Резерфорд тәжірибелері. Ритцтің комбинациялық принципі. Бор-Зоммерфольдтің квантталу ережелері

Кіріспе
Қолданылған әдебиеттер

Жарық табиғаты туралы түсінігінің дамуы нәтижесінде оптикалық құбылыстарда өзіндік дуализм байқалатыны анықталды. Жарықтың осындай толқындық табиғатын (интерфернция, дифракция) дәлелдейтін қасиеттерімен қатар басқа да жарықтың корпускулалық табиғатын (фотоэффект, Комптон көрінісі) көрсететін қасиеттер бар.
Шешудің дұрыс жолын 1924 жылы де Бройль тапты. 1922-1923 жж. Иоффе мен Комптонның тәжірибелері Эйнштейннің корпускулалық-толқындық сәуле шығару табиғатының екі жақтылығы туралы ойының дұрыстығын растады. Де Бройль электронның, кейін басқа да бөлшектердің табиғатының сондай екі жақтылық туралы ойын ұсынды. Бұл дегеніміз фотон қозғалысы секілді электрон қозғалысымен толқындық процесті қою керек. Электронға қандай толқынды сәйкестендіру қажет?

1.Жұманов К.Б. Атомдық физика: Оқулық. – Алматы: Қазақ университеті, 2006.- 369 б
2. Қадыров, «Ядролық физика», Алматы, «Қазақ университеті», 2001.
3. Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие//В 2 т. - М.: Наука, 1988. - Т.2.- 438 с.Барсуков О.А., Ельяшевич М.А. Основы атомной физики. – М.: Научный мир, 2006. – 648 с.
4. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 272 с.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ
Тақырыбы: Резерфорд тәжірибелері. Ритцтің комбинациялық принципі. Бор-Зоммерфольдтің квантталу ережелері.

Орындаған: Сартбаева Т.Қ
Тобы: Т-323
Тексерген: Мешетова Ж.С

Семей 2015

Электрондар дифракциясы. Де Бройль гипотезасы
Жарық табиғаты туралы түсінігінің дамуы нәтижесінде оптикалық құбылыстарда өзіндік дуализм байқалатыны анықталды. Жарықтың осындай толқындық табиғатын (интерфернция, дифракция) дәлелдейтін қасиеттерімен қатар басқа да жарықтың корпускулалық табиғатын (фотоэффект, Комптон көрінісі) көрсететін қасиеттер бар.
Шешудің дұрыс жолын 1924 жылы де Бройль тапты. 1922-1923 жж. Иоффе мен Комптонның тәжірибелері Эйнштейннің корпускулалық-толқындық сәуле шығару табиғатының екі жақтылығы туралы ойының дұрыстығын растады. Де Бройль электронның, кейін басқа да бөлшектердің табиғатының сондай екі жақтылық туралы ойын ұсынды. Бұл дегеніміз фотон қозғалысы секілді электрон қозғалысымен толқындық процесті қою керек. Электронға қандай толқынды сәйкестендіру қажет?
Де Бройль фотонның қасиеттерінің арасындағы байланыс электронның корпускулалық және толқындық қасиеттері арасында да бар деп тұжырымдады. Фотон энергияға

(2.1)

және импульсқа ие

(2.2)

немесе

(2.3)

Де Бройльдің ойынша электронның немесе қандай да бір басқа бөлшектің қозғалысы толқындық процеспен байланысты. Толқын ұзындығы тең:

(2.4)

Немесе:

(2.5)

ал жиілігі

(2.6)

Релятивситтік емес бөлік үшін (яғни, с-дан аз жылдамдықпен қозғалатын бөлік) (2.4) формуласы мына түрде жазылады:

(2.7)

Электронның 104В аспайтын потенциалдар айырымы U электрлік поледа жылдамдауы нәтижесінде, электрон массасы me тыныштық массасынан m0eерекшеленбейді. Электронның жылдамдау поледа тудыратын кинетикалық энергия мынаған тең:

(2.8)

және жылдамдық

(2.9)

(2.6) мен (2.7) өрнегінен (U киловольтқа өте):

(2.10)

(2.11)

