1. Жылулық сәулелену
жүктеу/скачать 0,69 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Комптон құбылысы
|
1-билет 1.Жылулық сәулелену — дене бөлшектері, жылулық қозғалыстарының сәулелену энергиясына түрленуінің салдарынан пайда болатын электромагниттік сэулелену.[1] 2. Абсолют қара дене — өзіне түскен сәуле ағынын оның спектрлік құрамы мен температурасына қарамай толық жұтатын дене. Абсолют қара дененің сәуле жұтқыштық коэффициенті 1-ге тең. Ал сәуле шығарғыштық қабілеті, оның температурасы мен толқын жиілігіне байланысты анықталады. Табиғатта өзіне түскен сәуле ағынын түгелдей жұтатын (спектрлік құрамына қарамай) дене кездеспейді. Өзінің оптикалық қасиеті жағынан Абсолют қара денеге тым жақындайтындар қара күйе, қара барқыт және қарайтылған платина болып есептеледі. Олар жарық ағынының көрінетін бөлігін түгелдей дерлік ( 99 %) сіңіріп алады. Физикада Абсолют Қара Дененің моделі ретінде сыртқы беті сәуле ағынын өткізбейтін, ал ішкі беті өзіне түскен сәуленің біраз бөлігін сіңіріп алатын кішікене тесігі бар қуыс дене алынады. Мұндай қуыс денеге енген сәуле оның ішкі жағына сан рет шағылып, сыртқа шықпай түгелдей дерлік қалып қояды. Абсолют қара дене ғылым мен техникада жарық эталоны ретінде қолданылады 2- билет
Жауабы: Мөлдір емес дененің бетіне түскен сәулелік энергияның біраз бөлігі жұтылады. Осы жұтылған энергияның түскен энергияға қатынасы дененің сәуле жұтқыштық қабілеті (А) деп аталады. Дененің белгілі температурадағы сәуле жұтқыштық қабілеті: мұнда да – толқын ұзындығы мен температураға тәуелді. Егер дене бетіне түскен сәулелік энергияны талғамай толық жұтатын болса, ондай дене абсолют қара дене деп аталады. Ондай дененің сәуле жұтқыштық қабілеті бірге тең ( , ).Абсолют қара дененің толық сәуле шығарғыштық қабілетін (толық энергетикалық жарқырауын) деп белгілеп, оны былай өрнектеуге болады: (3) мұндағы – абсолют қара дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілеті. Ол толқын ұзындығы мен температураға тәуелді: . 2.Қарама емес денелердің сәуле шығаруы. Жауабы: Егер дене өзіне келіп түскен барлық жиіліктегі сәулелерді толығымен жүтып қойса, яғни болса, онда денені абсолют қара дейді. Егер болса, онда денені сұр деп атайды. 3- билет
Бірінші заң немесе түйіндер «Кез-келген түйінде түйінге кіретін қарқындылықтың алгебралық қосындысы одан шығатын қарқындылықтың алгебралық қосындысына тең. Эквивалентті түрде түйін арқылы өтетін барлық токтардың қосындысы нөлге тең.» I = I1 + I2 + I3… Екінші заң немесе торлар «Тұйықталған тізбекте барлық кернеудің төмендеуінің қосындысы жалпы берілген кернеуге тең болады. Эквивалентті түрде, тізбектегі электрлік потенциалдар айырымдарының алгебралық қосындысы нөлге тең.«. -V1 + V2 + V3 = I R1 + I R2 + I R3 = I (R1 + R2 + R3) 2.Жылулық жарық көздері - ыстық денелердің жарқырауы. Мұндай көздің қарапайым мысалы - қыздыру шамы. Сондай-ақ, жылулық жарық көзі - бұл қыздырылған кезде көрінетін жарық шығаратын кез келген дене. Вакуумдағы жарықтың таралу жылдамдығы бөлшектер қозғалысының және табиғаттағы әрекеттесулердің таралуының максималды жылдамдығы. с = 3 • 108 м/с 4- билет 1.