1. Атом ядросының құрамы, зарядтары, массасы
Фотоэффект. Фотоэффектің көлденең қимасы
жүктеу/скачать 3,96 Mb.
|
Ядеркаааааааааааааааааа
| 52.Фотоэффект. Фотоэффектің көлденең қимасы.
Фотоэфффект деп -кванттың атоммен жұтылып, одан электрон ұшырып шығару құбылысын айтады. Бұл кезде гамма-кванттардың энергиясы түгел бір электронға беріледі. Осыдан оның кинетикалық энергиясы (8.63) Мұндағы -гамма-кванттың энергиясы, -і- қабықтағы электроннның байланыс энергиясы. Әрине, фотоэффект кезінде атомға да энергия беріледі. Бірақ, ол электронның кинетикалық энергиясына, тіпті атомның иондалу І энергиясына қарағанда да өте аз болады. Оны елемеуге болады. Бірақ фотоэффект кезінде атомға берілетін импульстың маңызы зор. Энергия мен импульстің сақталу заңдарынан фотоэффекттің еркін электронда мүмкін еместігі шығады. Шынында да, энергияның сақталу заңынан . импульстың сақталу заңынан . осыған мәнін қойсақ шығады. Сонымен, фотоэффект тек байланысқан электронда ғана мүмкін. Осыдан, фотоэффекттің энергиялары заттың иондалу энергиясымен шамалас гамма-кванттармен ғана қарқынды өтетіні шығады. Неғұрлым гамма-кванттың энергиясы электронның байланыс энергиясынан артық болса, соғұрлым электрон еркін электронға жақын болады. Осыдан энергия өскен сайын фотоэффекттің ықтималдылығы төмендеу керек. Электронның байланыс энергиясы ауыр элементтер үшін жеңіл элементтерге қарағанда көбірек. Осыдан фотоэффект орташа атомдық нөмері жоғары заттарда қарқындырақ өтеді. Ішкі ядроға жақын электрондар атомға күштірек байланысқан, осыдан фотоэффект негізінен (80-ке жұық) ең ішкі К-қабықта өтеді. Әрине, гамма-кванттың энергиясы К-қабықтағы электронның байланыс энергиясынан аз болса, фотоэффект L, M және т.б. қабықтарда өтеді. Фотоэффектің қимасының жалпы формуласы өте күрделі және әлі теориялық дәл тағайындалмаған. Оның заттың атомның нөмерінің 5-ші дәрежесіне пропорционал яғни, ауыр элементтерге өте күшті өсетіні белгілі. Гамма-кванттың энергиясы заттың иондалу энергиясынан көп үлкен жағдайларда фотоэффектің көлденен қимасы энергияға кері пропорционал, ал иондалу энергиясымен шамалас энергиялар үшін оның 7/2 дәрежесіне кері пропорционал ( 1/Е3,5). Қиманың энергия төмендегенде артуы ол К-қабықтағы электронның байланыс энергиясы мен теңелгенше созылады. Гамма-кванттың энергиясы -мен теңеліп, одан сәл азайғанда қима күрт төмен түсіп кетеді. Бұл жағдайда К-қабықтан иондау мүмкін емес, -квант тек L, M және т.б. қабықтардағы электрондармен әсерлесе алады. Олар К-электронға қарағанда әлде қайда әлсіз байланысқан. Сондықтан, қима күрт түсіп кетеді. Энергия әрі қарай төмендегенде ол L-қабықтан иондау энергиясына теңелгенге дейін қайтадан өседі, сосын кезде күрт түседі және т.б. Сөйтіп фотоэффекттің қимасы : Z5/E, E >>ІK үшін, (8.64) Z5/ , E > ІK үшін. Фотоэффект төменгі энергиялы гамма-кванттардың жұтылуының басты механизмі болады. Ал жоғары энергиялы -кванттар үшін оның үлесі мардымсыз. Фотоэффект энергияның төменгі жағынан да шектелген. Егер гамма-кванттардың энергиясы атомның сыртқы валенттік электрондарының байланыс энериясынан аз болса, фотоэффект, әрине, өтпейді. Фотоэффект нәтижесінде босаған электрондық қабықтардағы орындарға одан жоғары қабықтағы электрондар көшеді. Бұл құбылысқа рентген нұрын немесе Оже электрондарын шығару ілесе өтеді. Оже электрондарын шығару кезінде атомның қозу энергиясы тікелей оның бір электронына беріліп, ол атомнан ұшып шығады (ішкі конверсиямен салыстыр). жүктеу/скачать 3,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|