22. Комптон былысы
 Скачать 28.05 Kb.
|
|
22. Комптон құбылысы Рентген спектрометрінің көмегімен Комптон әртүрлі заттардың нысанаға шашыраған рентген сәулелерінің толқын ұзындығын дәл өлшеді және шашыраңқы сәулеленудің екі түрі бар екенін анықтады: біреуінде толқын ұзындығы бастапқы сәулеленудің толқын ұзындығына сәйкес келеді, ал екіншісінде толқын ұзындығы үлкен. Сонымен қатар, Комптон шашыраңқы сәулеленудің толқын ұзындығының ұлғаюы тек шашырау бұрышына байланысты екенін анықтады. Комптонның бұл нәтижелері классикалық физика аясында түсіндірілмеді. Жүргізілген экспериментті кванттық механика тұрғысынан қарастыра отырып, Комптон толқын ұзындығының ұлғаюын рентген сәулелерін кванттық теория болжаған энергия мен импульс мәні бар бөлшектер ретінде қарастыру арқылы түсіндіруге болатындығын анықтады, оған сәйкес рентген кванты мақсатты электронмен соқтығысып, оған энергияның бір бөлігін береді. Сондықтан, соқтығысқаннан кейін рентген квантының энергиясы аз болады, бұл сәулеленудің үлкен толқын ұзындығына сәйкес келеді. Комптон бұған дейін шашыраған γ сәулелерді бастапқы сәулелерге қарағанда зат оңай сіңіретінін анықтаған. Бұл екі жаңалық бір – бірімен өте жақсы үйлескен-енді шашыраңқы сәулеленуді зат оңай сіңіретіні анық болды, өйткені ол бастапқы рентген сәулелерімен салыстырғанда аз энергияға ие. Комптон эффектісі - атомның бос (әлсіз байланысқан) электрондарына электромагниттік сәулеленудің шашырауымен бірге жүретін, оның жиілігінің (толқын ұзындығының) өзгеруіне әкелетін құбылыс. Комптон шашырауы келесі заңдылықтарға бағынады: 1) диффузиялық сәулелену аз атомдық заттар үшін жоғары қарқындылыққа ие және үлкен атомдық заттар үшін аз қарқындылыққа ие; 2) шашырау бұрышы жоғарылаған сайын Комптон эффектіндегі шашыраңқы сәулелену қарқындылығы артады (классикалық шашырау қарқындылығы шашырау бұрышының жоғарылауымен төмендейді); 3) шашыраған сәулеленудің толқын ұзындығының ығысуы шашырау бұрышына байланысты; 4) шашырау бұрыштары бірдей болған кезде ығысу шамасы барлық шашырау заттары үшін бірдей болады. Комптон формуласы:  мұндағы Δλ-толқын ұзындығының ығысуы( комптонның ығысуы); λ' - шашыраған сәулеленудің толқын ұзындығы; λ - құлаған сәулеленудің толқын ұзындығы; θ-шашырау бұрышы; λC-электронның Комптон толқынұзындығы:  Комптонның толқын ұзындығы-электромагниттік сәулеленудің шашырауы жүретін бөлшек үшін тұрақты шама. 23. Жарық интерференциясы Жарықтың интерференциясы - кеңістіктің әртүрлі нүктесінде когерентті екі немесе бірнеше толқындардың қабаттасуының нәтижесінде орныққан жарық толқындарының күшеюі мен әлсіреуінің суреттемесінің пайда болуы. Жарық интерференциясы (латынша «интер – өзара» + «ферио – сығамын») – екі немесе бірнеше жарық толқындарының қабаттасулары кезінде жарық сәуле энергиясының кеңістіктік қайта үлестірілуі; толқындар интерференциясының дербес жағдайы. ХVІІ ғасырда ағылшын физигі Исаак Ньютон (1643 – 1727) да жарықтың кейбір интерференциялық құбылысын бақылаған, бірақ оның корпускулалық теориясы бұл құбылысты түсіндіре алмаған. Жарық интерференциясының дұрыс түсіндірмесін толқындық құбылыс ретінде ХІХ ғасырдың басында француз физигі Огюстен Френель (1788 – 1827) және ағылшын физигі Томас Юнг (1773 – 1829) тұжырымдады. Тұрақты (уақыт бойынша тұрақты) интерференциялық кескін-сурет – жарықтың қарқындылығы артатын және кемитін тұрақты түрде қайталанбалы аймақтар (мысалы, Ньютон сақиналары) сипатталатын жарық интерференциясы байқалады. Фазалар ығысуы тұрақты және жиіліктері бірдей толқындардың қосылуы жарық толқындарының өзара әрекеттесуіндегі көңіл аударатын жағдай. Мұнда кеңістіктің кейбір нүктелерінде толқындардың қабаттасуынан бір-бірін күшейтетін, ал басқа бір нүктелерінде керісінше бір-бірін әлсірететін интерференция құбылысы байқалады. Экранда күңгірт және ашық жолақтар кезектесіп орналасады. Бұл интерференция құбылысы. Жарықтың интерференциясы механикалық толқындардың интерференциясы сияқты өтеді. Сонымен қатар жарық толқындары интерференциясының кейбір ерекшеліктері бар. Егер екі жарық көзінен бірдей жиілікті синусоидалық жарық толқындары шығарылса, онда олар кездескен жерде интерференция көрінісі пайда болады. Бірақ осы көріністі бір-біріне қатысы жоқ бірдей жарық шығаратын екі жарық көзінен шық қан толқындар арқылы алу мүмкін емес. Жарық түскен бет біздің көзімізге біркелкі жарық түскен беттей болып көрінеді. Сондықтан жарық толқынының интерференциясы тек когерентті толқындар қабаттасқанда ғана пайда болады. 