Эффект Комптона.

Корпускулярные свойства света отчетливо проявляются в эффекте упругом рассеивании коротковолнового электромагнитного излучения на свободные или слабосвязанных электронов вещества сопровождающихся увеличение длинны волны.

Это увеличение не зависит от длинны волны , падающего излучения и природы рассеивающего вещества. Определяется только углом рассеивания .

Г де ' это длинна волны рассеиваемого излучения, а _с - каиптоновская длина волны, при рассевании на электрон.

Фотон с энергией:

И импульсом:

И энергией покоя:

С столкнувшись с электроном передает ему часть своей энергии и импульса и изменяет направление движения, в процессе этого упругого столкновения выполняются законы сохранения энергии и импульса.

Собираем все это в одну формулу.

Эффект Комптона не может наблюдаться в видимой области спектра поскольку энергия фотона видимого света сравнима с энергией связи электрона с атомом. При этом даже внешний электрон атома нельзя считать свободным.

Эффект Комптона излучение черного тела и фотоэффект, служит доказательством квантовому (карпускуляруному) представлению о свет, как о потока фотонов.

Модели атомов Томсона и Резерфорда.

П редставление об атомах, как о не делимых мельчайших частичках вещества возникло еще в античные времена. Томсон, исследуя отклонения в электрических и магнитных полях частиц испускаемых под действием света открыл электрон. Поскольку масса электрона оказалась в десятки тысяч раз меньше масс атома Томсон предложил модель строения атома согласно которой атом представляет собой непрерывно заряженный положительно заряженный шар диаметром приблизительно 10^-10 м в который вкраплены электроны. Гармонические электрона около положения равновесия являются причиной излучения (или поглощения) монохроматических волн атома. Однако в экспериментах Ленорда по рассеиванию электронов и в экспериментах Резерфорда по рассеиванию альфа частиц на тонких металлических пленках было показано, что почти все частицы проходили через фольгу, без рассеивания или отклонялись на очень малые углы порядка одного – трех градусов и только некоторые из них(1 из 10000) отклонялись на большие углы порядка 135 -180 градусов.

Поскольку альфа частица в 7300 раз тяжелее электрона то причиной такого рассеивания то причиной его рассевания не может быть её рассеивание на электрон, Резерфорд предположил, что рассеивание альфа частицы происходит на положительном заряде большой массы – ядре атома. Размер которого очень мал по сравнению с объемом атома и по его оценкам, размер ядра 10^-14 м. Например в одном кубическом метре платины объем ядер равен 0.3 мм³.

Поэтому в атоме подавляющая часть которого состоит из пустого пространства электроны не могут находиться в статическом равновесии, их устойчивость может быть только динамической, как у планет в астрономии. Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно Резерфорду атом представляет собой систему зарядов, в центре которой расположено положительное ядро С зарядом Ze с размерами от 10^-15 до 10^-14 и с массой практически равной массе атома а вокруг ядра в области с линейными размерами примерно 10^-10 метра по замкнутым орбитам движется z электронов, образуя электронную оболочку атома.

Это движение описывается вторым законом ньютона под действием кулоновской силы.

Если мы подставим r и другие величины то мы получим следующую скорость

Согласно классической электродинамики ускорено движущиеся электроны должны излучать электромагнитные волны и в следствии этого непрерывно терять энергию. В результате этого электрон будет приближаться к ядру и в конечном случае упадет на ядро. Кроме того классическая планетарная модель атома не поясняет линейчатого спектра атома.