17 Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі
Фотоэффект зат жұтылған электромагниттік сәулемен әрекеттескенде пайда болады.
Сыртқы және ішкі фотоэффектіні ажырату. Сыртқы фотоэффект – бұл затқа түсетін жарық әсерінен электрондарды жұлып алу құбылысы.
Сыртқы фотоэффектіні 1887 жылы Г.Герц ашты, 1888-1890 жж. Столетов А.Г.
Бұл теңдеу сыртқы фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі деп аталады.
Толқын – бөлшектердің қосарлылығы - бұл кез келген объект толқындық және бөлшектер қасиеттерін көрсете алатын принцип. Ол микроәлемде байқалатын құбылыстарды классикалық ұғымдар тұрғысынан түсіндіру үшін кванттық механиканың дамуы кезінде енгізілген. Толқындық-бөлшектік дуализм принципінің одан әрі дамуы өрістің кванттық теориясындағы квантталған өрістер концепциясы болды.
Классикалық мысал ретінде жарықты көптеген физикалық әсерлерде электромагниттік толқындардың қасиеттерін көрсететін корпускулалар (фотондар) ағыны ретінде түсіндіруге болады. Жарық толқын ұзындығымен салыстырылатын шкалаларда дифракция және интерференция құбылыстарында толқынның қасиеттерін көрсетеді. Мысалы, қос саңылау арқылы өтетін жалғыз фотондардың өзі экранда интерференциялық үлгіні жасайды, ол Максвелл теңдеулерімен анықталады .
Соған қарамастан, эксперимент фотонның электромагниттік сәулеленудің қысқа импульсі емес екенін көрсетеді, мысалы, оны оптикалық сәулені бөлгіштер арқылы бірнеше сәулелерге бөлуге болмайды, бұл француз физиктері Гранжье, Роджер және Аспе 2008 жылы жүргізген тәжірибеде анық көрсетілген. Жарықтың корпускулалық қасиеттері фотоэффект пен Комптон эффектісінде көрінеді. Фотон сонымен қатар өлшемдері толқын ұзындығынан (мысалы, атомдық ядролар) әлдеқайда аз немесе жалпы нүктелік (мысалы, электрон) деп санауға болатын объектілер шығаратын немесе толығымен жұтатын бөлшек сияқты әрекет етеді.
18 Жылулық сәуле шығару дегеніміз не?
Жылулық сәуле шығару дегеніміз заттың ішкі энергиясы (атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысының энергиясы) өзгергенде шығарылатын электромагниттік сәуле шығару.
Температурасы абсолюттік нольден жоғары кез келген агрегаттық күйдегі барлық денелер жылулық сәуле шығарады. Жылулық сәуле шығару интенсивтілігі мен оның спетрлік құрамы сәуле шығаратын дененің оптикалық қасиеттері мен температурасына тәуелді.
Қалыпты температурада барлық денелер көрінбейтін инфрақызыл толқындар шығарады, ал жоғары температурада (1000 К шамасында) жарқырай бастайды (қызыл жарқырау). 2000 К – нен жоғары температурада сары және ақшыл жарық шығарады. Жылулық сәуле шығару үшін жарық сәулелерінің таралу, шағылу, сыну заңдары орындалады.
Жылулық сәуле шығару – затпен термодинамикалық тепе-теңдікте бола алатын жалғыз сәуле шығару.
Егер қыздырылған денені қабырғасы жылу өткізбейтін қуысқа орналастырсақ, онда біраз уақыт өткеннен кейін статистикалық тепе-теңдік орнайды: дене бірлік уақытта қанша энергия шығарса, сонша энергия қабылдайды.
Бұл кезде дене мен сәуле шығарудың энергия таралуы әрбір толқын ұзындығы үшін өзгеріссіз қалады, ал дене мен қабырға арасындағы кеңістіктегі сәуле шығару тығыздығы берілген температураға сәйкес белгілі бір мәнге жетеді.
Қыздырылған денемен статикалық тепе-теңдікте болатын қуыстағы сәуле шығару тепе-теңдіктегі жылулық сәуле шығару деп аталады. Кез келген басқа сәуле шығару статистикалық тепе-теңдікте болмайды. Себебі олар атомдардың хаостық жылулық қозғалысына тәуелді емес. Жылулық емес сәуле шығару тепе-тең емес.
Жылулық сәуле шығарудың спектрі кейбір жиіліктегі интенсивтілігі максимум болатын тұтас спектр.
Кез келген дененің жылулық сәуле шығаруы төмендегі шамалармен сипатталады. Энергиялық жарқырау – сәуле шығаратын дененің бірлік бетінен барлық бағытта ( бұрыш шамасына) шығарылатын толық энергия ағынына тең шама:
Денелердің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығының оның жұтқыштық қабілетіне тәуелділігі дене материалына тәуелсіз және барлық денелер үшін бірдей, ол температура мен жиіліктің функциясы болып табылды.
Достарыңызбен бөлісу: |