Абсолют қара дене — өзіне түскен сәуле ағынын оның спектрлік құрамы мен температурасына қарамай толық жұтатын дене.Сұр дене – жұту коэффициенті 1-ден кіші және сәуленің толқын ұзындығына тәуелді болатын дене және дене бетіне түскен сәулелік энергияны,талғамай,толық жұтады 2.Абсолют қара дененің температурасын екі есе азайса оның энергетикалық жарқырауы неше есе өзгереді? 16 есе азаяды 5-билет 6-билет 7-билет 1.Оптикалық пирометрия Абсолют қара денелердің сәуле шығару заңдары қызған де-нелердің температурасын өлшеу үшін де пайдаланылады. Қызған денелер температурасын осы заңдарға негіздеп өлшеу методтары оптикалың пирометрия методтары деп аталады. Бұл методтардың бір артықшылығы сол, бұларды колданып өте жоғары температураларды елшеуге де болады 2.Сырттан түсірілген жарық әсерінен кейбір денелер өздері, қызбай-ақ, жарық шығарады. Сондағы шыққан жарық тербелістері жиілігі оның қоздырушы жарық тербелістері жиілігінен өзгеше болады. Мұндай құбылыс фотолюминесценциядеп аталады 8- билет 1.Алтын пластина фоторезистор қызметін атқара ала ма? Жауабы: Алтын пластина фоторезистор қызметін атқара алмайды. Жартылай өткізгіштер мен диэлектриктер фоторезистент болып табылады, өйткені олардың кедергісі электромагниттік сәулеленудің әсерінен өзгереді. 2.Жарық қысымы. Жауабы: Жарық қысымы 1 с ішінде жарық кванттарының ағынымен дененің әрбір квадрат метріне берілетін толық энегиямен анықталады. Сонымен жарық қысымы жарықтың: әрі электромагниттік, әрі кванттық екі жақты табиғатының маңызды дәлелдерінің бірі. Жарықтың бұл қасиеті жарық дуализмі деп аталады. 9-билет 1.Жауап:Қаныққан токтың күші қуат тоғының қанығуына пропорционал 2. 10-билет .Жарықтың затқа еткен әсері білінетін құбылыстардың бірі —фотоэффект болады. Фотоэффект деп түскен жарық, ықпалынан заттан электрондар бөлініп шығу құбылысы айтылады. Фотоэлектр құбылысын сол көзде (1888 ж.) белгілі орыс физигі А. Г. Столетов толық зерттеген. Зерттей келгенде жарық әсерінен цинк пластинкадан теріс зарядтар бөлініп шығатындығы тағайындалды. Бұл құбылысты А. Г. Столетов актиниэлектр құбылысы деп атаған. Қазір бұл құбылыс сыртқы фотоэффект деп аталады. А.Г. Столетов тәжірибе жасап жарық әсерінен бөлініп шыққан зарядтардың мөлшері пластинканың жарықталынуына, яғни түскен жарық ағынына тура поопорционал екендігін, металл пластинкаға күлгін және ультракүлгін сәулелер түсірілгенде бұл құбылыс күшейе түсетіндігі тағайындады.Сөйтіп жарық түскен дененің бетінен электрондар бөлініп шығады; мұндай электрондар фотоэлектрондар деп аталады да, олардың ағыны фотоэлектр тогы (қысқаша фототок) делінеді. 2.