Тапсырма №8 Тақырыптар: Кванттық физиканың пайда болуы. Бор атомы Циклотронды резонанс Жартылай өткізгішті жарық көздері Орындаған: Бақытжан Е. М. 6В01504-физика Алматы 2023ж. Кванттық физиканың пайда болуы. Бор атомы Квант
жүктеу/скачать 31,05 Kb.
|
8 тапсырма.Бақытжан (1)
|
Қазақ Ұлттық Қыздар Педагогикалық университеті Тапсырма №8 Тақырыптар: 1. Кванттық физиканың пайда болуы. Бор атомы 2. Циклотронды резонанс 3. Жартылай өткізгішті жарық көздері Орындаған: Бақытжан Е.М. 6В01504-физика Алматы 2023ж. 1. Кванттық физиканың пайда болуы. Бор атомы Квант (нем. Quant, лат. quantum – қанша) – физиканың бөлінбес негізгі бөлімі. табиғаты дискретті (үзілісті) физикалық шаманың мүмкін болатын өзгеруінің ең кіші мөлшері; әсер кванты – негізгі физикалық тұрақтылардың бірі; қандай да бір физикалық өрістің қасиетін тасушы бөлшек. (мысалы, электрмагниттік өрістің кванты– фотон, дыбыс тербелістері өрісінің кванты – фонон). Физикада болған ең ұлы төңкерiс XX ғасырдың бас кезiне дәл келедi. Тәжiрибеде байқалған жылудың сәуле шығару (қызған дененің электромагниттiк толқындар шығаруы) спектрлерiне энергияның үлестiрiлу заңдылықтарын түсiндiру мүмкiн болмады. Максвеллдiң сан рет тексерiлген электромагнетизм заңдарын заттың қысқа электромагниттiк толқындар шығару проблемасына қолданбақшы болғанда, кенет «қарсылық керсеттi». Бұл заңдардың антеннаның радиотолқындар шығаруын тамаша сипаттауы және өз кезінде электромагниттiк толқындардың барын осы зандар негiзiнде алдын ала айтуы таңқаларлық едi. Максвеллдiң қызған дене электромагниттiк толқындар шығару салдарынан унемi энергия жұмсап шығындана отырып, абсолют нөлге дейiн салқындауы тиiс деген электродинамикасы мағынасыз тұжырым жасауға келтiрiлген-дi. Классикалық теория бойынша зат пен толқын шығару арасында жылулық тепе-теңдiк болуы мүмкiн емес. Алайда күнделiктi тәжiрибеде шындығында мұндай ешнәрсе жоқ екенiн көрсетедi. Кызған дене өзiнiң барлық энергиясын электромагниттiк толқын шығаруға жұмсайды. Физикада болған ең ұлы революция XX ғасырдың бас кезіне келеді. Тәжірибеде байқалған жылулық сәуле шығару спектрлерінде энергияның үлестірілу заңдылықтарын түсіндіру мүмкін болмады. Теория мен тәжірибе арасындағы осы қарама- қайшылықтан шығудың жолын іздеу барысында неміс физигі Макс Планк атомдар электромагниттік энергияны жеке порциялармен – кванттармен шығарады деп болжаған. Әрбір порцияның Е энергиясы оны шығару жиілігі v-ге E=hv Пропорционалдық коэфиценті Һ Планк тұрақтысы деп аталады. Резерфорд ұсынған модельге сәйкес атомның +Ze заряды бар өте кішкене,бірақ ауыр ядросы, оның төңірегінде z электрон болады. Бірақ атомның ядролық (планетарлық моделі) классикалық физика заңдары тұрғысынан орнықсыз. Өйткені классикалық электродинамика заңдарына сәйкес: 1. Үдемелі қозғалатын зарядталған бөлшек (электрон) электромагниттік энергияны (жарық) үздіксіз шығаруға тиіс. 2. Осы жарықтың жиілігі электронның ядроны айналу жиілігіне тең болуы керек. Демек, осы модельге сәйкес атомның толық энергиясы үздіксіз кеми беруге, ал айналу жиілігі үздіксіз арта беруге тиіс.осы жағдайда өте аз уақыт ішінде (10-8с) электрон ядроға құлап,атом өз өмірін сүруін тоқтататындығын есептеп,көз жеткізугеболады.осы тұйыққа тірелуден шығу жолын 1913 ж. дания физигі Нильс Бор тапты. Бор өзінің жорамалдарын 2 постулат түрінде ұсынды. 1. Классикалық механика тұрғысынан атомда мүмкін болатын шексіз болатын көп электрон орбиталары ішінен, белгілі кванттық шарттарды қанағаттандыратын тек кейбір дискретті орбиталар іске асады. Электрон осы станционарлық орбиталар бойымен үдей қозғалғанмен ешбір электромагниттік толқын жарық шығармайды. Осындай орбиталарға сай атомның станционарлық күйдегі энергиясының дискретті мәндері (Е1 ,Е2 ,Е3 ) болады. 