Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
6
8.Podstawymechanikikwantowejistrukturaelektronowaatomów
Późniejszedoświadczenia,awszczególnościzjawiskoodkryteprzezA.H.Comp-
tona(1922–1923),pokazaływyraźnie,iżfotonomnależyprzypisaćnietylkookreś-
lonąenergię,leczipęd.ComptonbadałrozproszeniepromieniRoentgenanaparafinie
istwierdził,żepromieniowanierozproszonema
ARTHURH.COMPTON
1892-1962
większądługośćfaliniżpierwotne.Wświetleteo-
Fizykamerykański,rozpoczynałprace
riifalowejzjawiskotojestniezrozumiałe,gdyżpro-
wlaboratoriumprzemysłowymwPitts-
mieniowaniepierwotnepowinnowymuszaćjedynie
burgu,profesorwSt.LouisiChicago.
Odkrywcaefekturozproszeniapromieni
drganiaotakiejsamejczęstości,awięcwzbudzone
Xwzderzeniuzeswobodnymielektro-
dodrgańelektronypowinnybyćteżźródłemwtór-
nami.NagrodaNoblawfizyce1927.
negopromieniowaniaotejsamejczęstości(długości
fali).Natomiastzpunktuwidzeniateoriikorpusku-
larnejfotonhv,zderzającsięznieruchomymelektronem,możeprzekazaćmuczęśćswej
energii,wwynikuczegopowstajefotonoenergiimniejszej,hv,(v,<v).Zależność
pomiędzyzmianąpierwotnejdługościfali∆λikątemrozproszeniaϕ(patrzrys.8.3)
mapostać
∆λ=2
mec
h
sin2
ϕ
2
(8.9)
awięc∆λjestzawszedodatnieiniezależyodλ.Równanie(8.9)otrzymujesięza-
kładając,żeprzyzderzeniufotonuzespoczywającympoczątkowoelektronemspełniona
jestzarównozasadazachowaniaenergii,jakipędu(wektorowejsumypędówelektronu
ifotonu).Wartośćpędufotonuotrzymujemyzrelatywistycznegozwiązkupomiędzy
masąienergiąE=mc2=(p/v)c2,uwzględniając,żedlafotonuE=hv,v=c.Stąd
jegopęd
pf=
hv
c
(8.10)
Należypodkreślić,żeoileefektfotoelektryczny,efektComptonainiektóreinne
zjawiskamożemywyjaśnićtylkonapodstawieteoriikorpuskularnej,traktującpromie-
niowaniejakostrumieńfotonówookreślonejenergiiipędzie,otylejednocześniein-
terpretacjatakichzjawiskjakinterferencja,dyfrakcjaczypolaryzacjapromieniowania
wymagająoparciasięnateoriifalowej.Wzależnościodrodzajubadanegozjawiska
promieniowanieprzejawiacharakterfalowyalbokorpuskularnyiwtymsensiemó-
wimyodualistycznej(dwoistej)naturzepromieniowania.Wzórnaenergięfotonu
E=hviwzór(8.10)wiążącechyfalowepromieniowania(częstośćdrgańv)zkor-
puskularnymi.
Rys.8.3.ZjawiskoComptona