Электр жєне магнетизм
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 43. Планктың кванттық гипотезасы
- Демек, Планк формуласы жылулық сәуле шығарудың барлық заңдарын жалпылайды және жылулық сәуле шығару теориясының негізгі есебінің толық шешімі болып табылады.
- 44. Фотоэффект құбылысы. Фотоэлектрлік эффект (фотоэффект)
| Абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің максимал мәніне сәйкес келетін толқын ұзындығы λmax оның термодинамикалық температурасына кері пропорционал:
Мұндағы b=2,9·10-3м·К – Вин тұрақтысы. 42. Рэлей-Джинс және Вин формулалары. Рэлей және Джинс жылулық сәуле шығаруға классикалық энергияларды еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру заңын қолдана отырып, қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің жарық жиілігіне тәуелділігін сипаттайтын өрнек алды: Мұндағы - меншікті жиілігі осциллятордың орташа энергиясы. Алайда осы өрнектен Стефан – Больцман заңын алу ұмтылысы физикалық мәні жоқ нәтижелерге алып келеді – ультракүлгін аймақта өте үлкен мәнге жетіп, шексіз өсе берді. Бұл нәтиже «ультракүлгіндік апат» деген атқа ие болды: Рэлей – Джинс формуласы тек төмен жиіліктер аймағында және жоғары температураларда ғана тәжірибемен сәйкес болды. Жоғары жиіліктер аймағында Виннің формуласы (Виннің сәуле шығару заңы) тәжірибені жақсы сипаттады: Мұндағы С1 және С2 – тұрақтылар. 43. Планктың кванттық гипотезасы. Макс Планк классикалық гармониялық осциллятордың теориясын атомдық осцилляторларға қолдануға жарамсыз деп жорыды; атомдық осцилляторлар энергияны үздіксіз шығармайды, бірақ белгілі бір мөлшерде порциялармен – кванттармен шығарады деп жорамал жасады. Кванттың энергиясы: мұндағы - Планк тұрактысы. Механикада өлшемділігі «энергия·уақыт» болатын шама бар. Ол шама әсер деп аталады. Сондықтан, кейде Планк тұрақтысын әсер кванты деп атайды. һ -ң өлшемділігі импульс моментімен сәйкес келеді. Энергия порциямен шығарылатындықтан, осциллятордың энергиясы тек белгілі бір дискретті мәндерді ғана қабылдайды: - осциллятор энергиясының орташа мәнін кТ-ға тең деп алуға болмайды. Планк Больцманның бөлшектерді энергия бойынша үлестіруін пайдаланды. Сонда осциллятордың жиілікте тербелу энергиясының ықтималдылығы (1) өрнекте анықталған мәнге ие, мұндағы Ni – энергиясы осциллятордың саны, N –барлық осцилляторлардың саны. Бұл формуладан осцилляторлардың орташа энергиясы үшін өрнек алуға болады (2). Сонда, Кирхгофтың әмбебап функциясы (3) формула арқылы анықталады – Планк формуласы - немесе (4) формула ретінде алуға болады. Мұнда толқын ұзындығының функциясы ( ескере отырып, ). Төменгі жиіліктер аймағында , Планк формуласы Рэлей Джинс формуласына өтеді. Стефан – Больцман заңы Планк формуласынан жиілік бойынша интеграл алғанда шығады. Бұл жағдайда Стефан – Больцман тұрақтысы тең. Виннің ығысу заңы Планк формуласын эктремумдерге талдау жасағанда шығады: Демек, Планк формуласы жылулық сәуле шығарудың барлық заңдарын жалпылайды және жылулық сәуле шығару теориясының негізгі есебінің толық шешімі болып табылады. 44. Фотоэффект құбылысы. Фотоэлектрлік эффект (фотоэффект) деп түскен жарық әсерінен заттан электрондардың бөлініп шығу құбылысын айтады. Фотоэффекттің үш түрін бөліп қарастырады: ішкі, вентильді және сыртқы. Шалаөткізгіштер немесе диэлектриктердің ішінде байланыстағы электрондардың жарық әсерінен сыртқа шықпай бос электрондарға айналу құбылысы ішкі фотоэфффект деп аталады. Осының нәтижесінде ток тасымалдаушылардың концентрациясы өсіп, фотоөткізгіштік пайда болады. Фотоөткізгіштік деп шалаөткізгіштер немесе диэлектриктерге жарық түскенде электрөткізгіштігінің артуы айтылады. Екі түрлі шалаөткізгіштердің немесе шалаөткізгіш пен металл беттері түйіскен жерге (сыртқы электр өрісі жоқ болған жағдайда) жарық түскенде электр қозғауыш күшінің (фото ЭҚК) пайда болуы вентильдік фотоэффект (ішкі фотоэффектің бір түрі) құбылысы деп аталады. Вентильдік фотоэффект күн энергиясын тікелей электр энергиясына түрлендіру үшін күн батареяларында қолданылады. Жарық әсерінен заттан электрондардың босап шығуы сыртқы фотоэффект (фотоэлектрондық эммисия) құбылысы деп аталады. Сырттқы фотоэффектті зерттеуге арналған схема. вакуумды түтік ішінде екі электрод (зерттелетін металлдан жасалған катод К және анод А) батареяға қосылған. Мұнда кернеудің мәні мен қатар таңбасында өзгертуге болады. Катодқа монохромат жарық түскенде пайда болатын ток тізбекке қосылған миллиамперметр арқылы өлшенеді. Жарық әсерінен катодтан шыққан электрондар ағынынан пайда болған I фототоктың анад пен катода арасындағы U кернеуге тәуелділігі фотоэффекттің вольт-амперлік сипаттамасы деп аталады. жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|