.RU

Вопросы по физике

Виды электромагнитных излучений. Спектры излучений и их характеристики.

Инфракрасные лучи – это электромагнитные волны, которые испускает любое нагретое тело даже в том случае, когда оно нее светится. Источниками инфракрасных (тепловых) волн являются протопленная печь или батареи центрального отопления- нагретые тела. Разработаны приборы, преобразующие инфракрасное излучение в видимое (свет).

Ультрафиолетовые лучи – это электромагнитные волны с длиной меньше, чем у фиолетового света. Они невидимы. В малых дозах оказывают целебное действие, используются в медицине (убивают бактерии).

Ренгеновские лучи – это невидимые глазом электромагнитные волны, чьи длины лежат в диапазоне от ~5*10^-8 до ~5*10^-12. Они используются в медицине, физике, химии, биологии, технике.

Обычно под спектром понимают цветные полосы, получающиеся в результате разложения света призмой по длинам волн.

Непрерывные спектры – это такие спектры, в которых представлены все длины волн. В спектре нет разрывов, можно видеть сплошную разноцветную полоску. Непрерывные спектры дают только тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии.

Линейчатый спектр – в излучении представлены только отдельные частоты. Здесь вещество испускает свет только в определенных очень узких спектральных интервалах. Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном состоянии. Свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом.

Полосатый спектр – спектр, состоящий из отдельных полос, разделенных темными промежутками. Каждая полоса – это совокупность большого числа очень тесно расположенных линий. Для веществ в газообразном состоянии, но газы должны состоять из молекул.

Спектр поглощения. Вещество просвечивается излучением с непрерывным спектром и с помощью спектра устанавливается, какие частоты исчезли в спектре после поглощения. Совокупность недостающих частот образует спектр поглощения.

Тепловое (равновесное) излучение электромагнитных волн. Гипотеза Планка. Двойственная природа света и ее проявления.

В 1887 году Герц при освещении цинковой пластины, соединенной со стержнем электрометра, обнаружил явление фотоэлектрического эффекта. С поверхности металлической пластины под действием света вырываются отрицательные электрические заряды. Измерение заряды и массы частиц, вырываемых светом, показало, что эти частицы – электроны. Явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения называется фотоэффектом. Количественные закономерности фотоэффекта были установлены в 1888-1889 Столетовым : 1)сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела; 2)максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и нее зависит от интенсивности светового излучения; 3)если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты, то фотоэффект не наблюдается (красная граница фотоэффекта). Объяснения основных законов фотоэффекта были даны в 1905 Эйнштейном на основании квантовых представлений. Электромагнитная теория Максвелла не смогла объяснить процессы испускания и поглощения света, фотоэлектрического эффекта. Теория Лоренца в свою очередь не смогла объяснить многие явления, связанные с взаимодействием света с веществом, в частности вопрос о распределении энергии по длинам волн при тепловом излучении абсолютно черного тела.

Перечисленные затруднения и противоречия были преодолены благодаря смелой гипотезы, высказанной в 1900 немецким физиком Планком, согласно которой излучение света происходит не непрерывно, а дискретно, то есть определенными порциями (квантами), энергия которых определяется частотой : E=hv, где h - постоянная Планка. Теория Планка не нуждается в понятии об эфире, она объясняет тепловое излучение абсолютно черного тела.

Эйнштейн в 1905 создал квантовую теорию света: не только излучение света, но и его распространение происходят в виде потока световых квантов-фотонов.

Все многообразие изученных свойств и законов распространения света, его взаимодействия с веществом показывает, что свет имеет сложную природу : он представляет собой единство противоположных свойств -–корпускулярного (квантового) и волнового(электромагнитного). Длительный путь развития привел к современным представлениям о двойственной корпускулярно – волновой природе света. Свет представляет собой единство дискретности и непрерывности, что находится в полном соответствии с выводами материалистической диалектики.

Корпускулярно-волновой дуализм микрообъектов. Квантово-механическое описание процессов в микромире. Волны де Бройля и волновая функция.

Французский ученый Луи де Бройль (1892-1987), осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Он утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают волновыми свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики – энергия и импульс, а с другой – волновые характеристики – частота и длина волны.

Эта формула справедлива для любой частицы с импульсом р.

Впоследствии дифракционные явления были обнаружены для нейтронов, атомных и молекулярных пучков Это окончательно послужило доказательством наличия волновых свойств микрочастиц и позволило описывать их движение в виде волнового процесса, характеризующегося определенной длиной волны, рассчитываемой формуле де Бройля.

