Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения
КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ это:
Корпускулярно-волновой дуализм излучения. Фотоны. Взаимосвязь волновых и корпускулярных характеристик фотонов. Связь между корпускулярной и волновой картинами.
Корпускулярно-волновой дуализм свойств ЭМ излучения. Это означает, что природу света можно рассматривать с двух сторон: С другой стороны свет - это поток частиц, обладающие энергией, импульсом. Корпускулярные свойства света проявляются в процессах взаимодействия света с веществом фотоэффект, эффект Комптона. Взаимосвязь между двойственными корпускулярно-волновыми свойствами света можно объяснить, если использовать статистический подход к рассмотрению закономерностей распределения света. Например, дифракция света на щели: Так как вероятность попадания фотона в различные точки экрана неодинаковая, то возникает дифракционная картина. Освещенность экрана количество фотонов на него падающих пропорциональна вероятности попадания фотона в эту точку. Поэтому квадрат амплитуды световой волны в данной точке пространства является мерой вероятности попадания фотона в эту точку пространства. В это уравнение в качестве параметра входит полная энергия Е частицы. В теории дифференциальных уравнений доказывается, что подобные уравнения имеют бесчисленное множество решений, из которых посредством наложения граничных условий отбирают решения, имеющие физический смысл. Для уравнения Шредингера такими условиями являются условия регулярности волновых функций: Эти значения энергии называются собственными. Решения же, которые соответствуют собственным значениям энергии, называются собственными функциями. Собственные значения Е могут образовывать как непрерывный, так и дискретный ряд. В первом случае говорят о непрерывном, или сплошном, спектре, во втором — о дискретном спектре. Итак, согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики — энергия Е и импульс р, а с другой — волновые характеристики — частота v и длина волны К. Количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов: Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля: Вскоре гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально. Джермер обнаружили, что пучок электронов, рассеивающийся от естественной дифракционной решетки — кристалла никеля, — дает отчетливую дифракционную картину. Дифракционные максимумы соответствовали формуле Вульфа — Брэггов В дальнейшем формула де Бройля была подтверждена опытами П. Так как дифракционная картина исследовалась для потока электронов, то необходимо было доказать, что волновые свойства присущи не только потоку большой совокупности электронов, но и каждому электрону в отдельности. Это удалось экспериментально подтвердить в г. Он показал, что даже в случае столь слабого электронного пучка, когда каждый электрон проходит через прибор независимо от других промежуток времени между двумя электронами в 10 4 раз больше времени прохождения электроном прибора , возникающая при длительной экспозиции дифракционная картина не отличается от дифракционных картин, получаемых при короткой экспозиции для потоков электронов, в десятки миллионов раз более интенсивных. Следовательно, волновые свойства частиц не являются свойством их коллектива, а присущи каждой частице в отдельности. Впоследствии дифракционные явления обнаружили также для нейтронов, протонов, атомных и молекулярных пучков. Экспериментальное доказательство наличия волновых свойств микрочастиц привело к выводу о том, что перед нами универсальное явление, общее свойство материи. Почему же они не обнаружены экспериментально? Поэтому считается, что макроскопические тела проявляют только одну сторону своих свойств — корпускулярную — и не проявляют волновую. Представление о двойственной корпускулярно-волновой природе частиц вещества углубляется еще тем, что на частицы вещества переносится связь между полной энергией частицы г и частотой v волн де Бройля: Справедливость же соотношения Подтвержденная экспериментально гипотеза де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме свойств вещества коренным образом изменила представления о свойствах микрообъектов. Современная трактовка корпускулярно-волнового дуализма может быть выражена словами советского физика-теоретика В. Именно в этой потенциальной возможности различных проявлений свойств, присущих микрообъекту, и состоит дуализм волна — частица. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС". Развитие представлений о природе света. Понятие о когерентности электромагнитных волн. Методы наблюдения интерференции света. Интерференция в тонких пленках. Ннтерференционные приборы и их применение. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Френеля на непрозрачном диске. Главные и дополнительные максимумы и минимумы. Электронная теория дисперсии света. Системы может возникать двойной луч преломления под влиянием внеш. Воздейс—й, в частности это происходит при мех. Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа для равновесного излучения. Ядерные реакции и законы сохранения. Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Модель атома Резерфорда и ее недостатки. Закономерности в спектре излучения атома водорода. Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Волны де Бройля и их свойства. Волновая функция и её статический смысл. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Квантовые числа, их физический смысл. Пространственное распределение электрона в атоме водорода. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спонтанное и вынужденное излучение фотонов. Природа сплошного и характеристического рентгеновских спектров. Физическая природа химической связи в молекулах. Понятие об энергетических уровнях. Колебательные и вращательные спектры молекул. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Элементы зонной теории в кристаллах. Энергетические зоны в кристаллах. Валентная и зона проводимости. Основы квантовой теории электропроводимости металла. Электронные и дырочные полупроводники. Понятие о квантовой статистике Ферми-Дирака. Массовое и зарядовые числа. Свойства и природа ядерных сил. Термоядерная реакция и проблемы её управления. Цепная реакция деления ядер.
Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции и интерференции при масштабах, сравнимых с длиной световой волны. Например, одиночные фотоны, проходящие через двойную щель , создают на экране интерференционную картину, определяемую уравнениями Максвелла. Корпускулярные свойства света проявляются при фотоэффекте. Фотон ведет себя и как частица, которая излучается или поглощается целиком объектами, размеры которых много меньше его длины волны например, атомными ядрами , или вообще могут считаться точечными например, электрон. Он утверждал, что не только фотоны , но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами. Так как дифракционная картина исследовалась для потока электронов, то необходимо было доказать, что волновые свойства присущи каждому электрону в отдельности. Он показал, что даже в случае столь слабого электронного пучка, когда каждый электрон проходит через прибор независимо от других, возникающая при длительной экспозиции дифракционная картина не отличается от дифракционных картин, получаемых при короткой экспозиции для потоков электронов в десятки миллионов раз более интенсивных. Современная трактовка корпускулярно-волнового дуализма может быть выражена словами физика В. Такие явления, как интерференция и дифракция света, убедительно свидетельствуют о волновой природе света. В то же время закономерности равновесного теплового излучения, фотоэффекта и эффекта Комптона можно успешно истолковать только на основе квантовых представлений о свете, как о потоке дискретных фотонов. Однако волновой и квантовый корпускулярный способы описания света не противоречат, а взаимно дополняют друг друга, так как свет одновременно обладает и волновыми и корпускулярными свойствами. Он представляет собой диалектическое единство этих противоположных свойств. Чем больше длина волны света, тем меньше импульс и энергия фотона и тем труднее обнаружить квантовые свойства света. Например, внешний фотоэффект происходит только при энергиях фотонов, больших или равных работе выхода электрона из вещества. Чем меньше длина волны электромагнитного излучения, тем больше энергия и импульс фотонов и тем труднее обнаружить волновые свойства этого излучения. Физика атомов, молекул и их коллективов, в частности кристаллов, а также атомных ядер и элементарных частиц изучается в квантовой механике. Объекты микромира, изучаемые квантовой механикой, имеют линейные размеры порядка см. В основе квантовой механики лежат представления Планка о дискретном характере изменения энергии атомов, Эйнштейна о фотонах, данные о квантованности некоторых физических величин например, импульса и энергии , характеризующих в определенных условиях состояния частиц микромира. Основополагающей в квантовой механике явилась идея о том, что корпускулярно-волновая двойственность свойств, установленная для света, имеет универсальный характер. Она должна проявляться для любых частиц, обладающих импульсом. Все частицы, имеющие конечный импульс , обладают волновыми свойствами, и их движение сопровождается некоторым волновым процессом. Формула де Бройля устанавливает зависимость длины волны , связанной с движущейся частицей вещества, от импульса частицы:. Волны, о которых идет речь, называются волнами де Бройля. Длина волны де Бройля для частицы с массой , имеющей кинетическую энергию. В частности, для электрона, ускоряющегося в электрическом поле с разностью потенциалов вольт. Формула де Бройля экспериментально подтверждается опытами по рассеянию электронов и других частиц на кристаллах и по прохождению частиц сквозь вещества. Признаком волнового процесса во всех таких опытах является дифракционная картина распределения электронов или других частиц в приемниках частиц. Волновые свойства не проявляются у макроскопических тел. Длины волн де Бройля для таких тел настолько малы, что обнаружение волновых свойств оказывается невозможным. Зависимость фазовой скорости дебройлевских волн от длины волны указывает на то, что эти волны испытывают дисперсию. Групповая скорость волн де Бройля равна скорости частицы:. Связь между энергией частицы и частотой волны де Бройля. Волны де Бройля имеют специфическую природу, не имеющую аналогии среди волн, изучаемых в классической физике: Войти Нет учётной записи? Непонятый Малевич Структуры Википедия: Статьи, объединённые по внутренним признакам Объекты Наука: Статьи, объединённые по внутренним признакам. Категории по времени Категории по географическому расположению Категории по жанрам Категории по народам Категории по тематике Категории по типу Категории персоналий. TopContent Список журналов Социальные науки Человек разумный Бионический глаз Варшавское восстание Ииссиидиология Скумин, Виктор Андреевич. Последние записи в блоге Forum. Вики-деятельность Случайная статья Сообщество Видео Изображения. Избранные статьи eu-wiki Физика. Классический редактор История Обсуждение 0. Информация должна быть проверяема , иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Содержание [ развернуть ]. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society Обнаружено использование расширения AdBlock. Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта. Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы. Также на Фэндоме Случайная вики. Обзор О нас Вакансии В прессе Обратная связь Wikia. Создайте своё и положите начало легенде! Создать вики Приложения Фэндома Оставайтесь в курсе всего происходящего на ваших любимых сообществах. Реклама на сайте Медиа-кит. Наука — это фэндом на портале Увлечения. Содержание доступно в соответствии с лицензией CC-BY-SA. В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Автобус климовичи минск расписание
Как подключить кириллицу инструкция tally t2340 24
Акт осмотра оборудования образец
Yandex kz search
План развития команды