Эйнштейннің теңдеуі. Жарық кванты. Фотоэлектрлік құбылысты жарықтың кванттық теориясына сүйеніп толық түсінуге болады. Бұл кұбылысты осы тұрғыдан алып ең алғаш (1905 ж.) атақты неміс физигі А. Эйнштейн қарастырған болатын. Эйнштейннің пікірінше жарық таралғанда энергия кванттары ағын түрінде таралады. Жарық энергиясының кванты фотон деп те аталады. Сонда жарық дегеніміз фотондар ағыны болады. Жарық квантының (фотонның) энергиясы (ε) жарық тербелісі жиілігіне v( -ге) пропорционал: Мұндағы һ — Планк тұрақтысы. Эйнштейнше фотоэффект құбылысы кезінде әрбір электрон жеке бір фотонның әсерінен белініп шығады. Әрбір электрон тек бір фотон энергиясын жұтады. Ол жүтылған фотон энергиясы біріншіден электронды металдан бөліп шығару (А) жүмысын істеуге жұмсалады, екіншіден фотоэлектронның кинетикалық энергиясына айналады, сөйтіп Эйнштейнше: Мұндағы m- электронның массасы, v- оның металл бетінен бөлініп шыққан көздегі жылдамдығы. Осы (9.4) өрнек фотоэффект құбылысының Эйнштейн ұсынған теңдеуі деп аталады. Осы теңдеуге сүйеніп тәжірибеден мәлім фотоэффект заңдарын толық түсіндіруге болады. Фотоэлектр құбылысынан жарықтың корпускулалық қасиеттері бар екендігі байқалады.Фотонның жылдамдығы жарықтың вакуумда таралу жылдамдығына тең: с = 2,998*10^10см/с, фотонның массасы да бар; фотонның массасы (тф) мен оның энергиясы арасындағы байланыс бұрын баяндалған заңға бағынады: Сонда фотон массасы мынаған тең болады: Мұнда бір есте болатын нәрсе сол, фотонның «тыныштық» массасы болмайды.Фотонның белгілі қозғалыс мөлшері де болады, оның шамасы мынаған тең: Фотонның электр заряды және магниттік моменті болмайды. 11-билет 1. Эйнштейн теңдеуін пайдаланып фотоэффекттің бірінші және екінші заңдарын қалай түсіндіруге болады? 1) Фотоэффекттің бірінші заңы: Эйнштейн бойынша әр квант тек бір электронмен жұтылады. Сондықтан жыртылған фотоэлектрондардың саны жарықтың қарқындылығына пропорционалды болуы керек. 2) фотоэффекттің екінші заңы: Эйнштейн теңдеуінен (hv = А+) фотоэлектронның максималды кинетикалық энергиясы түсетін сәулелену жиілігінің жоғарылауымен сызықтық түрде артады және оның қарқындылығына (фотондар санына) тәуелді емес, өйткені а да, v де жарық қарқындылығына тәуелді емес. 2.Фотоэффект тәжірибелері арқылы Планк тұрақтысы қалай анықталады? Планк тұрақтысын фотоэлементтерді монохроматикалық жарықпен (яғни белгілі бір толқын ұзындығының жарығымен) сәулелендіру және бөлінген электрондардың кинетикалық энергиясын Еkin өлшеу арқылы анықтауға болады. m Vmax/2 e U0 12-билет 13-билет 14- билет 1)Рентген сәулелері шашыраған кезде, олардың толқын ұзындығының өзгеруін - Комптон құбылысы деп атайды. Комптонның тәжірибе жүзінде түскен сәуленің λ толқын ұзыңдығынан, шашыраған сәуленің λ' толқын ұзындығының ұзынырақ екенін және λ'-λ айырымы тек қана шашырау бұрышы - ден тәуелді екенін көрсетті λκ-комптондық толқын ұзындығы. 2) Электронмен соқтығысқаннан кейін фотон фотоэффектте жоғалады, бірақ Комптон эффектісі кезінде фотон сақталады (шашырады), ал оның энергиясы азаяды, ал шашыраған Электромагнитік Сәулеленудің (ЭМС) толқын ұзындығы артады. 15-билет 1.Фотоэффект тәжірибелері арқылы Планк тұрақтысы қалай анықталады? жүктеу/скачать 0,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|