. Ал оның тек мұндай сәттерде ғана емес, сонымен қатар кеңістікте тараған кезінде де жарығ корпускалалары- фотондар түрінде болатынының айқын бір дәлелі- Комптон эффекті.
Бұл құбылысты алғаш рет 1922 жылы американ ғалымы Артур Комптон ашқан болатын. Ол өз тәжірибелерінде рентген сәулесі кейбір заттармен (графит, парафин, т.б.) әсерлескен кезде, сол заттан шашыраған сәуленің құрамында толқын ұзындықтары түскен сәуленің толқын ұзындықтарымен салыстырғанда біршама үлкен болатын сәулелердің де бар екенін байқады (1.3-суретті қараңыз). Комптон эффекті деп аталған бұл құбылысты одан әрі зерттеу барысында толқын ұзындығы ығысуының шамасы шағылдырушы заттың табиғатына да, түскен толқынның ұзындығына да тәуелді болмай, тек шашырау бұрышымен ғана анықталатыны байқалды. Бұл зандылыктарды классикалық теорияның негізінде түсіндіру мүмкін емес еді. Онын толық түсінігін жарықтың кванттық теориясы берді. Бұл теорияның түсіндіруі бойынша, түскен толқын ұзындығының өзгеру себебі жеке фотондардың зат құрамындағы еркін электрондармен серпімді соқтығысудың салдарынан болатын. Мұндай процесс кезінде олар өз энергиясының біраз бөлігін өзімен соқтығысқан электронға береді де, шашыраған фотондардың энергиясы түскен фотондар энергиясымен салыстырғанда біраз шамаға кемиді немесе, басқа сөзбен айтсақ, шашыраған толқындар ұзындығы түскен толқын ұзындығынан біршама артык болады. Соқтығысу серпімді болғандықтан, бұл үрдісте энергияның және импульстың сақталу заңдары орындалады. Егер түскен фотонның энергиясын- , импульсын- , ал шашыраған фотонның энергиясы мен импульсын сәйкес және деп, ал фотон шашырағаннан кейінгі электронның энергиясын - , ал импульсын деп белгілесек, энергия мен импульстың сақталу заңдары мына түрде жазылады: Фотонның шашырау бұрышын деп белгілесек, жоғарыдағы сақталу зандарынан толқын ұзындығының өзгерісі үшін мына төмендегі ернекті оңай шығарып алуға болады: Мұндағы - компондық толқын ұзындық деп аталады. Бұл өрнектің негізінде жүргізілген теориялық есептеулер тәжірибенің нәтижелерімен дәл келді. Бұл Планк болжамынан бастау алған кванттық теорияның дұрыстығының тағы бір бұлтартпас дәлелі еді. жүктеу/скачать 1,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|