Тормозное рентгеновское излучение. График зависимости интенсивности от напряжения на лучевой трубке.

Рентгеновские лучи возникают в процессе бомбардировки вещества потоками электронов с большой кинетической энергией. Диапазон длин волн рентгеновского излучения – ~ нм. Рентгеновские спектры бывают двух видов – сплошные и линейчатые. Сплошное излучение возникает при торможении электронов на катоде, после разгона в магнитном поле и является обычным тормозным излучением электронов. Тормозные электроны излучают короткие электро-магнитные волны – импульсы, называемые спектром тормозного излучения. Энергия излучается в виде кванта, при этом чем большая энергия теряется, тем больше частота возникшего кванта и тем меньше длина волны. Тормозное излучение зависит от кинетической энергии бомбардирующих электронов. Данное излучение получается с помощью электронно-лучевой трубки, катода (источник электронов) и анода (источник лучей). Между катодом и анодом электрическое поле, ускоряющее электроны, при этом они приобретают энергию , где U-разность потенциалов между катодом и анодом. В ионизационных камерах – приборах для измерения интенсивности ионизированного излучения, создается такое электрическое поле, что все возникающие ионы отводятся к электродам. Возникает ток , пропорциональный интенсивности излучения I: , где -постоянная (зависит от формы и размеров электродов, от давления и рода газа, от частоты излучения).

Фотоэффект. Особенности фотоэффекта…При освещеие Me начинает испускать оч легкие частицы(e) имеющие отр. Заряд. Интенсивность фототока прямопорпоцыональна осветимости Me фотокатодов. Для каждой освещенности фотокатода существует ток насыщения достигаемый при увел напряж между катодом и анодом. Наибольшей эффективностью оказывают коротковолновые лучи. Фотоэффект явление вырывания электоронов из Me под действием света. Рис11 С ростом напряжения при данной осветимости фотокатода, фототок растет. Значит, что чем больше электронов выбитых светом долетят до анода при достижении напр у насыщения фототок перестает расти, значит что все e выбитые из катода достигли анода. Чем больше освещенность, тем больше ток насышения. Если приложить обратное направление между катодом и анодом то e вылетя из Me можно задержать. Ф. Эйнштейна (рис) – работа выхода – наименьшая энергия которую нужно затратить, чтоб вырвать e из Me в вакуум. Фотоэффект возникает для hНЮ>=работе выхода

Корпускулярные с-ва рентгеновских лучей…Комптон доказал, что поток рентреновских лучей можно рассматривать и как поток частиц рентгеновских фотонов. Рис12 длина волны растет – энергия падает. Ф. дельта E=hню.. объяснить зависимость от угла тоу удалось лишь предположив что рассеяние рентгеновских лучей сопровождается увел дл волны происходит на свободных или слабых связях. Электрон и в этом сталкновении рентг лучи нужно рассматривать как поток частиц, а сам процесс сталкновений рентгеновского фотона с электроном подобно сталкновению бильярдных шаровJ рис12Комптон доказал, что рентг. Лучи представляют собой поток частиц фотонов, помня о том, что рентг лучи испытывают дифракцию,т.е являются волной и учитываю эффект Комптона можно утверждать, что рентг лучи обладают двойственной природой, и в разных опытах вести себя либо как частицы либо как волна.

Фотоны. Энергия и импульс фотона.В явлении интерфер и дифр свет предстает как волна. Можно предпотожиььь что свет представляет собой отдельные частицы – фотоны, частицы сущ только в движении у них ет массы покоя. Теповое излучение первое явление на котором человечество позн с квантами (фот) Формулу Планка удается объяснить лишь предпотожив что изл состоит из квантов. Если свет можно представить как поток фотонов, то эти частицы падая виде пучков на поверхность должны приносить с собой энергию импульс, т.е создавать давление на эту поверхность. Давление это суммарный импульс передаваемый в ед площади в ед вр.Рис13

Опытные основания квантовой механики.К началу 20 века накопилось ряд фактов, которые невозможно было объяснить классической механикой. 1)Линейчатая структура спектра2)тепловое излучение 3)опыт Комптона…. Объяснения этих явлений потребовало созданию новой механики в кот энерг всех частиц квантуется, если движение этих частиц ограничено пространством. Опыт Франка и Герца. Засчет того, что E(ЭДС) приложен ежду коллектором-анодом, e’ пролетевшие сквозь отв в аноде могут достичь коллектор лишь имея энергию не меньше чем 0,5 B Если энергия меньше токолектор толкнет обратно на анод , если эн больше чем 0,5В то он долетит до коллектора и гальванометр покажет ток. <-К рис14Если трубка пустая, то ток растет с увел ускоряющего напряжения U. Если заполнить трубку парами ртути, то при некоторых значениях ускоряющего напр U будут провалы.(4,9В 9,8..+4,9В) отличие от класс механики в том, что атомы ртути принимают энергию не какую угодно а лишь строго определенную, т.е энергия атомов квантована. Гипотиза де-Бройля: рис14логика рассуждений де_Б. согласно теории Бора(теор атома H) электроны в атомах движется по устойчивым орбитам. Электронам присеще не только корпускулярная, но и волновая природа и движущ электроны можно представлять как волну. Устойчивый волн процесс набл только когда в пространстве набл целое число длин волн. Значит, электрон на орбите будет устойчив если вдоль него уберется цело число длин волн. ЛМД=h/m*v –ф. д-Б. Эксперементально подтвердили наличие у движ e волновых свойств.рис14Вэтом опыте было установлено что e взаимод с кристалич решеткой Me Ni так, какобыкновеный свет взаим с диф решеткой. т.е e учавст в явление диф так как будто они волнаJ

