Электр жєне магнетизм
Жарықтың корпускулалық қасиеттері
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кванттық физика § 2. Дәріс сабағының конспектілері. Атомның құрылысы Томсон және Резерфорд атомының моделі.
- Ридберг тұрақтысы
| Жарықтың корпускулалық қасиеттері Комптон эффектінде айқын байқалады – қысқа толқынды электромагниттік сәулелердің (рентген және γ с әулеленудің) заттың бос (әлсіз байланысқан) электрондарында серпімді шашырауы. Осының салдарынан толқын ұзындығы ұзарады. Бұл ұзару түскен сәуленің толқын ұзындығына және шашыратқыш заттың табиғатына тәуелді емес, тек шашырау бұрышымен ғана анықталады:
Мұндағы λ’ шашыраған сәуленің толқын ұзындығы, λС – комптондық толқын ұзындығы. Электронда шашырағанда: Фотон (энергиясы және импульсі ) электронмен соғылғанда ( электронның тыныштықтағы энергиясы , - электронның тыныштықтағы массасы), оған өз энергиясының және импульсінің бір бөлігін береді де қозғалыс бағытын өзгертеді (шашырайды). Осы серпімді соқтығыс кезінде энергияның және импульстің сақталу заңдары орындалады, мұндағы - соқтығыстан кейінгі электронның релятивлік энергиясы. Сонымен , . Бұдан . ескерген мына өрнекті аламыз: . Комптон эффекті спектрдің көріну аймағында бақыланбайды, себебі көрінетін жарық фотонының энергиясы электронның атоммен байланыс энергиясына жуық, мұндай жағдайда тіпті атомның сыртқы электроның бос деп санауға болмайды. Комптон эффекті, абсолют қара дененің жарық шығаруы және фотоэффект, жарықтың кванттық (корпускулалық) қасиеттерінің бар екенін көрсететін дәлел болып табылады. Кванттық физика § 2. Дәріс сабағының конспектілері. Атомның құрылысы Томсон және Резерфорд атомының моделі. Заттың ең ұсақ бөлінбейтін бөлшек ретінде атом туралы ұғым антикалық дәуірде-ақ белгілі болды. Дж. Дж. Томсон жарықтың әсерінен жіберілетін (фотоэффект) бөлшектердің электрлік және магниттік ауытқуын зерттеп, электронды ашты. Электронның массасы атомның массасынынан он мың есе кіші болғандықтан, Томсон атомның құрылыс моделін ұсынды. Мұндағы атом үздіксіз зарядталған оң заряд, диаметрі ~10-10 м электрондар «жинақталады» («пудингтегі жүзім тәрізді»). Тепе-теңдік жағдайдағы электрондардың (гармониялық осцилляция) гармониялық тербелістері атомдардың монохроматты толқындарының сәуле шығаруының (жұтылуының) себебі болып табылады. Алайда Пенараның электронның шашырауы жайындағы тәжірибесінде және Резерфордтың жұқа металл қабыршақтарындағы бөлшектердің шашырауы жайындағы тәжірибесінде экран барлық бөлшектер жұқалтыр (фольга) арқылы шашырамай немесе өте аз бұрышқа 1-30 тәртіппен өтетінін көрсетілді. Тек олардың кейбірі (10000-нан біреуі) өте үлкен бұрыштарға 135-1800-қа дейін ауытқыған. бөлшек электроннан 7300 есе үлкен болғандықтан, бұндай шашыраудың себебі оның электрондағы шашырауының болуы мүмкін емес. Резерфордың пікірінше, бұл бөлшектердің шашырауы атомның көлемімен салыстырғанда, (диаметрі 10-44м), өте аз мөлшерлі оң зарядталған үлкен массалы атомның «ядросында» өтеді (мысалы 1м3 платинаның ядролық «көлемі» 0,3 мм2). Сондықтан, атомның басым бөлігі бос кеңістік болғандықтан, электрондар статикалық тепе-теңдікте болмайды. Олардың орнықтылығы астрономиядағы планета тәрізді тек динамикалы болады. Резерфорд атомның планетарлық моделін ұсынды. Резерфордтың айтуынша, атом өзін зарядтар жүйесі ретінде көрсетеді., ортасында 10 -15-10-14м өлшемі бар оң зарядталған ядро Ze орналасқан және массасының шамасы атомның массасына тең, ал ядроның айналасысында атомның электрондық атомын жасап, жабық орбита бойынша 10-10м сызықтық өлшемі бар облыста Z электрондар жүреді. Кулондық күштің әсерінен шеңбер бойынша қозғалатын электрон үшін Ньютонның 2-ші заңы: мұндағы және - радиус орбитасындағы электронның массасы мен жылдамдығы. - электрлік тұрақты. м кезінде, электондардың қозғалыс жылдамдығы м/c, ал үдеуі м/c2 Классикалық электродинамикаға сәйкес, үдей қозғалатын электрондар электромагниттік толқындар шығаруы керек және осының әсерінен энергия шығындалуы тиіс. Нәтижесінде электрондар ядроға жақындайды да, соңында ядроға құлайды. Сонымен қатар, атомның планетарлық моделі атомның сызықтық спектрін түсіндірмейді. Сутегі атомының сызықтық спектрлері. Разрядталған газдардың (жеке атомдардың) сәуле шығаруының спектрін экспериментальдық зерттеу әр элементтің сызықтық спектрінің сипаты қарапайым эмпирикалық формуламен бейнеленуі мүмкін жағдайдағы сызықтық серияларын береді. Сонымен, спектрдің көрінетін бөлігіндегі сутегі атомының сызықтық жағдайы Бальмер формуласымен анықталады: , немесе жиіліктер үшін , мұндағы , -Ридберг тұрақтысы. Кейінірек, ультракүлгін аймақта жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|