Қарапайым электрондық құрылғыларда жылдамдататын полялар 1104В аралығында жатады. Ұшқан электрондардың сәйкес толқын ұзындықтары 100,1Å құрайды, яғни қарапайым рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары аралығында өзгереді. Электрон құрылғысы l ≈ 10см өлшемінде болғанда, яғни λℓ, электрондық шоғыр үшін толқындық қасиеттер байқалмайды. Толқындық қасиеттер, әсіресе электрондар дифракциясы дифракциялық торда тұрақты ~λ-мен байқалуы мүмкін. Рентген сәулелері үшін секілді электрондар дифракциясын табиғи-кристалдық-тордың көмегімен тауып көруге болады. Бұндай тәжірибелерді 1927 ж. Дэвинсон мен Джермер орнатқан (2.1 сурет).
Монохромат электрондардың шоғыры электрондық пушкадан рентгенстуктуралық анализдің берілгенінен стуктурасы жақсы белгілі никель кристалының бетіне түсті. Кристалдан шашыраған электрондар сезімтал гальванометрге жалғанған арнайы электродтармен екіге жіктелді. Электрон қабылдағышы түрлі бұрыштардан шашырайтын электрондарды қабылдай алатындай қозғала алды. Электрон энергиясы 54 эВ болғанда Вульф-Брэгг формуласына 2dsinυ=λ толқын ұзындығына 1,67Å сәйкес келетін шағылу бұрышы үшін υ=50° максимум пайда болды. Тағы теңдіктен:

Å.
(2.12)

Нәтижесі де Бройль ойының дұрыстығының керемет дәлелі болып табылады. Де Бройльдің формуласы сан рет тексерілгенде теория мен тәжірибе бірімен-бірі сәйкес келетін. Осылай совет үкіметінің ғалымы П.С. Тартаковский тез электрондардың жұқа металдық пленкадан өтуін зерттеді. Зерттеулер келесі ретпен орындалды (2.2 сурет). Потенциалдар айырымы бірнеше ондық киловольтке жылдамдатылған электрондар шоғыры жұқа металдық фольгадан өтіп, фотопластинкаға түсті. Электрон фотопластинкаға соқтығысқанда оған фотон сияқты әсер етеді. Сонда рентген сәулелерінің кристал ұнтақтардан өткендегі сияқты дифракциялық көрініс пайда болады. Бұл осындай пленкаларда микрокристалдық структура бар екенін көрсетеді.

2.1 - Сурет - Электрондар дифракциясын зерттеу
Сонымен, электрондар фотондар сияқты корпускулалық қасиеттермен қатар толқындық қасиеттерге ие. Электрон табиғатының бұл екі жақтарының қатынасы жайлы өзіне айқын есеп беру керек.
Толқындық қасиет тек электрондардың үлкен жиынтығының ағынына ғана тән емес пе? Бұндай тұжырым фотондарға айтылған, бірақ С.И. Вавиловтың, Яноштің және т.б. жұмыстарында теріске шығарылған. Электрондар үшін ұқсас тапсырма В. Фабрикантпен және оның жұмыскерлерімен шешілген болатын.
1948 ж. В. Фабрикант, Л. Биберман мен Н. Сушкин әр электрон құрылғыдан басқаларына тәуелсіз өтетіндей тоқ күші өте аз құрылғыда электрондар дифракциясымен тәжірибені іске асырды. Екі электрондардың құрылғыдан өтуінің орташа уақыты электронның құрылғыдан өту уақытынан шамамен 30000 есе асты. Ұзақ экспозиция нәтижесінде тығыздығы үлкен электрон ағынының қысқа экспозициядағыдай дифракциялық көрініс пайда болды. Бұл тәжірибе толқындық қасиет әр электронға бөлек тән екенін көрсетеді.

2.2 - Сурет - Зерттеу жұмыстын өту реті
Фотондарда секілді бір электрон дифракциясы электрондар ағынының дифракциясы нәтижесінде пайда болатын нүктелердің бүкіл жүйесін бермейді. Дифракциялық тор - кристалды өткен бір электронның ізі дифракцияның жағдайымен шешілетін тек бір нүктеде орналасады. Осымен электрон табиғатының корпускулалық жағы байқалады - ол дифракция жағдайын қанағаттандыратын барлық бағытта шашырай алмайды, оның әрекеті тек бір жерде көрінеді. Бұл әрекет мүмкін болатын қай бағытта байқалатынын айтуға болмайды. Заманауи теория электрон әрекеті пластинаның қай нүктеде байқалу ықтималдығын есептеуге ғана мүмкіндік береді. Бұл электрондардың үлкен жиынтығының өтуін айтарлықтай дәл ойлауды мүмкін етеді.
Осындай әдіспен біз электрон табиғатының келесі қорытындысына тоқталамыз:
1. Электрондар дифракцияны анықтағанда көрінетін электронның толқындық табиғаты электронды материалық нүкте-кішкентай бөлшек, корпускула ретінде елестетуге мүмкін еместігін дәлелдейді. Электрон күрделі материалды зат, толқындық қасиеттерге ие ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.