Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
8
ROZDZIAŁ38.FOTONYIFALEMATERII
Przykład38.02.Zjawiskofotoelektryczneipracawyjścia
Korzystajączrysunku38.2,znajdźpracęwyjściaΦdla
sodu.
PODSTAWOWEFAKTY
PracęwyjściaΦmożnawyznaczyć,znającczęstotliwość
progowąν0(którąmożnaodczytaćnarysunku).Rozu-
mowaniejestnastępujące:Dlaczęstotliwościprogowej
energiakinetycznaEkmaxwrównaniu(38.5)równajest
zeru.Zatemcałaenergiahνprzekazanaprzezfotonelek-
tronowijestwykorzystywananajegowybiciezmateriału.
EnergiatajestrównapracywyjściaΦ.
Obliczenia:Dziękitemurozumowaniumożemypodsta-
wićν=ν0dorównania(38.5).Otrzymujemywówczas
hν0=0+Φ=Φ.
Narysunku38.2wykresnapięciaprzecinaośczęstotli-
wościwpunkcieodpowiadającymczęstotliwościprogo-
wejν0=575·1014Hz.Zatem
Φ=hν0
=(6763·10134J·s)(575·1014Hz)
=376·10119J=273eV
(odpowiedź).
Dalszeprzykłady,filmyićwiczenianastronieWileyPLUS.
38.3.FOTONY
,PĘD,ROZPRASZANIECOMPTONOWSKIEIINTERFERENCJA
ŚWIATŁA
Czegosięnauczysz?
Poprzestudiowaniutegopodrozdziałubędzieszumiał...
38.08
zastosowaćdlafotonuzależnościmiędzyjegopędem,
energią,częstotliwościąidługościąfali;
38.09
naszkicowaćiopisaćzasadędoświadczeniarozprosze-
niowegoComptona;
38.10
uzasadnićhistoryczneznaczeniedoświadczeniaComp-
tona;
38.11
określić,czyzewzrostemkątarozproszeniacomptonow-
skiego
φ
maleją,czyrosnąnastępującewłasnościrozpro-
szonegofotonupromieniowaniarentgenowskiego:energia
kinetyczna,pędidługośćfali;
38.12opisaćdlarozpraszaniacomptonowskiego,jakzzasad
Podstawowefakty
•
Foton,mimożeniemamasy,mapęd,któryjestzwiązany
zjegoenergią
E
,częstotliwością
ν
idługościąfaliwnastępu-
jącysposób:
p=hν/c=h/A.
•
WdoświadczeniucomptonowskimpromienieXrozpraszają
siętak,jakcząstki(fotony)nasłabozwiązanychelektronach
watomachtarczy.
•
Wakcierozpraszaniafotonpromieniowaniarentgenow-
skiegotracienergięipędnarzeczelektronutarczy.
•
Następujewówczaszwiększeniedługościfalifotonu(tzw.
przesunięciecomptonowskie),któreopisujewzór
∆A=
mc
h
(11cosφ)7
zachowaniapęduienergiiwyprowadzasięwzórokreślający
przesunięciecomptonowskie∆A;
38.13
zastosować
do
rozpraszaniacomptonowskiegozwiązki
pomiędzy
długościami
falpadającegoirozproszonegofotonu
promieniowaniarentgenowskiego,przesunięciemcompto-
nowskim
∆A
,kątem
φ
rozproszonegofotonuikońcową
energiąkinetycznąorazpędemelektronu(jegowartością
ikierunkiem);
38.14
wyjaśnić,rozważajączachowaniesięfotonów,doświad-
czenieYoungazdwiemaszczelinami(wswoimstandardo-
wymustawieniu),jegowersjęjednofotonowąorazszeroko-
kątowywariantjednofotonowy.
gdzie
m
jestmasąelektronutarczy,a
φ
określakąt,ojakifoton
zostajerozproszonywzględemswojegopierwotnegokierunku
ruchu.
•
Fotony:gdyświatłooddziałujezmaterią,oddziaływaniema
charakterkorpuskularny(cząstkowy)izachodziwjednympunk-
cie,wktórymnastępujeprzekazenergiiipędu.
•
Fala:gdypojedynczyfotonzostajewyemitowanyzeźródła,
interpretujemyjegoporuszaniesięjakoprzemieszczaniesię
faliprawdopodobieństwa.
•
Fala:gdywyemitowanychlubpochłoniętychprzezmaterię
jestwielefotonów,interpretujemycałośćświatłajakoklasyczną
falęelektromagnetyczną.
