To'lqinlar va zarralar

To'lqinlar va zarralar Reja: Fotoeffekt Kompton effekt De -Broyl gipotezasi De - Broyl to'lqin xossalari De - Broyl to'lqinining statistik talqini Noaniqlik munosabati Yorug'lik tabiatining to'lqin aspekti namoyon bo'ladigan interferensiya va difraksiya hodisalari optikadan ma'lum. Bu aspekt spektrning uzun to'lqini qismida yaxshi namoyon bo'ladi. Spektrning qisqa to'lqin qismida esa yorug'likning korpuskulyar tabiati ko'proq namoyon bo'ladi. Yorug'likning korpuskulyar xossasi namoyon bo'ladigan hodisalar qatoriga fotoeffekt va Kompton effekt hodisalari kiradi. Yorug'lik ta'sirida metallardan elektronlar chiqarishi fotoeffekt hodisasidir. 188 yilda dastlab, G. Gers razryadnik rux sharchalaridan biri ultrabinafsha nurlar bilan yoritilsa, ular orasida uchqun chiqishi osonlashishini sezdi. Bu hodisa A.Stoletov tomonidan mukammal o'rganildi va metall sirtidan yorug'lik ta'sirida elektronni ajratib olishga asoslangani aniqlandi. Fotoeffektni to'lqin nuqtai nazaridan quyidagicha tushuntirish mumkin: tushuvchi elektromagnit to'lqin elektronlarni majburiy tebratadi. Elektronning xususiy tebranish davri tushuvchi nur tebranish davriga teng bo'lganda elektronning rezonans tebranishi sodir bo'ladi va natijada u metall sirtidan uzilib chiqib ketadi. Bu holda ajralib chiqqan elektron tezligi tushuvchi to'lqin intensivligiga bog'liq bo'lishi kerak. Lekin yorug'lik intensivligining oshirilishi elektronlar tezligini emas, balki ular sonining oshishiga olib keladi. Fotoelektronlar tezligi esa tushuvchi yorug'lik chastotosigina bog'liq bo'lib, chastota oshishi bilan tezlik oshishi kuzatiladi. Agar yorug'likni kattalikdagi fotonlar oqimi deb qaralsa, bu hodisani tushuntirish mumkinligini Eynshteyn ko'rsatadi: foton yutilib o'z energiyasini elektronga beradi. Agar bu energiya uni ushlab turgan bog'lardan ozod qilishga yetsa u metall sirtidan ajralib chiqadi. Har bir ozod qilingan elektronga bitta foton to'g'ri keladi, lekin teskari o'rinli emas, ya'ni har bir yutilgan foton elektronni ozod qilavermaydi. Shu sababli fotoelektronlar soni yorug'lik intensivligiga proporsional bo'lishi kerak. Biroq fotoelektron energiyasi yorug'lik intensivligiga bog'liq emas u faqat foton energiyasiga bog'liqdir. Foton yutilishidagi energetik balans tenglamasi, quyidagiga teng: bu yerda: - atomdan elektronning uzilib chiqish energiyasi, - elektronning jism sirtidan tashqariga chiqish ishi, - ozod elektronning kinetik energiyasi. Bu Eynshteyn tenglamasi deyiladi. Metallarda ko'p miqdorda erkin elektronlar bo'lishi sababli deb olish mumkin. Metall ichida uning maydoni P2 sababli elektronlar yashikka qamalgandek bo'lishadi va bu maydonni yengishga sarflanadigan ish, chiqish ishi bo'ladi. Shu sababli metallar uchun Eyneshteyn tenglamasi . Agar bo'lsa elektronlar metall sirtidan chiqib keta olmaydi. Shu sababli fotoeffektni vujudga keltiradigan minimal chastota mavjudligi kelib chiqadi, , bu yerda - fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi. Chiqish ishini bilgan holda fotoeffekt qizil chegarasi to'lqin uzunligini topish mumkin: , bu yerda- fotoeffekt qizil chegarsining to'lqin uzunligi. Fotoeffekt hodisasidan tashqari, elektromagnit nurlarining korpuskulyar tabiatini namoyon qiluvchi yana bir hodisa, bu rentgen nurlarining noelastik sochilishidir. Rentgen nurlari sochilishida chastotasining o'zgarishi ularning korpuskulyar tabiati bilan tushuntiriladi. ...