/ Yadernaya_fizika_Volodina
Помогите
Каталог статей
В случае света амплитуда определяет интенсивность излучения. Даже слабый голубой свет выбивает электроны из металла, а самый мощный желтый прожектор не может выбить из того же металла ни одного электрона. Оказалось, что энергия в электромагнитной волне раздроблена на порции, получившие название квантов. Энергия кванта электромагнитного излучения фиксирована и равна. С отдельным электроном при фотоэффекте взаимодействует отдельный квант, и если его энергии недостаточно, он не может выбить электрон из металла. Энергию квантов в физике принято выражать в электрон-вольтах. Это внесистемная единица измерения энергии. От энергии квантов напрямую зависит способность излучения производить определенное воздействие на вещество. Немного забегая вперед, приведем примеры. Энергии СВЧ-квантов хватает для возбуждения вращательных уровней основного электронно-колебательного состояния некоторых молекул, например воды. Энергии в доли электрон-вольта хватает для возбуждения колебательных уровней основного состояния в атомах и молекулах. Этим определяется, например, поглощение инфракрасного излучения в атмосфере. Ультрафиолетовые кванты могут разрушать более сильные химические связи, а также ионизировать атомы, отрывая внешние электроны. Это делает ультрафиолет опасным для жизни. Рентгеновское излучение может вырывать из атомов электроны с внутренних оболочек, а также возбуждать колебания внутри атомных ядер. Гамма-излучение способно разрушать атомные ядра, а самые энергичные гамма-кванты даже внедряются в структуру элементарных частиц, таких как протоны и нейтроны. Мои тесты по физике. Ветер перемен - ГУАП Научно-популярные новости и статьи. Получить кнопку Get button. Ukranian English French German Japanese Italian Portuguese. Spanish Danish Chinese Israel Arabic Czech Estonian. Belarusian Latvian Greek Finnish Serbian Bulgarian Turkish.
В этом разделе мы рассмотрим явления, связанные с взаимодействием света i с веществом: Закономерности этих явлений хорошо объясняются только на основе квантовых представлений, то есть в предположении, что свет — это частицы кванты, фотоны. Если вещество представляет собой разреженный газ, в котором атомы практический не взаимодействуют друг с другом, то излучение состоит из определенного набора волн. Разлагая излучение разреженного газа в спектр, мы будем наблюдать отдельные линии линейчатый спектр. Если газ образуют молекулы, которые вращаются, а атомы в них совершают колебания, то изменения в этих движениях переходы также сопровождаются излучением электромагнитных волн определенных частот. Так как при таких переходах энергия меняется значительно меньше, чем при электронных, линии в спектре будут располагаться более тесно, образуя полосы полосатые спектры. Жидкости, в которых имеется сильное взаимодействие молекул между собой, также дают полосатые спектры излучения. Излучение твердого тела дает сплошной спектр. Твердое тело можно представить себе как множество осцилляторов излучателей , колеблющихся с самыми разнообразными частотами. Взаимодействуя друг с другом, они изменяют свои скорости, вследствие чего происходит излучение электромагнитных волн всевозможных частот. Излучение электромагнитных волн, происходящее за счет энергии теплового движения молекул, называют тепловым излучением. Если излучение находится в равновесии с излучающим телом, то излучение называют равновесным тепловым излучением. Рассмотрим физические величины, характеризующие тепловое излучение. При этом мы не будем касаться углового распределения излучения, так как оно представляет чисто технический интерес при конструировании источников света. В спектре излучения твердого тела на разные длины волн приходится различная энергия, поэтому вводятся спектральные характеристики , учитывающие распределение излучаемой энергии по различным длинам волн:. Реальной моделью АЧТ может служить замкнутая полость с небольшим отверстием, цилиндр с перегородками, конус см. На конусной установке можно получить коэффициент поглощения 0, Если поддерживать температуру указанных тел постоянной, то из отверстия будет выходить электромагнитное излучение всевозможных длин волн, близкое к равновесному излучению АЧТ. Следствия из закона Кирхгофа:. Если тело не поглощает каких-либо волн, оно и не будет их излучать, поэтому спектры излучения и спектры поглощения идентичны, но как бы перевернуты максимум на одном соответствует минимуму на другом. Тело, которое сильно поглощает, должно и сильно излучать. Если на пластине на белом фоне нарисовать черный крест, то при нагревании крест будет светиться более интенсивно, чем фон. Пусть некоторое тело 1 обменивается излучением с АЧТ 2 , Температуры тел одинаковы. На единицу площади тела 1 падает поток излучения от АЧТ — r o. В свою очередь тело излучает поток r. На рисунке приведена зависимость излучательной способности АЧТ от длины волны при различных температурах. Эти данные получены экспериментально. Из графиков видно, что энергия распределяется по длинам волн неравномерно, с увеличением температуры излучение резко возрастает. При указанных температурах максимумы излучения попадают в инфракрасный диапазон длин волн, на видимую область 0,,75 мкм приходится незначительное количество энергии v. С ростом температуры максимумы смещаются в сторону более коротких длин волн. На втором рисунке приведен для сравнения спектр солнечного излучения. На основании экспериментальных данных были получены следующие законы:. Из закона следует, что при небольшом увеличении температуры, энергия излучения возрастает очень сильно. Например, при увеличении температуры в 2 раза, излучаемая энергия возрастает в 16 раз. Из закона следует, что с увеличением температуры максимум излучения смещается в сторону более коротких волн. К 5 - коэффициент пропорциональности. Все попытки получить формулу, описывающую кривую излучения АЧТ оказались безуспешными. Две из полученных формул формула Вина и формула Релея и Джинса достаточно хорошо подходили при малых и при больших длинах волн, но полностью описать кривую не могли см. Получить формулу, полностью описывающую кривую излучения АЧТ удалось Планку. Он впервые выдвинул квантовую гипотезу г о том, что свет испускается порциями — квантами. Энергия одного кванта пропорциональна частоте излучения. Это была принципиально новая гипотеза, положившая начало развитию квантовой теории. Приближенная формула Вина хорошо выполняется при малых длинах волн см. Чтобы получить закон смещения Вина, нужно приравнять первую производную излучательной способности нулю, что будет соответствовать максимуму излучения. Законы теплового излучения используются в приборах, с помощью которых измеряют бесконтактным способом температуру тел, нагретых до высоких температур. Такие приборы называются пирометрами. Шкала такого прибора заранее проградуирована. С помощью оптических линз изображение источника излучения например, отверстия печи, лампочки накаливания фокусируется на датчике прибора, и стрелка указывает температуру на шкале прибора. Прежде, чем перейти к закономерностям фотоэффекта и эффекта Комптона, рассмотрим свойства света электромагнитного излучения. В одних явлениях интерференция, дифракция, поляризация свет проявляется себя как волны, в других тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона — как частицы кванты, фотоны , поэтому говорят о двойственной, корпускулярно волновой природе света. Например, в области радиоволн квантовые свойства практически не проявляются, и волновая электромагнитная теория хорошо объясняет явления, связанные с радиоволнами. В силу двойственности природы света, для его характеристики используются как квантовые, так и волновые величины. В атомной физике энергию обычно измеряют не в джоулях, а в электронвольтах эВ. Электронвольт численно равен той энергии, которую приобретает электрон, пройдя разность потенциалов в 1 вольт. Электронвольты и вольты численно совпадают, хотя этими единицами измеряются совершенно разные величины. Например, электрон пройдя разность потенциалов 5 В приобретает энергию 5 эВ. В нашем мире мы не наблюдаем таких макрообъектов, которые проявляли бы себя то как частицы, то как волны. Поэтому все попытки представить себе, что же такое свет, оказались безуспешными. Фотоны не подчиняются законам классической механики. Двусмысленность природы света возникает потому, что мы используем классические представления для описания неклассических, квантовых объектов. Фотоэффектом называют электрические явления, происходящие под действием электромагнитного излучения света. Различают следующие виды фотоэффекта. Если привести в контакт два вещества с разным типом проводимости электронной и дырочной , то на их границе возникает разность потенциалов. Если освещать границу контакта светом и цепь замкнуть, то в ней будет протекать ток. Таким образом, можно наблюдать непосредственное преобразование световой энергии в электрическую подробнее см. Мы будем рассматривать только внешний фотоэффект. Попытки объяснить закономерности фотоэффекта на основе электромагнитной теории оказались невозможными, например, из теории следовало, что появление фототока должно происходить спустя десятки минут после освещения, тогда как из опыта фототок появлялся практически мгновенно. В г Эйнштейн показал, что закономерности внешнего фотоэффекта можно объяснить, если предположить, что свет поглощается порциями квантами такими же, как по предположению Планка свет излучается. По сути — это закон сохранения энергии: На свободном, не связанном с атомом электроне, фотоэффект невозможен. Красная граница фотоэффекта — это частота или длина волны, при которых начинается или прекращается фотоэффект. Кинетическая энергия, скорость и импульс в формуле Эйнштейна являются максимальными , то есть электрон имеет их сразу же после отрыва от атома. Рассмотрим вакуумный фотоэлемент и его характеристики. На рисунке показана схема, используемая для изучения фотоэффекта. Внутри стеклянного баллона, из которого откачен воздух, имеются два электрода: Такое устройство называется вакуумным фотоэлементом. При освещении катода светом, из него будут вылетать электроны, образуя электронное облако. Часть электронов по инерции достигнут анода. Если катод и анод замкнуть вне баллона и подсоединить микроамперметр, то прибор покажет ток. Е сли к электродам подсоединить батарею и увеличивать напряжение между катодом и анодом, ток в цепи будет увеличиваться. Зависимость фототока от напряжения называется вольтамперной характеристикой фотоэлемента см. Начиная с некоторых напряжений, ток перестает увеличиваться, если при этом световой поток. Максимальный ток называется током насыщения I нас. Существование тока насыщения объясняется следующим образом. Один фотон выбивает только один электрон, но не каждый фотон выбивает по электрону. Отношение числа выбитых электронов N эл к числу падающих фотонов N фот в единицу времени называется квантовым выходом. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Российский государственный университет нефти и газа им. Следствия из закона Кирхгофа: Закон общепринятого названия не имеет, иногда называется 2-ым законом Вина: Чтобы получить закон Стефана-Больцмана, нужно просуммировать излучение по всем частотам. U задерж - задерживающий потенциал см.
Алекс фитнес ставрополь расписание
Автопилот расписание автобусов тольятти
Темные пятна на тротуарной плитке причины
Стих елены благининой папе на фронт
Немного болит грудь тест отрицательный