Физика \ Физика

Гармонические колебания. Характеристики и формы представления. Сложение однонаправленных колебаний. Векторные диаграммы. Гармонические осцилляторы. Уравнение состояния идеального газа, страница 12

  1. Eелектрона ~  ν (энергия электронов эквивалентна частоте излучения)
  2. фотоэффект полностью без инерциальный

Допустим, что фотоэлемент включен в цепь, изобpаженную на pисунке. Пеpедвигая движок реостата и снимая показания пpибоpов, можно найти вольт-ампеpную зависимость фотоэлемента. Пpи U = 0 чеpез элемент пpоходит небольшой ток (Image151). Под действием света выpываются электpоны, катод заpяжается положительно. Выpванные электpоны вблизи катода создают отpицательно заpяженное облако, из котоpого большая часть электpонов попадает обpатно на катод (катод пpи U = 0 притягивает электроны), а часть электpонов из облака попадает на анод. Они и создают небольшой ток Image151. Если увеличивать напpяжение, то по меpе его роста все большее число электронов за секунду попадает на анод.  Ток насыщения опpеделяется тем количеством электронов, которые выpываются в секунду из металла.

Сам факт фотоэффекта возникает из электромагнитной картины излучения

У электронов появляется энергия за счёт раскачки их полем.

Но с точки зрения волновой картины фотоэффект должен обладать  инерциальностью. Данное противоречие было разрешено Эйнштейном.

Гипотеза  Эйнштейна

Свет не только излучается,  но и поглощается в виде порций, квантов.

Фотоны, падая на поверхность металла, поникают на очень короткое расстояние в металл и поглощаются нацело отдельными его электронами проводимости. Они сразу же увеличивают свою энергию до значения, достаточного, чтобы преодолеть потенциальный барьер вблизи поверхности металла, и вылетают наружу.

Закон сохранения энергии позволяет написать простое соотношение, связывающее скорость фотоэлектронов с частотой поглощаемого света.

Энергия фотона после поглощения его, с одной стороны, расходуется на преодоление потенциального барьера (эта часть энергии называется работой выхода электрона из металла), а с другой стороны, частично сохраняется у электрона вне металла в виде кинетической энергии. Таким образом, соотношение для энергии таково:, где А - pабота выхода электpона. Это соотношение подтвеpждает тот факт, что энеpгия фотоэлектpонов, действительно, никак не зависит от интенсивности света, а линейно зависит от частоты света.

  1. hν=Aвых  ( hν<Aвых  металл можно только нагреть но электроны не вылетят.)
  2. Кинетическая энергия вылетевших электронов .

т.к. свет излучается и поглощается квантами, то световой поток это всегда поток

квантов (локализованных порций) – фотонов.

Свойства потока (они есть у фотона)

1.  Eф =hν

2.  импульс p=E/c= hν/c=h/λ

3.  mo=0  если фотон останавливается то он исчезает.

m= hν   - релятивистская масса фотона.

28. Гипотеза Луи де Бройля. Волновая функция. Принцип и соотношения неопределённостей.

Гипотеза Луи де Бройля

Электромагнитное излучение изначально трактовалось как волновой процесс, но вдруг у него обнаружились свойства, характерные для частиц.  А не может ли быть, что явления, которые обусловлены свойствами частиц являются волновыми? (обратно) Согласно де Бройлю частицы должны обладать волновыми свойствами. Он объединил   и  => , . Любой объект на микроуровне, движущийся с импульсом p, должен характеризоваться некоторой длиной волны .

Опыт Дэвиссона и Джермера подтвердил эту гипотезу. Опыт – металлическая пластинка, пучок электронов падает на неё под определённым углом, гальванометр регистрирует электроны , отражённые от пластинки. Исследовалась зависимость I, регистрируемой гальванометром, от угла падения. max I при . Эксперимент подтвердил гипотезу и позволил расчитать положение min и max: max - ; min - ; . Возникли вопросы: какова природа этих волн, все ли частицы обладают такими свойствами? Одно из предположений: в пучке электронов возникают волны пространственного заряда.

В электрическом пучке может распространятся волновой процесс. Если по каким-то причинам электроны начинают совершать колебания, то эти колебания распространяются. Отдельные электроны продемонстрировали наличие волновых свойств. Другие опыты показали, что волновые свойства характерны для отдельно взятой частицы (это не коллективный эффект).

Скачать файл