Электромагнитная природа света.

Свет- электромагнитные волны, которые лежат (400¸800)10-9м. Световые волны излучаются электронами. Электроны в спокойном состоянии не излучают свет, для этого им нужно сообщить дополнительную порцию энергии, и чтобы свет не исчезал необходим приток энергии.

Скорость света в однородной среде.

Скорость света всегда одинакова. Она равна с=3 108м/с.

Дисперсия света.

Дисперсия- зависимость абсолютного преломления вещества от частоты света. Вследствие дисперсии света узкий пучок белого света, проходя сквозь призму из стекла или другого прозрачного вещества, образует на экране, установленном за призмой, радужную полоску, называемую дисперсионным спектром.

Спектроскоп.

Спектроскоп- прибор для наблюдения и исследования спектров. Он состоит из двух труб с собирательными линзами и трехгранной призмы. В фокусе одной линзы находится узкая щель. После прохождения линзы свет идет параллельным пучком. В призме свет разлагается на цветные лучи. После второй линзы свет попадает в третью и дает спектры.

Инфракрасное и ультразвуковое излучения.

Инфракрасное излучение- электромагнитное излучение, испускаемое источником, и находящееся дальше красного (видимого) излучения. При таком излучении выделяется гораздо больше энергии, чем при излучении красного спектра. Ультрафиолетовое излучение- электромагнитное излучение, с более короткими длинами волн, чем при фиолетовом спектре. При таком излучении выделяется меньше энергии, чем при инфракрасном. Эти лучи отличаются высокой химической активностью (в больших количествах могут разрушать клетки).

Интерференция света.

Свет, как любые другие колебания, может интерферировать. Но интерферировать могут только те световые волны, которые были получены путем разделения излучения от одного источника на два разных направления, которые потом соединяются в какой-то области пространства. Свет испускается только возбужденными атомами. Время испускания t=10-8с. Период колебаний испускаемых им волн Т=10-15с. За это время они успевают испустить N=107 длин волн.

Когерентные источники.

Когерентные источники- источники колебаний, происходящих в одной фазе с одинаковой частотой. Два различных источника не могут быть когерентными.

Условия образования максимумов и минимумов в интерференционной картине.

При наложении двух когерентных волн происходит перераспределение энергии по волновому фронту, в результате чего происходит чередование областей максимума и минимума.

Дифракция света.

Дифракция- интерференция вторичных волн. Френель первым открыл это явление, проведя опыт: в центре тени от шара получено светлое пятно. Световые волны, огибая края шара, заходят в область тени и, достигая центра тени на экране, проходят одинаковые расстояния независимо от какой точки на краю шара они идут. В этом случае они достигают центра тени в одинаковой фазе и в результате интерференции усиливают друг друга, поэтому и получается светлое пятно. В остальных частях тени происходит поочередное наложение волн в противоположных и одинаковых фазах и мы видим концентрические темные и светлые пятна.

Опыт Юнга.

На экране кончиком булавки прокалывались два близко расположенных отверстия, которые освещались солнечным светом из небольшого просвета в зашторенном окне. За экраном вместо ожидаемых двух ярких точек появлялась серия чередующихся темных и светлых колец. Юнг назвал это явление общим законом интерференции.

Принцип Гюйгенса- Френеля.

Вторичные волны, исходящие из любой точки фронта волны, обязательно интерферируют (следствие из опыта прохождения света в маленькую щель).

Дифракционная решетка.

Дифракционная решетка- совокупность большого числа узких параллельных щелей, расположенных на малых равных расстояниях друг от друга.

Корпускулярные свойства света.

Возникновение тени, излучение и поглощение света различными веществами, фотоэффект.

Постоянная Планка.

Правило Планка установило зависимость между порцией энергии, которую называют квантом, и частотой излучения. Опытным путем было установлено, что h=6,63 10-34 Дж с.

Фотоэффект.

Фотоэффект- явление вырывания электронов из вещества под действием света. Фототок- ток, возникший под действием света. В отсутствии напряжения (U=0) IФ¹0. Фототок возрастает только до определенного значения (его мах.)- фототока насыщения. IФ=0 при задерживающем напряжении UЗ=mu2/2.

Законы фотоэффекта.

1)При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырывающихся из катода за единицу времени, пропорционально интенсивности падающего света. Iнас.=¦(I), где I- интенсивность.

2)Максимальное значение скорости фотоэлектронов не зависит от интенсивности света, а определяется только его частотой. Чем больше частота, тем больше скорость.

3)Для каждого вещества существует «красная» граница фотоэффекта, то есть наименьшей частотой света (или наибольшей длиной волны), при которой еще возможен внешний фотоэффект.

Фотон.

Фотон- порция энергии света. Он движется со скоростью света в вакууме и имеет нулевую массу покоя. Энергия фотона Е=hn, где h- постоянная Планка, h=6,63 10-34 Дж с, а его импульс p=hn/c. Свет имеет прерывистую структуру и может поглощаться любым веществом строго определенными порциями- фотонами. Один фотон выбивает только один электрон.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

hn=Aвыхода+mu2/2. А=hnМИН (еще есть фотоэффект).Þ hn=hnМИН+mu2/2=hnМИН+eUЗАДЕРЖ.Þ eUЗАДЕРЖ=h(n-nМИН).

Давление света.

Максвелл: P=E/c; Лебедев: P=mc Þ E=mc2.

Опыты Лебедева по измерению давления света.

1.Световой пучок света производит давление как на поглощающие, так и на отражающие поверхности. 2.Давление света прямо пропорционально энергии падающего света на единицу площади в единицу времени. Из этих опытов следует, что свет обладает массой. P=E/c; P=mc Þ E=mc2. Лебедев доказал, что свет- особая форма материи.

Постулаты Эйнштейна.

1) Скорость света не зависит от системы отсчета.

2) E=mc2.

Связь между массой и энергией.

Энергия тела покоя равна произведению массы на квадрат скорости.

5.Атом и атомное ядро.

Опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц.

В камере находился радиоактивный элемент, выдающий альфа частицы. На их пути была диафрагма с очень узким отверстием, за которой находился экран, покрытый сернистым цинком. За экраном находился микроскоп. После рассеивания альфа частицы попадали на экран, причем на почти всю его поверхность. Альфа частица обладает массой и зарядом. mua2/2=qaqАТОМА/r. Þ Размер ядра r=10-13 см.

Планетарная модель атома.

Планетарная модель атома (это следует из опытов Резерфорда). В ядре сосредоточена почти вся масса атома, а остальное пространство занято пустотой, в которой находится соответствующее число электронов, достаточное для нейтрализации атома. Заряд ядра равен количеству электронов в атоме, а оно в свою очередь равно порядковому номеру элемента по периодической системе. Электроны в атоме находятся в постоянном движении (иначе они бы просто упали), вызванном кулоновскими силами. Масса ядра водорода равна 1840 масс электрона. Ядро атома водорода называется протоном. Устойчивость ядра атома доказал своими опытами Резерфорд.