Жылулық сәуле шығару. Абсолют қара дененің сәуле шығаруы. Фотоэффект құбылысы. Комптон эффектісі
жүктеу/скачать 166,99 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кирхгоф заңы
- Фотоэффект құбылысы
- Комптон эффекті сі
Жылулық сәуле шығару. Абсолют қара дененің сәуле шығаруы. Фотоэффект құбылысы. Комптон эффектісі.Сәулеленуші дененің ішкі энергиясы есебінен пайда болатын және тек дененің температурасы мен химиялық қасиеттеріне байланысты электромагниттік сәуле шығару жылулық сәуле шығару деп аталады. Кирхгоф заңы Сонымен, дененің сәуле шығару қабілетінің оның жұту қабілетіне қатынасы дененің химиялық құрамына тәуелді болмайды және ол абсолют қара дененің сәуле шығару қабілеті болып, ол температура мен жиіліктің f(ν,Т) функциясы болып табылады. E(ν,Т)/ А(ν,Т)= ε(ν,Т). (0.3) Бұл заңды бірінші рет Кирхгоф тағайындады, сондықтан бұл заң Кирхгоф заңы деп аталып, ал ε(ν,Т) функциясы Кирхгоф функциясы деген атқа ие болды. Кирхгоф заңынан A(ν,Т)=1 болса, онда Е(ν,Т)=ε(ν,Т), ал егер А(ν,Т)=0 болса, онда ε(ν,Т)=∞ болады. Сондықтан, егер дене берілген температурада берілген жиіліктер аралығында жұтпайтын болса, онда ол бұл температура да және бұл жиіліктер аралығында да сәуле шығармайды, яғни сәулеленбейді Стефан-Больцман заңы яғни, абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауы абсолют температураның төртінші дәрежесіне тура пропорционал. σ=5,67∙10-0(Вт/м2К4) − пропорционалдық коэффициенті Стефан-Больцман тұрақтысы деп аталады. Вин заңы Заңның тұжырымы: абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәніне келетін жиілік оның абсолют температурасына тура пропорционал болады. b − Виннің ( /Т) функциясының ашық түрінен тәуелді болатын тұрақты шама. Әдетте Виннің ығысу заңын сәуле шығарудың толқын ұзындығы арқылы жазады: , (0.11) мұндағы − абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәніне келетін толқын ұзындығы, ол температураның өсуіне байланысты қысқа толқын ұзындығына қарай ығысады. b − Вин тұрақтысы ( мК) деп аталады, ол тәжірибелік жолмен анықталады. Вин өрнегінен және (0.10) Виннің ығысу заңынан абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәні абсолют температураның бес дәрежесіне тура пропорционал болады: (0.12) Соңғы пікір Виннің екінші заңы деген атты қабылдайды, мұндағы Вт/(м3К5) − Виннің екінші заңының тұрақтысы. Абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің әртүрлі температурадағы жиілікке тәуелділігі 0.2-суретте көрсетілген түрде болатындығы тәжірибелерден белгілі.
Фотоэффект құбылысы Фотоэлектрондардың алғашқы максимум жылдамдығы тежегіш кернеумен мына қатыста байланысқан: (0.18) Токтың максимал мәні Іқ − қанығу фототогы деп аталады. Бұл ток, жарық әсерінен катодтан бөлініп шыққан барлық электрондардың анодқа толық жетуіне қажет кернеу мәндеріне сәйкес келеді. Столетов зертеулерінің негізінде фотоэффект заңдары тағайындалды: Фотоэффект инерциалды болмайды. Уақыт бірлігі ішінде катодтан ыршып шығатын фотоэлектрондардың мөлшері жарық интенсивтілігіне пропорционал болады және жиілікке тәуелсіз. Фотоэлектрондардың максимал бастапқы жылдамдығы түсетін жарықтың жиілігіне тәуелді, ал интенсивтілікке тәуелсіз. Әрбір зат үшін фотоэффектінің қызыл шегі деп аталатын фотоэффект құбылысы бола алатын жарықтың белгілі төменгі жиілігі болады. фотоэффект үшін энергияның сақталу заңы мына түрде жазылады: . (0.19) Соңғы тендеу фотоэффект үшін Эйнштейн тендеуі деп аталады. Комптон эффектісі Ренгендік сәулелердің ыдырауы бойынша Комптон тәжірибесінің сұлбасы 0.0-сурет. Комптон тәжірибесінің сұлбасы. Монохроматты рентгендік сәулелердің жіңішке шоғы шашырататын К затына түседі және θ бұрышына шашыраған сәулелердің толқын ұзындығын өлшейтін Д рентгендік спектрографқа енеді. Шашыраған сәулелердің толқын ұзындығы, түсетін сәулелердің толқын ұзындығынан едәуір үлкен болатынын, сонымен бірге айырымы тек θ шашырау бұрышына тәуелді екенін комптон тәжірибелері көрсетті: (0.20) мұндағы тұрақтысы − Комптон толқын ұзындығы деп аталады. Импульсы р=һν/с тең атқылаушы фотон тыныштықтағы электронмен соқтығысады, нәтижесінде электрон -ға тең импульсқа ие болады, ал фотон импульсы -ға тең болады. 0.9-сурет. Рентген сәулесінің (рентген фотонының) электронмен соқтығысы. Теориялық түрде алынған соңғы теңдеуді (0.20) Комптон теңдеуімен салыстыра отырып, , Планк тұрақтысының һ, электрон массасының m0 және жарық жылдамдығының с сандық мәндерін қойып, комптон толқын ұзындығының (λк) мәнін табамыз: . жүктеу/скачать 166,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|