Физика учебник по квантовой механике


Эффект Комптона

 В 1922 г. Комптон (A. Compton) обнаружил увеличение длины волны   рентгеновского излучения вследствие его рассеяния электронами вещества. Согласно же классической теории длины волн падающего и рассеянного излучения должны совпадать. Теория эффекта была построена Комптоном и независимо Дебаем (P. Debye) на основе фотонной гипотезы Эйнштейна. Взаимодействие излучения с электроном сводится к  упругому столкновению фотона с покоящимся электроном. При этом импульс фотона определяется в виде

.

Здесь волновой вектор

,

  - единичный вектор в направлении распространения монохроматической волны, соответствующей фотону. Это определение – следствие того, что величины

  и

Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники Все кристаллы разделяются на диэлектрики, металлы и полупроводники. Рассмотрим их энергетические зоны. Лекции и задачи по физике

образуют 4-векторы относительно преобразований Лоренца (см. первую часть курса физики).

 Запишем законы сохранения энергии и импульса для указанного процесса столкновения:

где  - энергия электрона после столкновения. Отсюда получаем частоту рассеянного фотона:

где - угол между   (угол рассеяния). Учитывая связь частоты и длины волны,

,

находим изменение длины волны при рассеянии:

.

Здесь введена комптоновская длина волны электрона

.

Для рентгеновского излучения (см) получаем

,

т.е. вполне заметный эффект. Для видимого света (см) эффект гораздо меньше (). Найденная зависимость изменения длины волны от угла рассеяния прекрасно согласуется с экспериментом.

Закон Кирхгоффа (1859) Отношение испускательной способности тела к поглощательной способности тела не зависит от природы тела, есть универсальная для всех тел функция частоты и температуры. Мощность, излучаемая в единичный телесный угол в направлении нормали к 1 м2 черной излучающей поверхности в полосе частот от до , называется спектральной плотностью потока энергии, Квантовое объяснение фотоэффекта Фотоэлектронную эмиссию проявляют лишь некоторые вещества, такие как натрий и калий с работой выхода около 1 эв.

Физика, математика лекции учебники курсовые студенту и школьнику