Уравнение Шредингера.Для частиц микромира играют ту же роль что и Ур Ньютона для макромира. Ш. описал движ e в атоме, как влновой процесс, т.е в его Ур e предстает одновременно как частицы и как волна. Преобразуем у-ре световой волны E=E₀Cos2pi(t/T-x/ЛМД) возьмем 1 и2 производные и получим d²E/dx=-(4pi²/ЛМД²)*E Ш. предположил, что Ур световой волны пригодно и для волны электронной, только вместо E(напр Эл поля) нужно подставить волн функцию с e, он подставил пси. Рис15

Спектр атомов.1s²2s²2p⁶3s¹3p⁰4s⁰ Для каждого атома моно записать электронную конфигур неограничиваясь последней атомной орбит. Эту запись моно продолжать и с незаполненными орбитами.Эта модель отв. Наименьшей жнергии атома, ее называют основным состоянием. Если 3s электроны перевести на одну из незанятых атом орбит то атом перейдет в возбужд сост, в таком состоянии атом живет 10^-8с затем переходит из возб сост в более низкое и испускает энергию ЛДтE=hню=E_j-E_i Засчет перехода в спектре появляются линии, к каждому переходу соответствует стоя линия(рис спектр, дуплеты) Оказалось, что каждая линия спектра атомов представляет собой дублет, что означает(ск разных квантов исп) каждая линия в дублете соответст переходу с уровней немного отлич по энергии, т.е уровни энергии в спектре атома являются немного расщиплеными. Уравнение Шреденгера это объяснить не может=( Чтоб объяснить расщиплении линий на дублеты называется мультиплетностью спектра, такое расщипление удалось объяснить предположив что есть еще одна степень свободы(кв. число) мгнитное спиновое кв число, которое определяет энергию электрона.

Опыт Штерна и Герлаха..Опыт состоял в следующем: пучок атомов серебра пропускали через сильно неоднородное магнитное поле, создаваемое мощным постоянным магнитом. При прохождении атомов через это поле, в силу обладания ими магнитных моментов, на них действовала зависящая от проекции спина на направление магнитного поля сила, отклонявшая летящие между магнитами атомы от их первоначального направления движения. Причём, если предположить, что магнитные моменты атомов ориентированы хаотично (непрерывно), то тогда на расположенной далее по направлению движения атомов пластинке должна была проявиться размытая полоса. Однако вместо этого на пластинке образовались две достаточно чёткие узкие полосы, что свидетельствовало в пользу того, что магнитные моменты атомов вдоль выделенного направления принимали лишь два определённых значения, что подтверждало предположение квантово-механической теории о квантовании магнитного момента атомов.

Лазеры принцип действия.Оптические квантовые генераторы.

Для источников света, традиционных в обл. спектра, хар-на не когерентность излучения.

Были созданы источники света иного типа - оптические квантовые генераторы (лазеры). В противоположность некогерентным источникам, эл.-маг. волны зарождаются в различных частях оптич. квант. генератора, удаленных друг от друга на макроскопич. расстояния, оказываются когерентны между собой.

Лазер работает на принципах индуцированного излучения, которое имеет ту же фазу, ту же поляризацию и то же направление что и вынуждающее. При термодинамическом равновесии заселенность энерг. уровней в атоме удовл. закону Больцмана: ,при котором, заселенность верхнего ур. меньше заселенности нижнего. Чтобы при распр. в среде волна усиливалась N>N0 нужно создать среду с инверсной заселенностью N2>N1 или создать среду с коэффециентом .

Усиление света обычно сравнивают с нарастающей лавиной, при этом фооны изображают в виде шариков. Для того чтобы создать такую среду надо было осущесствить обратную связь. Для этого активная зона либо располагалась между параллельными зеркалими, перпендикулярно циллиндру либо торцы активной зоны делались зеркальными – открытый резонатор. Свет в такой системе многократно отражаясь от зеркал ну только усиливается но и монохроматизируется и сужается. Угол расхождения пучка , где D-ширина пучка Тогда ближайшая длинна волны для которой тоже будет выполняться усиление будет определяться условием

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: