Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Эффект Комптона. Эффект комбинационного рассеяния света (эффект Рамана)

                                                                             3.2.4. Эффект Комптона

При  высокой  энергии  квантов  электромагнитного  поля (фотонов)  наблюдается  квантовое  рассеяние  с  изменением  длины  волны -  эффект  Комптона. Оно сопровождается вылетом электрона из оболочки атомов или молекул. Сопоставим  процессы  с  помощью  следующих  схем,  представленных на рис. 3.4.


 
В  результате  фотоэлектрического  эффекта  квант  поля  полностью  поглощается.  В  результате  Комптон-эффекта  квант  поля  рассеивается,  теряя часть своей  энергии. Поэтому частота рассеянного фотона станет меньше, а длина волны - больше, чем у падающего. Самым удивительным с классической точки зрения было то, что в процессе рассеяния рентгеновское излучение «вело  себя»,  как  поток  идеально  упругих  частиц. Взаимодействие  их  с электроном удавалось рассчитать по формулам удара упругих шаров.

Идея объяснения эффекта по Комптону состоит в том, чтобы рассматривать фотоны как частицы, имеющие динамическую массу, эквивалентную их энергии:

                                                     mс² =  hv  и   m =  hv/с².                                (3.3)

Зная величину динамической массы и скорость фотонов (она равна скорости света), можно определить импульс фотонов   

                                                               Р = hv /с .                                                 (3.4)

После  этого  следует  использовать  фундаментальные  законы  сохранения импульса и энергии, чтобы рассчитать энергию и импульс вылетающего электрона или импульс и частоту рассеянного кванта. За открытие и объяснение эффекта, столь наглядно демонстрирующего корпускулярные свойства динамических электромагнитных полей, Артуру Комптону в 1900 году была присуждена Нобелевская премия по физике.

                                       3.2.5. Эффект комбинационного рассеяния света (эффект Рамана)

В  рассмотренных  выше  процессах  взаимодействия  электромагнитных полей с частицами вещества кванты поля либо сохраняют энергию, либо передают часть энергии, либо полностью поглощаются. В эффекте комбинационного  рассеяния  кванты  лектромагнитного поля  получают  дополнительную  энергию  при  взаимодействии  с  колебаниями  частиц  вещества.  Здесь вновь  проявление  корпускулярных  свойств,  ведь  в  процессах  столкновения «настоящих» частиц они могут как  терять  энергию, так и приобретать  ее. Теорию  явления  разработал  академик АН СССР Мандельштам,  независимо от него эффект наблюдал индийский физик Раман, первым опубликовавший сообщение об этом. Поэтому явление стали называть эффектом Рамана.

Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.