19. Эффект Комптона.

Наиболее полно корпускулярные свойства проявляются в эффекте Комптона. В 1923 году американский физик Комптон исследовал рассеяние рентгеновских лучей на парафине, атомы которого легкие.

Рассеяние рентгеновских лучей с волновой точки зрения связано вынужденными колебаниями электронов вещества, так что частота рассеянного света должна совпадать с частотой падающего света. Однако в рассеянном свете обнаружилась большая длина волны .не зависит от длины волны рассеиваемых рентгеновских лучей и от материала рассеивающего вещества, но зависит от направления рассеивания. Пусть- угол между направлением первичного пучка и направлением рассеянного света, тогда, где(м).

Этот закон верен для легких атомов (H₂, C₂, Br, Al) имеющих электроны, слабо связанные с ядром. Процесс рассеяния можно объяснить упругим столкновением фотонов с электронами. Под действием рентгеновских лучей электроны легко отделяются от атома. Поэтому можно рассматривать рассеяние свободными электронами. Фотон, имеющий импульс , сталкивается с покоящимся электроном и отдает ему часть энергии, а сам приобретает импульс(рис.3).

Используя законы сохранения энергии и импульса для абсолютно упругого удара, получим для выражение:, которое совпадает с экспериментальным, при этом, что и доказывает корпускулярную теорию света.

20. Модель атомов. Опыт Резерфорда.

Для объяснения спектров атомов были предложены различные модели атомов.

В 1903 году английский физик Томсон предложил модель атома, представляющую собой непрерывно заряженный положительный шар радиусом м, в которую вкраплены электроны. Суммарный отрицательный заряд, равен положительному заряду шара и поэтому атом нейтрален.

Однако, в 1911 году английский физик Резерфорд своими опытами по рассеянию - частиц опровергает утверждение Томсона о непрерывном распределении положительного заряда внутри шара. В своем опыте Резерфорд обнаружил, что при прохождении- частиц через золотую фольгу толщиной 1мкм основная их часть испытывает незначительные отклонения, но некоторые- частицы (примерно одна из 20000) отклоняются на углы равные. На основании этих исследований Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, имеющие размерым. Вокруг ядра по орбитам вращаются электроны. Число электронов равно заряду ядра.

21. Атом водорода по Бору. Постулаты Бора.

Для того, чтобы объяснить линейчатые спектры атомов датский физик Нильс Бор в 1913 году вводит два постулата.

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся во времени) состояния, в которых он не излучает энергию. Энергии этих состояний образуют дискретный ряд: ,, …,. Стационарным состояниям атома соответствуют орбиты, по которым движутся электроны. Хотя электроны движутся по стационарным орбитам с ускорением, они не излучают и не поглощают энергию.

В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные значения момента импульса, удовлетворяющие условию:

, n=1, 2, 3,…, где - масса электрона,- его скорость поn-ой орбите радиуса ,.

Второй постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) квант с энергией:

.

При происходит излучение фотона (переход из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией), при- поглощение фотона (переход атома в состояние с большей энергией).

Набор возможных дискретных частот определяет линейчатый спектр атома.