2. Электрон бір станционарлық күйден екінші станционарлық күйге көшкенде ғана жарық энергиясы кванттары түрінде шығарылады немесе жұтылады. Жарық квантының шамасы араларында электрон кванттық көшу жалайтын станционарлық күйлер энергиясының айырмасына тең. жиілігі фотон шығарылады. Осы теңдік Бордың жиіліктер ережесі деп аталады. Бор 1913 жылы сутегі атомының классикалық емес бірінші сандық теориясын жасады.Электрон массасы сутегі ядросының массасынан 1836 есе кіші болғандықтан, электронмен салыстырғанда ядро шексіз ауыр, демек ол қозғалмай тыныштықта тұрады деп санауға болады. 2. Циклотронды резонанс Циклотрондық резонанс (CR) – заряд тасымалдаушылардың циклотрон жиілігіне тең немесе еселенген жиіліктерде тұрақты магнит өрісіне орналастырылған өткізгіштердің электромагниттік толқындарды жұту немесе шағылыстыру құбылысы. Тұрақты магнит өрісінде заряд тасымалдаушылар спираль түрінде қозғалады, олардың осьтері магнит өрісінің сызықтары бойымен бағытталған. Н магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықта қозғалыс жиілікпен периодты болады. Бұл жиілік келесідей анықталады: Жылдамдық векторы да бірдей жиілікпен айналады. Егер бұл жағдайда бөлшек жиілігі бар біртекті электр өрісінде болса , онда ол жұтқан энергия да жиілікпен уақыт бойынша периодты болып шығады Ұзақ уақыт бойы жұтылған орташа энергия күрт артады. Циклотрондық резонансты зерттеу әртүрлі материалдардың қасиеттерін анықтаудың тиімді әдісі болып табылады. Ең алдымен CR тасымалдаушылардың тиімді массаларын анықтау үшін қолданылады. CR сызығының жарты енінен тән шашырау уақытын анықтауға болады және сол арқылы тасымалдаушының қозғалғыштығын анықтауға болады. Сызықтың ауданы үлгідегі заряд тасымалдаушылардың концентрациясын анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін. CR сонымен қатар жартылай өткізгіш материалдардың жұқа қабықшаларын тұндыру үшін қолданылады. CR пайдалану пленкаларды төмен қалдық қысыммен тұндыруға мүмкіндік береді. CR қолдану «суық плазма» әсерін қолдануға мүмкіндік береді. 3. Жартылай өткізгішті жарық көздері Жартылай өткізгіштер — өзінің электрлік қасиеті жағынан өткізгіштер мен диэлектриктердің (мысалы, германий, кремний) арасынан орын алатын элементтер. Металдармен салыстырғанда жартылай өткізгіштер электр тоғын аз өткізеді, ол сәулелену кезінде жарық энергиясының ағымымен өзгере алады. Радиолампалармен салыстырғанда жартылай өткізгіштер құралдардың көлемі мен салмағы аз, электрлік және механикалық беріктігі жоғары болады, олар ұзақ уақыт қызмет ете алады және электр энергиясын аз пайдаланады. Осындай қолайлы қасиеттеріне орай жартылай өткізгіштерді әскери радиотехникалык аппаратураларда жиі қолданады. Жартылай өткізгіштердің ерекшеліктері. Жартылай өткізгіштердің кәдімгі температурадағы электрөткізгіштігі металдардың электрөткізгішітігі мен салыстырғанда аз. Өте төмен температурада олар диэлектриктерге ұқсайды. Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі температура мен жарық әсерінен қатты өзгереді, яғни температура артады және жартылай өткізгіш неғұрлым қатты жарықталынса, оның электрөткізгіштігі де соғұрлым жоғары болады. Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі оның құрамына өте аз шамада қоспалар енгізу жолымен басқарылады. жүктеу/скачать 31,05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|