Наличие волновых свойств микрочастиц – универсальное явление, общее свойство материи. Но волновые свойства макроскопических тел не обнаружены экспериментально, поэтому макроскопические тела проявляют только одну сторону своих свойств – корпускулярную.

Подтвержденная экспериментально гипотеза де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме свойств вещества коренным образом изменила представления о свойствах микрообъектов. Всем микрообъектам присущи и корпускулярные, и волновые свойства : для них существуют потенциальные возможности проявить себя в зависимости от внешних условий либо в виде волны, либо в виде частицы.

После создания квантовой механики возникли новые проблемы, в частности проблема, связанная с пониманием физической природы волн де Бройля. Дифракционная картина для микрочастиц – это проявление статистической (вероятностной) закономерности, согласно которой частицы попадают в те места, где интенсивность волн де Бройля наибольшая. Необходимость вероятностного подхода к описании микрочастиц – важная отличительная особенность квантовой теории. Борн в 1926 предположил, что по волновому закону меняется не сама вероятность, а амплитуда вероятности, названная волновой функцией. Описание состояния микрообъекта с помощью волновой ф-ции имеет статистический, вероятностный характер: квадрат модуля волновой ф-ции (квадрат модуля амплитуды волн де Бройля) определяет вероятность нахождения частицы в данный момент времени в определенном ограниченно объеме. В квантовой механике состояния микрочастиц описывается с помощью волновой ф-ции, которая является основным носителем информации об их корпускулярных и волновых свойствах.

Соотношение неопределенностей в квантовой теории. Постоянная Планка. Вероятностный характер микропроцессов.

Согласно двойственный корпускулярно-волновой природе частиц вещества, для описания свойств микрочастиц используются либо волновые, либо корпускулярные представления. Приписать им все свойства частиц и все свойства волн нельзя. Возникает необходимость введения некоторых ограничений в применении к объектам микромира понятий классической механики.

В классической механики всякая частица движется по определенной траектории, так что в любой момент времени точно фиксированы ее координата и импульс. Но микрочастицы отличаются от классических, нельзя говорить о движении микрочастицы по определенной траектории и об одновременных точных значениях ее координаты и импульса. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел в 1927 к выводу: объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой, и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица(микрообъект) НЕ МОЖЕТ ИМЕТЬ ОДНОВРЕМЕННО КООРДИНАТУ X И ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИМПУЛЬС р, причем неопределенности этих величин удовлетворяют условию:

То есть произведение неопределенностей координаты и импульса не может быть меньше постоянной Планка. Соотношение неопределенностей получено при одновременном использовании классических характеристик движения частицы (координаты, импульса) и наличия у нее волновых свойств. Так как в классической механике принимается, что измерение координаты и импульса может быть произведено с любой точностью, то соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам. Соотношение неопределенностей позволяет оценить, в какой мере можно применять понятия классической механики к микрочастицам. Соотношение неопределенностей, не давая возможности точно определить координаты и импульсы (скорости) частиц, устанавливает границу познаваемости мира и существования микрообъектов вне пространства и времени.

После создания квантовой механики возникли новые проблемы, в частности проблема, связанная с пониманием физической природы волн де Бройля. Дифракционная картина для микрочастиц – это проявление статистической (вероятностной) закономерности, согласно которой частицы попадают в те места, где интенсивность волн де Бройля наибольшая. Необходимость вероятностного подхода к описании микрочастиц – важная отличительная особенность квантовой теории. Борн в 1926 предположил, что по волновому закону меняется не сама вероятность, а амплитуда вероятности, названная волновой функцией. Описание состояния микрообъекта с помощью волновой ф-ции имеет статистический, вероятностный характер: квадрат модуля волновой ф-ции (квадрат модуля амплитуды волн де Бройля) определяет вероятность нахождения частицы в данный момент времени в определенном ограниченно объеме. В квантовой механике состояния микрочастиц описывается с помощью волновой ф-ции, которая является основным носителем информации об их корпускулярных и волновых свойствах.


