Довідковий матеріал. 5.1. Квантові властивості випромінювання

Зміст

5. КВАНТОВА ФІЗИКА.. 3

5.1. Квантові властивості випромінювання. 3

5.1.1. Енергія, імпульс і маса фотона. 4

5.1.2. Фотоелектричний ефект. 7

5.1.3. Тиск світла. 11

5.2. Гальмівне ренгенівське випромінювання. Ефект Комптона. 15

5.3. Закони теплового випромінювання. 22

5.4. Хвильові властивості речовини. 29

5.4.1. Хвилі де Бройля. 31

5.4.2. Принцип невизначеності Гейзенберга. 35

5.4.3. Рівняння Шредінгера. Мікрочастинка в потенціальній ямі. Проходження мікрочастинки через потенціальний бар’єр. 39

5.5. Модель атома Резерфорда-Бора. 44

5.6. Квантові явища у твердих тілах. 53

5.6.1. Класична теорія теплоємності 55

5.6.2. Теорія теплоємності Ейнштейна. 57

5.6.3. Теорія теплоємності Дебая. 59

5.6.4. Електрони в металі. Розподіл Фермі−Дірака. 62

5.7. ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА.. 67

5.7.1. Будова атомних ядер. Дефект маси й енергія зв’язку атомних ядер. 68

5.7.2. Закон радіоактивного розпаду. 71

5.7.3. Ядерні реакції 75

5.7. Елементарні частинки. 81

Д о д а т к и. 89

КВАНТОВА ФІЗИКА

Квантові властивості випромінювання

Довідковий матеріал

· Енергія кванта світла (фотона):

Е=hν=hc/λ,

де h − стала Планка, ν − частота світла, c − швидкість світла у вакуумі, λ − довжина хвилі.

· Релятивіська маса й імпульс фотона:

; .

· Рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

hν=А_вих+ ,

де А_вих − робота виходу електрона з металу, m − маса електрона, υ_max− максимальна швидкість електронів;

§ максимальна кінетична енергія електрона може бути визначена через запірну напругу на фотоелементі:

=eU_з,

де е − заряд електрона;

§ якщо υ=0, то hν_min=А_вих , де ν_min − мінімальна частота, що відповідає червоній межі фотоефекту.

· При значних енергіях електрона, його кінетична енергія обчислюється за релятивіською формулою:

E_k=m_oc²[()⁻¹−1],

де m_o − маса спокою електрона, β = υ_max/с.

· Тиск світла при його нормальному падінні:

р=(nhν/c)(1+ρ)=Е/с(1+ ρ),

де hν/c − імпульс фотона, n − кількість фотонів, що падають на одиницю площі поверхі за одиницю часу, ρ − коефіцієнт відбивання світла, Е − енергія, що припадає на одиницю площі за одиницю часу.

Задачі