Фотоны. Давление света

Фотон- ч астица особого рода, к-ая не имеет заряда и массы покоя, движется равномерно и прямолинейно со скоростью света в данной среде. Они переносят импульс и энергию. E=hν/ импульс p=mc². M=h/cλ

Давление света возникает при ударах фотонов о повер-ть.

Энергия кванта рассчитывается по формуле планка

Квант во многих отношениях ведет себя как обычная частица обладающая энергией массой и импульсом. Энергию кванта можно рассчитать по формуле Эйнштейна устанавливающей связь между полной энергией тела и его массой

Тогда масса кванта

Импульс кванта

Коэффициентом отражения называют отношение числа фотонов отраженных от стенки к числу фотонов испытавших с ней соударения

Тогдачисло фотонов отраженных от стенки за время будет равно:

А число поглощённых стенкой:

Каждый поглощённый фотон сообщает стенке импульс

А каждый отраженный фотон сообщает стенке вдвое больший импульс

Приращение импульса стенки за время t составит

Рассчитаем давление которое свет оказывает на стенку

– энергия фотонов падающих на единицу площади поверхности стенки в единицу времени (плотность потока излучения)

44. Эффект Комптона.- рассеивание фотонов на практически свободных электронах (протонах). Некогерентное рассеивание, происходящее с изменением длины волны.

Выполняется з-н сохранения энергии и импульса.

Импульса: р=р^’+p_c hk=hk’+p_c k=2

Энергии Е+Е₀=Е’+E E=E’+T_e T_e- кин энергия =p²/2m

∆λ=λ’-λ= (1-cos )

c=h/mc комптоновская длина волны

При эффекте Комптона свет ведет себя как поток частиц. изменение λпри Э.К. зависит только от угла рассеиния, от массы частиц, поэтому в спектре компт рассеивания набл-ся 2 линии: смещенная и несмещенная. Несмещенная линия появляется для те фотонов, к-ые рассеиваются не на электронах внешней электр оболочки к-ые мы считаем практически свободные, а на ядрах атомах

45. Сериальные формулы. Модель атома водорода Резерфорда.

Частоты и длины волн в спектрах излучении и поглощение легких эл-тов подчиняются определенным сериальным формулам

Серия Бальмера для видимого света =R( - ) n=3.4.5 R=2.07*10¹⁶рад/с – пост Рибрега

Cерия Лаймана для ультрафиолетовой области ) n=2,3,4…

Cерия Пашена для инфракрасного света n=4,5,6..

Модель атома Резерфорда Рассеяние отдельных α-частиц на большие углы Резерфорд объяснил тем, что положительный заряд в атоме не распределен равномерно в шаре радиусом 10^-10 м, как предполагали ранее, а сосредоточен в центральной части атома (атомном ядре) в области значительно меньших размеров. Расчеты Резерфорда показали, что для объяснения опытов по рассеянию α-частиц нужно принять радиус атомного ядра равным примерно 10^-15 м.

Резерфорд предположил, что атом устроен подобно планетарной системе. Как вокруг Солнца на больших расстояниях от него обращаются планеты, так электроны в атоме обращаются вокруг атомного ядра. Радиус круговой орбиты самого далекого от ядра электрона и есть радиус атома. Такая модель атома была названа планетарной моделью.

Планетарная модель атома объясняет основные закономерности рассеяния заряженных частиц.

Так как большая часть пространства в атоме между атомным ядром и обращающимися вокруг него электронами пуста, быстро заряженные частицы могут почти свободно проникать через довольно значительные слои вещества, содержащие несколько тысяч слоев атомов.

При столкновениях с отдельными электронами быстрые заряженные частицы испытывают рассеяние на очень большие углы, так как масса электрона мала. Однако в тех редких случаях, когда быстрая заряженная частица пролетает на очень близком расстоянии от одного из атомных ядер, под действием силы электрического поля атомного ядра может произойти рассеяние заряженной частицы на любой угол до 180°.

46. Постулаты Бора. Расчет радиусов орбит и энергии атома.

Постулаты Бора. Накладывание ограничений на планеарную модель атома предложенную Резерфордом.

1) Сущ-ют только стационарные орбиты, двигаясь по к-ым электрон не излучает и не поглощает энергию. Условия квантования орбит. Момент импульса эл-на на стационарных орбитах прямо пропорционален постоянной Планка.

L_n=h(с чертой)/n n=1,2,3..

2) энергия излучается (поглощается) атомом только при переходе эл-ов с одной стацион орбиты на другую.

Энергия излученного(поглощенного) фотона равна разности энергий эл-на на соотв-их стацион орбитах. E=E_n-E_m. n, m номера стационарых орбит между к-ми происходит переход эл-на

Расчет радиуса: ma_n=F_k=>m =

Из 1 постулата Бора: v_n=

m = =>r=n² r=an² a- радиус атома водорода в основном состоянии(1-ый боровский радиус n=1 r₀=0.529*10^-10м.

расчет энергии: E= - = - полная энергия электрона в водородоподобной системе складывается из его кин энергии и потенц энергии в эелектростат поле ядра

hν=E_n-E_m=- ( - )

Поиск по сайту: