ФИТР БНТУ – Портал Студентов

8. Экспериментальное  обоснование  основных  идей  квантовой механики

Линейчатые спектры атомов. Правило  частот Бора. Принцип соответствия. Опыт Франка и Герца. Опыт Штерна и Герлаха. Эффект Зеемана. Эффект Штарка.

Модели атома Томсона и Резерфорда

Первая попытка создания на основе накопленных экспериментальных данных модели атома принадлежит Дж. Дж. Томсону (1903). Согласно этой модели, атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиусом порядка 10м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны; суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду шара, поэтому атом в целом нейтрален. Через несколько лет было доказано, что представление о непрерывно распределенном внутри атома положительном заряде ошибочно.

Читать полностью »

§ 8. Формула излучения Планка

Многочисленные попытки теоретически установить закон черного излучения, приведшие, как мы видели, к установлению важных частных законов (Больцман, Вин), не могли дать общего решения задачи и приводили к заключениям, согласующимся с опытом, только в ограниченном интервале Е и . Причина неудач оказалась лежащей чрезвычайно глубоко. Законы классической электродинамики, при помощи которых делались все эти исследования, оказались лишь приближенно правильными и давали неверный результат при рассмотрении элементарных процессов, обусловливающих тепловое излучение.

Если осуществить теоретическое черное тело при помощи бесконечной совокупности гармонических осцилляторов, каждый из которых дает отдельную монохроматическую линию, а все вместе -сплошное черное излучение, то, пользуясь законами, управляющими поведением этих осцилляторов, можно прийти к закону черного излучения такой системы. Общие же соображения, лежащие в основе закона Кирхгофа, показывают, что закон излучения, найденный для одного черного тела, справедлив и для любого другого черного тела, т. е. все они дают один и тот же тип излучения — черное излучение.

Читать полностью »

§ 3. Закон Кирхгофа

Рис. 1.3. Спектральная зависимость испускательной способности черного тела при Т=2900К.

а- зависимость от , выраженная в равномерной шкале частот;

б-  зависимость от , выраженная в равномерной шкале длин волн. Площадь заштрихованного участка дает поток , приходящийся на интервал частот или соответствующий интервал длин волн .

Читать полностью »

Абсолютно твердое тело. Упругие деформации и напряжения. Пластические деформации. Предел прочности.

Абсолютно твердым телом называется тело, которое ни при каких условиях не может деформироваться и при всех усло­виях расстояние между двумя точками, или, точнее, между двумя частицами, этого тела остается постоянным.

Рассматривая механику твердого тела, мы пользовались понятием абсолютно твердого тела. Однако в природе абсо­лютно твердых тел нет, так как все реаль­ные тела под действием сил изменяют свою форму и размеры, т. е. деформи­руются.

Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму.

Деформации, которые сохра­няются в теле после прекращения действия внешних сил, называются пластическими (или остаточными).

Читать полностью »

Гипотеза де Бройля.

  Смелость гипотезы де Бройля заклю­чалась именно в том, что соотношение (1.1) постулировалось не только для фотонов, но и для других микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя. Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, поставляют волну, длина которой вычисляется по формуле де Бройля:

                                                                              (2.1)

где  – импульс  частицы, имеющей массу т и  движущейся  со  скоростью .

    Вскоре гипотеза де Бройля была под­тверждена   экспериментально.   В   192 7   г. американские физики К. Дэвиссон (1881 – 1958) и Л. Джермер (1896 -1971) обнару­жили, что пучок  электронов, рассеивающийся от естественной дифракцион­ной решетки – кристалла никеля, – дает отчетливую дифракционную картину. Дифракционные максимумы соответство­вали формуле Вульфа – Брэггов (), а брэгговская длина волны оказалась в точности равной длине волны, вычисленной по формуле (2.1). В даль­нейшем формула де Бройля была подтверждена опытами П. С. Тартаковского и Г. Томсона, наблюдавших ,дифракционную картину при прохождении пучка быстрых электронов (энергия 50 кэВ) через металлическую фольгу (толщиной  1 мкм).