index.html
usloviya-i-stoimost-registracii-offshornih-i-ne-offshornih-kompanij-v-evrope-azii-amerike-i-afrike.html
usloviya-osushestvleniya-obrazovatelnogo-processa-doklad-direktora-mou-parevskaya-oosh.html
usloviya-predostavleniya-mezhdunarodnogo-bankovskogo-kredita-chast-3.html
usloviya-raboti-s-roditelyami-metodi-izucheniya-semi-obrazovatelnaya-programma-municipalnogo-doshkolnogo-obrazovatelnogo.html
usloviya-realizacii-oop-v-sootvetstvii-s-fgos-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/process-virabotki-politiki-i-prinyatiya-reshenij-v-yundkp-sindi-s-dzh-fejzi-1.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/istochniki-mezhdunarodnogo-prava.html
  • grade.bystrickaya.ru/o-rezultatah-konkursa-po-zamesheniyu-vakantnih-dolzhnostej.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-osnovi-menedzhmenta-programma-i-metodicheskie-ukazaniya-po-izucheniyu-kursa.html
  • studies.bystrickaya.ru/business-plan-chast-2.html
  • universitet.bystrickaya.ru/strana-na-zasushlivom-pajke-rossijskaya-gazeta19-07-2010-g-2010-gradus-trevogi.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/razreshite-pozvolte-rechevoj-etiket-russko-anglijskie-sootvetstviya-spravochnik.html
  • studies.bystrickaya.ru/m-a-bulgakov-i-teatr.html
  • lecture.bystrickaya.ru/616-po-napravleniyu-povishenie-dostupnosti-zhilya-1-makroekonomicheskaya-situ-aciya.html
  • student.bystrickaya.ru/1-carstv-charlz-haddon-sperdzhen.html
  • predmet.bystrickaya.ru/regionalnij-filosofiya-kosmicheskogo-soznaniya.html
  • writing.bystrickaya.ru/akcionernie-obshestva-chast-23.html
  • institut.bystrickaya.ru/sun-lutan.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/proizvrdstvo-v-domenoj-pechi-i-splavi.html
  • institut.bystrickaya.ru/trudoustrojstvo-vipusknikov-o-deyatelnosti-goounpo-pu-33-v-2009-2010-uchebnom-godu.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/organizaciya-animacii-na-predpriyatiyah-gostinichnogo-servisa.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/referat-po-zoologii-uchenika-7-klassa-a.html
  • esse.bystrickaya.ru/programma-programma-rasshireniya-4-ch-v-nedelyu.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prilozhenie-ii-obzor-poryadka-vidachi-razreshenij-v-otdelnih-stranah-evropejskogo-soyuza.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-oformleniyu-otchyota-po-praktike-dlya-specialnostej-uchebnaya-specialnost-3-40-02-52-ekspluataciya-elektronno-vichislitelnih-mashin.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/razdel-pervij-per-s-nem-n-losskogo-mn-literatura-1998-960-s-klassicheskaya-filosofskaya-misl.html
  • shkola.bystrickaya.ru/slova-vedomosti-19042007-70-str-a2-grizlov-b-v-monitoring-smi-19-aprelya-2007-g.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/tema-6-osobennosti-delovogo-obsheniya-v-upravlencheskoj-deyatelnosti-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-upravlenie.html
  • abstract.bystrickaya.ru/18-edinoborstvo-v-doline-ela-moshe-dayan-zhit-s-bibliej.html
  • urok.bystrickaya.ru/predposilki-i-nachalo-razvitiya-torgovli.html
  • doklad.bystrickaya.ru/vidi-strahuvannya-zhittya-h-msce-v-osobovomu-strahuvann-chast-3.html
  • college.bystrickaya.ru/2008-riza-shabani-kratkaya-istoriya-irana-sankt-peterburg.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/v-shkole-24-kaliningrada-proshel-neobichnij-urok-gtrk-kaliningrad-01112010-rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-2-oktyabrya-2010-g.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/razdel-vi-zakonodatelnoe-sobranie-kaluzhskoj-oblasti-postanovlenie.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/raschet-rn-kislotnogo-bufera-zakon-razvedeniya-ostvalda.html
  • teacher.bystrickaya.ru/franchajzing-chast-5.html
  • essay.bystrickaya.ru/emocionalnoe-vigoranie-u-studentov-psihologov-i-psihologov-professionalov.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-10-k-s-harris-pochemu-poyut-rusalki.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/42-rezultati-uchastiya-uchitelej-v-professionalnih-konkursah-publichnij-otchet-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo.html
  • occupation.bystrickaya.ru/novie-voprosi-sovmestnaya-programma-soveta-evropi-i-evropejskogo-soyuza-borba-s-zhestokim-obrasheniem-i-beznakazannostyu.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.