«атом және атом ядросының физикасы» ПӘнінен зертханалық ЖҰмыстарды орындауға арналған оқУ-Әдістемелік қҰрал
жүктеу/скачать 1,78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Құрал-жабдықтар
| Зертханалық жұмыс № 5
(құрал-жабдықтар арқылы) ФОТОНДАР ҮШІН АНЫҚТАЛМАҒАНДЫҚ ҚАТЫНАС Жұмыстың мақсаты: фотондар үшін анықталмағандық қатынастың орындалатынын тәжірибе жүзінде тексеру. Құрал-жабдықтар:жарық көзі, айнымалы ені бар саңылау, экран, сызғыш. Жұмыстың қысқаша теориясы Жазық толқын еi(ωt–kz) ені а саңылауға түссін делік. (1-сурет). Саңылаудан кейін жарық толқындары барлық мүмкін бағыттарға таралады. Өткен толқынның энергиясының көп бөлігі 0 <φ<φ1 спектр бұрышына сәйкес келеді, мұндағыφ1 - бірінші минимумдағы бағытқа жауап беретін бұрыш, ол интерференциялық шартқа бағынады. Δ1= a sin φ1=λ. (1) (1) қатынас саңылаудан шыққан кездегі жазық толқындардың спектрінің φ = φ1 шартты шекарасын анықтайды. Сәулелену үлкен бұрыштармен (φ>φ1) қатар кішкентай бұрыштарға да (φ<φ1) шашырайтынын ескерсек, саңылауда шашырайтын жазық толқындардың көп бөлігі үшін бұрыштар тәуелді болатын анықталмағандықтың келесі толқындық шартын жазуға болады: а sinφ ≤ λ (2) (2) теңсіздік кез-келген физикалық табиғаттағы толқындарға қатысты. Ол саңылаудың сығылуы міндетті түрде дифракциялық өріс жинақталатын бағыт секторының ұлғаюымен бірге жүретіндігін көрсетеді. Мысал ретінде 2-суретте ені әр түрлі екі саңылауда I интенсивтілігінің бұрыштарға таралуы көрсетілген.Саңылау ені екі есе үлкейгенде, яғни a2 = 2a1 кезінде центр максимумына жауап беретін sin шамаларының интервалы екі есе азаяды. Электромагниттік (жарық) толқынды энергиясы және импульсі фотондар ағыны деп есептесек, қарастырылып отырған қатынасты басқаша жазуға болады. Түскен фотондар тек z-импульс компонентіне ие болсын. . Саңылаудан өткеннен кейін фотондарда x-импульс компоненті пайда болады. (3-сурет): . Әртүрлі бұрыштарға бұрылатын фотондар үшін рx шамалары әртүрлі. (2) теңдік арқылы: . (3) Бұл қатынас әдетте осылай жазылады: , (4) мұндағы -экран жазықтықтығы фотондардың локализация облысы (орналасу анықталмағандығы), ал – импульс компонентінің шамалар анықталмағандығы (анықталмағандық). (4) қатынас координатаның анықталмағандық туындысы оған сәйкес келетін импульс анықталмағандығына h = 6,62 ∙ 10–34 Дж/с ретті шамамен сәйкес келетінін көрсетеді. Бұл шамалардың біреуі нақты анықталған сайын, мысалы, фотондар өтетін саңылау сығылған сайын импульс рх анықталмаған, және керісінше саңылау ұлғайған (∆х→∞) сайын, импульс анықталған (∆р→0) болады. ∆х және ∆р шамалардың біреуі жеткілікті анықталған шамаға ие болса, екіншісі анықталмаған болады. Берілген жұмыста фотондар үшін анықталмағандық қатынас (4) тәжірибе жүзінде тексеріледі. Тәжірибеде ∆х фотон координатының анықталмағандығын сипаттайтын саңылау ені және ∆рхфотонның көлбеу импульсының анықталмағандығын сипаттайтын дифракциялық суреттің ені өлшенеді. Тәжірибелік қондырғының сипаттамасы Анықталмағандық принципін тексеретін қондырғы монохроматты сәулелену көзінен (гелий-неондық лазер) және дифракциялық сурет байқалатын саңылау мен экраннан тұрады. жүктеу/скачать 1,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|