Билет 28-9?????

а). Каков физический смысл спектральной плотности энергетической светимости (излучательности) тела? В каких единицах она измеряет­ся?

Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная плотность энергетической светимости (излучательности) тела - мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:, где - энергия  электромагнитного   излучения,  испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с  единицы  площади  поверхности тела в интервале частот от.Единица спектральной плотности энергетической светимости Джоуль на метр в квадрате в секунду  (Дж/м×с).

б). В чем состоит суть явления фотоэффекта? Какие виды фотоэф­фекта вы знаете'?

Суть фотоэффекта состоит в способности атомов к ионизации под действием света. Если атомы (напpимеp, газа) подвергнуть облучению светом, то свет будет поглощаться атомами. Естественно допустить, что при определенных условиях поглощение будет столь велико, что внешние (валентные) электроны будут отрываться от атомов. Фотоэффект – это испускание электронов под действием света.

Внешний фотоэффект- это выбивание электронов из металла падающим светом или другим электромагнитным излучением. Это явление обладает рядом свойств:

1.Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света.

2. Максимальная кинетическая энергия электронов, покинувших металл в результате фотоэффекта, определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.

3.Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта – наименьшая частота падающего света, при которой возможен фотоэффект.

4.Фототок устанавливается очень быстро за время .

 Внутренний фотоэффект - вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. Внутренний фотоэффект может происходить в полупроводниках и в диэлектриках. Под действием света часть электронов из валентной энергетической зоны переходит в область проводимости. Концентрация носителей тока внутри вещества увеличивается, - возникает фотопроводимость, т.е. повышение электропроводности тела под действием света.

Вентильный: возникновение ЭДС при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла ( при отсутствии внешнего эл-го поля).

 При освещении границы двух полупроводников с разным типом проводимости (р-п перехода) в области р-п перехода возможно возникновение фото-эдс.

в). Объясните, почему Нильсу Бору для создания теории атома водо­рода понадобилось выдвигать два постулата. В чем состоит смысл постулатов Бора?

Резерфорд создал планетарную модель атома , в которой он объяснял основные закономерности рассеяния заряженных частиц Результаты опытов по рассеиванию - частиц свидетельствуют в пользу ядерной модели Резерфорда. Однако ядерная модель оказалась в противоречии с законами классической механики и электродинамики. Поскольку система неподвижных зарядов не могла находиться в устойчивом состоянии, Резерфорду пришлось отказаться от статической модели атома и предположить, что электроны движутся вокруг ядра, описывая замкнутые траектории. Но тогда электрон будет двигаться с ускорением, т.к. согласно классической электродинамике, он должен непрерывно излучать электромагнитные (световые) волны. Этот процесс должен сопровождаться потерей энергии и электрон в конечном итоге должен упасть на ядро. Именно эти противоречия привели Нильса Бора  к тому, чтобы создать два постулата: Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний) гласит: атомная система может находится только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E_n. В стационарных состояниях атом не излучает.

= nh/2 π,   (n = 1,2,3,...),

где - масса электрона, - cкорость электрона на n-ой орбите,

- радиус n-ой стационарной орбиты, n - главное квантовое

число.

Второй постулат Бора (правило частот) формулируется следующим образом: при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией E_n в другое стационарное состояние с энергией E_m излучается или поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: hν_nm = E_n – E_m, где h – постоянная Планка.Отсюда можно выразить частоту излучения: v = (E_n - E_m)/ h

 

г). Как, исходя из соотношения неопределенностей, объяснить нали­чие естественной ширины спектральных линий?

Среднее время жизни электрона в возбужденном  нестабильном состоянии атома . Это – неопределенность времени, так как невозможно указать точный момент времени, когда электрон переходит в основное состояние. Соотношение неопределенностей можно записать для энергии и времени: . Отсюда: все уровни энергии возбужденных состояний «размыты» в полоски ширины. Фотоны, излучаемые при идентичных переходах в основное состояние,

 могут иметь разную частоту. Неопределенность частоты:. Все спектральные линии будут размыты в полоски ширины:. Эта ширина называется естественной шириной спектральной линии и не может быть уменьшена ни одним спектрографом, даже если его разрешающая способность идеальна.

Ширина основного уровня энергии, так как время нахождения на нем электрона

 

 

 2. Вычислить с помощью табличных значений масс нуклидов энер­гию на один нуклон, которая выделяется при протекании реакции. Сравнить полученную величину с энергией на один нуклон, освобождающейся при делении ядра ²³⁵U.

3. Используя теорию Бора, определить изменение орбитального ме­ханического момента электрона при переходе его из возбужденного состояния (п=2) в основное с испусканием фотона с длиной волны 0.121мкм.