Використання ілюстративного матеріалу при виченні розділу “Квантова фізика”

Педагогіка і виховання » Формування квантових уявлень при вивчені фізики в загальноосвітній школі » Використання ілюстративного матеріалу при виченні розділу “Квантова фізика”

Сторінка 6

Підкреслюють, що система атомів з інверсною (надлишковою) заселеністю рівнів (див. мал. 1. 25, б) здатна не тільки підсилювати, а й генерувати електромагнітне випромінювання.

Для роботи в режимі генератора потрібний так званий зворотний зв’язок, коли частина сигналу (фотонів) з виходу пристрою подається на його вхід. Цей висновок є переходом до пояснення будови лазера.

При створені лазера потрібно розв’язати дві основні проблеми: як “накачати” енергію в систему, щоб достатнє число атомів перебувало в збудженому стані, і як добитися того, щоб більшість фотонів випускалися в одному напрямку. Нині створено багато різних конструкцій лазерів. Їх каласифікують за: 1) типом робочого середовища (тверді діелектрики, напівпровідники, гази, рідини); 2) способом “накачування” – створення в активному середовищі інверсної заселеності (оптичне “накачування”, елктронний удар, хімічне “накачування”); 3) конструкцією резонатора; 4) режимом роботи (імпульсний, безперевний). Знайдено сотні речовин - твердих тіл, рідин і газів, яким властивий лазерний ефект.

Звичайно розглядають будову рубінового лазера. Його схему подана на мал. 1.26. Проблему напрямленості лазерного випромінювання тут розв’язано так. Одну з основ посріблено (дзеркала), другу – покрито сріблом частково; з останньої виходить лазерний пучок. “Накачування” здійснюють розрядною лампою великої потужності, яка має форму спіралі, накрученої навколо циліндричного кристала. Пояснюючи це, слід підкреслити, що лазер не є джерелом енергії, він лише змінює її і концентрує.

Корисно показати (мал. 1.27) деяк рівні енергії атомів хрому в кристалі рубіну. Тут і - енергетичні смуги рівнів, на яких атоми розміщені в збудженому стані. Вони “переселяються” туди з основого стану , набувши енергії внаслідок “накачування” (стрілки напрямлені вгору). Стан (червона стрілка) – лазерне випромінювання в червоній частині спектра (нм).

Експериментальні методи реєстрації заряджених частинок

Під час демонстрування будови і принципу дії приладів, які використовуться для вивчення та реєстрації елементарних частинок, слід підкреслити, що всі ці прилади поділяються на: 1) прилади, які реєструють пролітання елементарних частинок через прилад. Це так звані реєструючі прилади; до них належать газорозрядні й сцинцеляційні напівпровідникові лічильники та іонізаційні камери, лічильники Черенкова і 2) трекові прилади, за допомогою яких можна спостерігати треки (сліди) частинок у речовині. До них належать камери: Вільсона і дифузійна, в яких робочим тілом (середовищем, в якому частинка залишає трек) є газ; бульбашкові та емульсійні, робочим тілом в яких є: у першій рідина, у другій – шар (шари) фотоемульсії.

1. Основою приладу або робочим тілом реєструючого і трекового приладів є певна система, що може як завгодно довго бути в нестійкому стані. Робочим тілом може бути: газ у передрозрядному стані (1.28, а); переохолоджена пара, яка міститься під поршнем (мал. 1.28, в). Пролітання (проходження) елементарної частинки через дане середовище змінює стан речовини вздовж трека, завдяки чому його видно або можна реєструвати. У цьому розумінні такий прилад подібний до зарядженої рушниці або гармати, на “спуск” якої “натискає” елементарна частинка; таку аналогію показано на мал.1.29.

2. На мал. 1.30 зображено схему лічильника Гейгера-Мюллера. Це газорозрядний детектор, який спрацьовує при проходженні через його об’єм заряджених частинок. Лічильник винайшов у 1908 р. Х. Гейгер і Е. Резерфорд, згодом його вдосконалив Х. Гейгер і В. Мюллер. Ці лічильники відіграли важливу роль в ядерній фізиці в 20-40 рр. ХХ ст; тепер їх використовують у різних дозиметричних приладах. Електроди вмонтовано в герметичному резервуарі, наповненому газом до тиску Па. За допомогою лічильників реєструють гамма-кванти за вторинними фотоелектронами, нейтрони – за ядрами віддачі та продуктами ядерних реакцій, які відбуваються у газі лічильника.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Це цікаво:

Зв’язок школи та сім’ї в фізичному вихованні дітей
Школа може здійснювати правильне фізичне виховання дітей при наявності тісного контакту в роботі з батьками. Умови життя дитини, харчування, режим, використання різних факторів природи, фізичні ігри та вправи – всі ці засоби фізичного виховання можуть бути використані не тільки школою, але і батька ...

Робота в малих групах
Роботу в групах варто використовувати для вирішення складних проблем, що потребують колективного розуму. Якщо витрачені зусилля й час не гарантують бажаного результату, краще вибрати парну роботу або будь-яку з наведених вище технологій для швидкої взаємодії. Використовуйте малі групи тільки в тих ...

Виховний простір як педагогічний феномен, можливості та варіанти його створення
В умовах сьогодення знову актуальними є думки А. Макаренка стосовно взаємовпливу особистості та середовища. Науковці різних країн здійснюють дослідження в цьому напрямку. Опосередкований вплив на особистість, що формується, найоптимальніше виявляється в середовищі, в якому вчитель, вихователь «розм ...

Інтерактивні уроки

Інтерактивні уроки

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

КАТЕГОРІЇ

Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.novapedahohika.com