Ефект Комптона

Сторінка 1

Для створення сучасної картини світу важливою подією виявилося те, що в 1923 році американський фізик Комптон відкрив ефект, в якому вперше у всій красі виявилися корпускулярні властивості електромагнітного випромінювання (зокрема світла). Експериментально було показано, що розсіяння світла вільними електронами відбувається по законах пружного зіткнення двох частинок.

Ефект Комптона виявив корпускулярні властивості світла. Було експериментально доведено, що разом з відомими хвильовими властивостями (що виявляються, наприклад, в дифракції) світло володіє і корпускулярними властивостями: ніби воно складається з частинок. У цьому виявляється дуалізм світла, його корпускулярно-хвильова природа.

Виникла формальна логічна суперечність: для пояснення одних явищ треба було вважати, що світло має хвильову природу, для пояснення інших – корпускулярну. Вирішення цього протиріччя і привело до створення фізичних основ квантової механіки.

Арту́р Го́ллі Ко́мптон (1892—1962) — американський фізик, лауреат Нобелівської премії з фізики 1927 р. Артур Голлі Комптон народився в місті Вустер, штат Огайо, США в академічної сім'ї. Його батько був деканом Вустерського коледжу, старші брати стали пізніше президентами університетів. Після отримання звання бакалавра у Вустерському коледжі (1913) Продовжив він своє навчання у Прінстонському університеті та став магістром у 1914 р. Через два роки він захистив у Прінстоні дисертацію і отримав ступінь доктору філософії. З 1918 р. займався вивченням рентгенівського випромінювання. У 1923 р. виявив і дав теоретичне обґрунтування ефекту зміни довжини хвилі рентгенівського випромінювання унаслідок розсіяння його електронами речовини, чим довів існування фотону. За це відкриття Комптон був нагороджений Нобелівською премією, а відкрите явище отримало назву ефекту Комптона. У 1941р., разом з Ваннавером Бушем, головою військового Офісу наукових досліджень і розвитку (OSRD), і Ернестом Лоренсом, винахідником циклотрона, Комптон допоміг прийняти у керівництво американську програму розробки атомної бомби. Комптон був головою Уранового комітету S-1 що був відповідальний за дослідження властивостей і виробництва урану. У 1942 р., Комптон призначив Роберта Оппенгеймера головним теоретиком комітету. Влітку 1942 р. робота комітету була підпорядкована армії та стала Манхеттенським проектом. Негайно після нападу Японії на Перл-Харбор 7 грудня, 1941 р., Комптон отримав підтримку плану цілеспрямованих досліджень плутонію у Чиказькому університеті з амбіційною метою створити першу атомну бомбу до січня 1945 р. Реалізація проекту затягнулася тільки на шість місяців понад запланований термін. «Металургійна лабораторія» або «Мет Лаб» було ім'ям для прикриття об'єкта Комптона. Його завданнями були перетворення урану на плутоній в уранових збірках, здатних підтримувати ланцюгову реакцію, знаходження шляхів відокремлення плутонію від урану та проектування бомби. У грудні 1942 р. під університетським стадіоном «Поле Стегга» група вчених «Мет Лаб» під проводом Енріко Фермі отримали ланцюгову реакцію здатну до самопідтримки в першому в світі ядерному реакторі. Комптон продовжував бути видатним науковим радником і адміністратором до кінця війни. З 1946 р. по 1953 р. Артур Комптон був президентом Сент-Луїського університету імені Вашингтона, й продовжував працювати в університеті до відставки у 1961 р.

Наступний крок було зроблено у 1924 р. французьким вченим Луї де Бройлем (1892-1987) у його дисертації. Розвиваючи аналогії подвійно-хвильового та корпускулярного описів електромагнітних явищ, він поставив у відповідність кожній частинці хвилю. Частота й хвильовий вектор відповідної хвилі пов’язані з енергією та імпульсом частинки через уже відомі нам співвідношення:

; ,

звідки довжина хвилі де Бройля

.

Через три роки американські фізики Клінтон Девісон і Лестер Джермер вперше спостерігали дифракцію при розсіянні на кристалі. Тим самим було завершено картину дуалістичної будови матерії.

Л. де Бройлю належить також ідея хвильової моделі атома, згідно з якою електрон розглядається як певна колова стояча хвиля. З усіх можливих класичних траєкторій реалізуються лише ті, на яких вкладається ціле число довжин хвиль. Було показано, що радіуси борівських орбіт точно задовольняють такий критерій. Слід також зазначити, що хвильова модель не мала деяких недоліків підходу Бора. Квантування в ній виникало як результат закону стоячих хвиль, а стійкість атомів випливала з того, що замкнена стояча хвиля не може випромінювати. Однак і хвильова модель атома мала перехідне значення. Розгляд реальних атомів на її основі неминуче призводив до надзвичайно математичної задачі. Її розв’язанням для атома водню займався, зокрема, й австрійський фізик Ервін Шредінгер (1887-1961).

Страницы: 1 2

Це цікаво:

Образотворчі можливості видів і жанрів образотворчого мистецтва
Предмет "Образотворче мистецтво" реалізує змістову лінію візуального мистецтва. При цьому головні завдання викладання образотворчого мистецтва у початкових класах такі: 1. Формування в дітей художньо-естетичного ставлення до дійсності, здатності до неутилітарного, художнього пізнання світ ...

Перевірка ефективності проробленої роботи на формуючому етапі експерименту
Для визначення ефективності проробленої нами роботи на формуючому етапі експерименту був використаний наступний діагностичний матеріал. Завдання 1. Перед кожною дитиною поклали 2 листка паперу. На одному намальовані в ряд кружечки, на іншому зображені насіння. Експериментатор: Це болітце з купинами ...

Особливості мислення молодших школярів
Сучасний рівень розвитку суспільства і, відповідно, відомості, почерпнуті з різних джерел інформації, викликають потребу вже у молодших школярів розкрити причини та суть явищ, пояснити їх, тобто відвернуто мислити. Питання про розумові можливості молодшого школяра в різний час вирішувалося по-різно ...

Інтерактивні уроки

Інтерактивні уроки

На початку ХХІ століття соціокультурний розвиток людства визначив закріплення складної та суперечливої тенденції, що дістала назву глобалізації.

КАТЕГОРІЇ

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.novapedahohika.com