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 »

Внешний фотоэффект и его законы.

Внешним фотоэффектом называется испускание электронов металлом под действием света. Выбитые под действием света электроны назвыются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими в цепи, называется фототоком.

Фотоэффет был открыт Герцем в 1887 году. Изучая влияние света на протекание электрических процессов, учёный заметил, что проскакивание электрической искры между заряженными цинковыми шариками значительно облегчается, если один из них осветить ультрафиолетовых светом.

Подробное изучение влияния света на заряжённые тела было проведено А.Г. Столетовым. Одновременно фотоэлектрическое явление было изучено английским физиком Гальваксом.

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 »

§ 5. Излучение нечерных тел

Нечерными телами в противоположность черным называют тела с поглощательной способностью , меньшей единицы. К этой категории принадлежат практически все тела, начиная от сажи, коэффициент поглощения которой близок к 0,99, и кончая хорошо полированными металлами, для которых коэффициент поглощения не превосходит нескольких процентов.

Рис. 1.7. Испускательная способность чёрного тела и вольфрама при температуре 2450 К.

Пунктирная кривая, дающая отношение , показывает, что относительное излучение вольфрама растет по мере уменьшения длины волны (селективность излучения вольфрама).

Читать полностью »

Поляризация света

Естественный и поляризованный свет.

       Следствием теории Максвелла является поперечность световых волн: векторы напряженностей электрического Е и магнитного Н полей волны взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости v распространения волны (перпендикулярно лучу). Поэтому для описания закономерностей поляризации света достаточно знать поведение лишь одного из векторов. Обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора – вектора напряженности Е электрического поля.

       Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора.

       В данном случае равномерное распределение векторов Е объясняется большим числом  атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов Е – одинаковой (в среднем) интенсивностью излучения каждого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) называется естественным.

Читать полностью »