физика атомная

Билет 1 Давление света. Опыты Лебедева. Фотоны. ДАВЛЕНИЕ СВЕТА - давление, оказываемое светом на отражающие и поглощающие тела, частицы, а также отдельные молекулы и атомы; одно из пондеромоторных действий света, связанное с передачей импульса эл--магн. поля веществу. При нормальном падении света на поверхность твёрдого тела Д. с. определяется формулой p=S(1-R)/c, где S - плотность потока энергии (интенсивность света), R - коэф. отражения света от поверхности. Впервые гипотеза о существовании светового давления была высказана И. Кеплером в XVII веке для объяснения поведения хвостовкомет при пролете их вблизи Солнца. В 1873 г. Максвелл дал теорию давления света в рамках своей классической электродинамики.	Экспериментально световое давление впервые исследовал П. Н. Лебедев в 1899 г. В его опытах в вакуумированном сосуде на тонкой серебряной нити подвешивались крутильные весы, к коромыслам которых были прикреплены тонкие диски из слюды и различных металлов. Главной сложностью было выделить световое давление на фоне радиометрических и конвективных сил (сил, обусловленных разностью температуры окружающего газа с освещённой и неосвещённой стороны). Кроме того поскольку в то время не были разработаны вакуумные насосы, отличные от простых механических, Лебедев не имел возможности проводить свои опыты в условиях даже среднего, по современной классификации, вакуума. Путем попеременного облучения разных сторон крылышек Лебедев нивелировал радиометрические силы и получил удовлетворительное (±20 %) совпадение с теорией Максвелла. Позднее, в 1907—1910 гг. Лебедев провёл более точные опыты по изучению давления света в газах и также получил приемлемое согласие с теорией^[1]. Фотон (от др.-греч. φς, род. пад. φωτς, «свет») — элементарная частица, переносчик электромагнитного взаимодействия, квант электромагнитного поля. Фотоны обозначаются буквой γ, поэтому их часто называют гамма-квантами (особенно фотоны высоких энергий) -энергия фотона(h-постоянная планка,v-частота) -импульс фотона
Билет 2 Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Фотоэффе́кт, Фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света (или любого другогоэлектромагнитного излучения). Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока. Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. 3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света  (или максимальная длина волны λ0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если , то фотоэффект уже не происходит.	Теоретическое объяснение этих законов было дано в 1905 году Эйнштейном. Согласно ему, электромагнитное излучение представляет собой поток отдельных квантов (фотонов) с энергией hν каждый, где h — постоянная Планка. При фотоэффекте часть падающего электромагнитного излучения от поверхности металла отражается, а часть проникает внутрь поверхностного слоя металла и там поглощается. Поглотив фотон, электрон получает от него энергию и, совершая работу выхода φ, покидает металл:  где  — максимальная кинетическая энергия, которую имеет электрон при вылете из металла.
Билет 3 Рентгеновское излучение. Тормозное и характеристическое излучение. За­кон Мозли. Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия  фотонов  которых лежит на  шкале электромагнитных волн   ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10^−2 до 10^2 Å (от 10^−12 до 10^−8 м) Рентгеновские лучи обладают следующими свойствами: - невидимость  - прямолинейное распространение  - проникающая способность  - способность к поглощению  - фотографическое действие  - люминесцирующее действие  - ионизационное действие  - биологическое действие  - закон обратных квадратов	Тормозное излучение (нем. bremsstrahlung, англ. braking radiation, deceleration radiation) — электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле Причиной значительного тормозного излучения может быть тепловое движение в горячей разреженной плазме. Мощность тормозного излучения полностью ионизированной плазмы есть^[2]: , где: - мощность, эрг/сек; - порядковый номер элемента; - температура электронной плазмы.   Когда энергия бомбардирующих анод электронов становится достаточной для вырывания электронов из внутренних оболочек атома, на фоне тормозного излучения появляются резкие линии характеристического излучения. Частоты этих линий зависят от природы вещества анода, поэтому их и назвали характеристическими.       Состояние атома с вакансией во внутренней оболочке неустойчиво. Электрон одной из внешних оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом испускает избыток энергии в виде фотона характеристического излучения. Английский физик Генри Мозли в 1913 году установил закон, названный его именем, связывающий частоты линий рентгеновского спектра  с атомным номером испускающего их элемента Z: , где k = 3, 4, 5…; n=k+1,k+2,k+3… .       Здесь  , постоянная Ридберга; σ – постоянная, учитывающая экранирующую роль окружающих ядро электронов. Чем дальше электрон от ядра, тем σ больше.
Билет 4 Эффект Комптона. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вольфа-Бреггофф. Эффект Комптона — называют процесс рассеивания коротковолнового (рентгеновского) излучения на свободных электронах вещества, который сопровождается увеличением длины волны.	ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ - возникновение отклонённых (дифрагированных) лучей в результате интерференции упруго рассеянных электронами вещества вторичных волн. Д. р. л. обусловлена пространственно упорядоченным расположением атомов рассеивателя и большой величиной параметра пространственной дисперсии  5*10^-21 (- длина волны рентгеновского излучения, d - характерное межатомное расстояние в веществе). Она является осн. методом исследования атомной структуры веществ. Явление Д. р. л., доказывающее их волновую природу, впервые было экспериментально обнаружено на кристаллах немецкими физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом в 1912

Билет 4 Эффект Комптона. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вольфа-Бреггофф. Эффект Комптона — называют процесс рассеивания коротковолнового (рентгеновского) излучения на свободных электронах вещества, который сопровождается увеличением длины волны.

ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ - возникновение отклонённых (дифрагированных) лучей в результате интерференции упруго рассеянных электронами вещества вторичных волн. Д. р. л. обусловлена пространственно упорядоченным расположением атомов рассеивателя и большой величиной параметра пространственной дисперсии  5*10^-21 (- длина волны рентгеновского излучения, d - характерное межатомное расстояние в веществе). Она является осн. методом исследования атомной структуры веществ. Явление Д. р. л., доказывающее их волновую природу, впервые было экспериментально обнаружено на кристаллах немецкими физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом в 1912 Условие ВульфаБрэгга определяет направление возникновения дифракции максимумов упругого рассеянного на кристалле рентгеновского излучения. Выведено в 1913 независимо У.Л. Брэггом и Г.В Вульфом. Имеет вид: , где d-межплоскостное расстояние, θ-угол скольжения падающего луча, n-порядок отражения, λ-длина волны.