24. Тербелістер мен толқындардың когеренттілігі Когеренттілік (лат. cohaerens — "байланыстағы") — физикада уақыт өте келе бірнеше тербелмелі немесе толқындық процесстердің қабаттасуы (келісілуі). Егер олардың фазаларының айырмашылығы уақыт өте келе тұрақты болса және тербелістер қосылған кезде сол жиіліктің тербелісі алынса, тербелістер үйлесімді болады. Екі когерентті тербелістің классикалық мысалы-бірдей жиіліктегі екі синусоидалы тербеліс. Толқынның когеренттілігі әртүрлі кеңістіктік нүктелерде тербелістер толқыны синхронды түрде жүретінін білдіреді, яғни екі нүкте арасындағы фазалық айырмашылық уақытқа байланысты емес. Үйлесімділіктің болмауы, демек, екі нүкте арасындағы фазалық айырмашылық тұрақты емес, уақыт өте келе өзгеретін жағдай. Егер толқын бір эмитентпен емес, бірдей, бірақ тәуелсіз (яғни, бөлінбеген) эмитенттердің жиынтығымен пайда болса, мұндай жағдай орын алуы мүмкін. Жарық толқындарының үйлесімділігін зерттеу уақытша және кеңістіктік үйлесімділік ұғымдарына әкеледі. Электромагниттік толқындардың таралуы кезінде толқындарда фазалық ерекшеліктер пайда болуы мүмкін. Судағы толқындар жағдайында толқынның үйлесімділігі екінші кезеңділікті анықтайды. Когеренттілік болмаса, кедергі сияқты құбылысты байқау мүмкін емес. Когеренттілік радиусы-жалған толқын беті бойымен ығысқан кезде фазаның кездейсоқ өзгеруі π ретті мәнге жететін қашықтық. Декогеренция процесі-бөлшектердің қоршаған ортамен өзара әрекеттесуінен туындайтын когеренттіліктің бұзылуы. Уақытша когеренттілік Уақытша когеренттілік ұғымын сәуленің көлденең қимасының бірдей нүктесінен шығатын екі толқынның кедергісі нәтижесінде байқалатын кедергі кескінінің контрастымен байланыстыруға болады (амплитудаларды бөлу әдісімен алынған). Толқынның уақытша когеренттілігі осындай сәулелердің біреуінің екіншісіне қатысты уақытша артта қалуы кезінде өзара когеренттіліктің сақталуын сипаттайды. Бұл ретте уақытша когеренттіліктің өлшемі когеренттілік уақыты-бір сәуленің басқасына қатысты ең жоғары ықтимал артта қалу уақыты, бұл ретте олардың өзара когеренттілігі әлі де сақталады. Уақытша когеренттілік монохроматикалық дәрежемен анықталады. Кеңістіктік когеренттілік-толқынның таралу бағытына перпендикуляр жазықтықтың әртүрлі нүктелерінде бір уақытта орындалатын тербелістердің когеренттілігі. 68. Бор теориясының қайшылықтары Бордың кванттық теориясы атом құрылысы жайындағы ілімнің даму жолындағы жетістіктердің бірі болып табылады. Ол атом ішіндегі өтетін құбылыстарды бейнелеу үшін классикалық физиканың жарамсыздығын,микродүниеде кванттық заңдардың үстем болатынын айқын көрсетіп берді.Микродүние құбылыстарын зерттеген кезде физикада кездескен жаңа кванттық жаңалықтарды ұғынуда ірі қадам болды. Бірақ Бор теориясының елеулі кемшіліктері де басынан бастап білінді. Ең алдымен,бұл теория бір ізді классикалық та,бірізді кванттық та болмады,жартылай классикалық,жартылай кванттық теория болды.Бор теориясының жетімсіздігі оны сутегі атомына қолданғанда ақ білінді:спектрлік сызықтар жиілігінің дұрыс мәндері алынғанымен,бұлардың интенсивтілігін анықтау мүмкін болмады. Бор теориясы сілтілік металл атомдары спектрінің дублеттік сипатын түсіндіре алмады. Бор теориясы шеңберінде сутегі атомынан кейінгі қарапайым атом гелий атомы теориясын құруға жасалған әрекеттер сәтсіз болды. Ішкі қайшылықтары бар (бір жағынан классикалық физика заңдарын қолданады,екінші жағынан кванттық постулаттарға негізделген). Сызықтардың интенсивтілігін түсіндіре алмады. Неліктен кванттық ауысулар болады деген сұраққа жауап бере алмады. Көпэлектронды атомдарға жарамсыз болып шықты(әуелі сутегі атомынан кейінгі гелий атомына да) Сонымен Бор теориясы кейбір деректерді дұрыс түсіндіргенімен, бірқатар басқаларын түсіндіруге жарамады. Зат бөлшектерінің толқындық қасиеттері ашылғаннан кейін,классикалық механикаға сүйенген Бор теориясы,атомдық құбылыстардың бір ізді теориясының жасалу жолындағы өтпелі кезең бола алатындығы түсінікті болды. |