Физические законы механики Законы Кеплера Первое начало термодинамики Электромагнетизм Колебание и волны Геометрическая оптика Квантовые явления в оптике

Квантовые явления в оптике

Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

.

где – энергия фотона, падающего на поверхность металла; А – работа выхода электрона из металла; – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Энергия фотона:

;

если фотон обладает энергией  кэВ, то ;

если фотон обладает энергией  кэВ, то

.

«Красная граница» фотоэффекта – это наименьшая частота излучения, при которой еще возможен внешний фотоэффект.

Красная граница фотоэффекта определяется выбором материалов фотокатодов:

минимальная частота волны излучения:

максимальная длина волны излучения: .

Фототок насыщения – максимальный ток, при котором все электроны, испускаемые катодом, достигают анода:

где п – число электронов, испускаемых катодом в одну секунду.

Масса фотона:

.

Импульс фотона:

.

Связь между энергией и импульсом фотона:

.

Эффект Комптона – рассеяние рентгеновского излучения на электронах вещества с изменением длины волны:

.

где  и  – длины волн падающего и рассеянного излучений

Комптоновская длина волны – величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов:

.

Коротковолновая граница рентгеновского спектра:

,

где U – ускоряющее напряжение.

Закон Мозли – закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером Z:

,

где  k = 3, 4, 5 …; …; – постоянная Ридберга.

Импульс, переданный фотоном:

при поглощении: ;

при отражении: .

Энергия всех фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени, т.е. энергетическая освещенность поверхности: 

.

Давление, производимое светом на отражающие или поглощающие тела:

,

где  К – коэффициент отражения.

Волновые свойства микрочастиц вещества

Движение свободной частицы в обномерной потенциальной яме Уравнение Шредингера для свободной частицы, движущейся в отсутствии внешних полей

Физика конденсированного состояния Молярная внутренняя энергия химически простых твердых тел в классической теории теплоемкости

Модели атомов. Атом водорода по теории Бора

Деление и синтез атомных ядер

Деление атомного ядра - самопроизвольное или происходящее под действием бомбардирующих частиц расщепление атомных ядер обычно на два осколка. Например:

Термоядерная реакция - реакция синтеза (соединения) атомных ядер, эффективно протекающая при сверхвысоких температурах (не менее десятков миллионов градусов) и способствующая поддержанию этих температур за счет большого энерговыделения. Например: (T и D – тритий и дейтерий – изотопы водорода)

Энергия связи атомного ядра - энергия, необходимая для разложения ядра на отдельные протоны и нейтроны.

где mn - масса нейтрона, mp - масса протона, М - масса ядра, с - скорость света

Энергетический эффект ядерной реакции;

М - сумма масс покоя частиц, участвующих в реакции, до реакции.

М `- сумма масс покоя частиц, участвовавших в реакции, после реакции.

с - скорость света.

Цепные ядерные реакции - реакции деления атомных ядер тяжелых элементов нейтронами, в каждом акте которых число нейтронов возрастает и поэтому может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления.

Критическая масса - наименьшая масса, в которой может протекать самоподдерживающаяся цепная реакция деления атомных ядер.

Ядерный реактор - устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов.


На главную