изменение длины волны , сопровождающее рассеяние пучка рентгеновских лучей в тонком слое вещества. Явление было известно еще за несколько лет до работы А. Комптон а, который опубликовал в 1923 результаты тщательно выполненных экспериментов , подтвердивших существование этого эффект а, и одновременно предложил его объяснение . ( Вскоре независимое объяснение было дано П.Дебаем, почему явление иногда называют эффектом Комптона - Дебая.) В то время существовали два совершенно разных способа описания взаимодействия свет а с вещество м, каждый из которых подтверждался значительным числом экспериментальных данных. С одной стороны, теория электромагнитного излучения Максвелла (1861) утверждала, что свет представляет собой волновое движение электрического и магнитного полей ; с другой , квант овая теория Планка и Эйнштейна доказывала, что при некоторых условиях пучок света, проходя через вещество, обменивается с ним энергией, причем процесс обмена напоминает столкновение частиц. Важное значение работы Комптона состояло в том, что она явилась важнейшим подтверждением квантовой теории , поскольку, показав неспособность теории Максвелла объяснить экспериментальные данные , Комптон предложил простое объяснение, основанное на гипотезе квантов. Согласно теории Планка и Эйнштейна, энергия света с частотой . передается порциями - квантами (или фотон ами), энергия которых Е равна постоянной Планка h, умноженной на ?. Комптон же предположил, что фотон несет импульс, который (как следует из теории Максвелла) равен энергии Е, деленной на скорость света с. При столкновении с электрон ом мишени рентгеновский квант передает ему часть своей энергии и импульса. В результате рассеянный квант вылетает из мишени с меньшими энергией и импульсом, а следовательно , с более низкой частотой (т.е. с большей длиной волны). Комптон указал, что каждому рассеянному кванту должен отвечать выбиваемый первичным фотоном быстрый электрон отдачи, что и наблюдается экспериментально. Разработанная позднее Комптоном теория сводилась к следующему. Согласно формулам релятивистской механики, масса частицы , движущейся со скоростью v, равна где m0 - масса той же частицы в состоянии покоя (при v = 0), а c - скорость света. Полная энергия частицы дается выражение м E = mc2, но лишь часть ее составляет кинетическая энергия, так как покоящаяся частица имеет энергию m0c2. Поэтому кинетическую энергию KE частицы можно найти , вычтя эту энергию из полной: Импульс частицы равен произведению ее массы на скорость; следовательно, Сохранение энергии при столкновении фотона с электроном требует, чтобы выполнялось равенство Поскольку импульс электрона отдачи равен баланс импульса вдоль оси AB таков: а вдоль оси CD, перпендикулярной AB, где ??. - частота рассеянного кванта. Из этих трех уравнений следует, что увеличение ???- . длины волны рассеянного кванта равно: тогда как энергия электрона отдачи в зависимости от угла его вылета равна: Величина h?m0c в формуле для ?. представляет собой универсальную постоянную, которая называется комптоновской длиной волны и равна 0,0242 (1 равен 10-8 см). Для рентгеновских квантов с длиной волны 10-8 см и меньше сдвиг длины волны, очевидно , весьма значителен. Позднее на основе собственных и других экспериментальных данных Комптону удалось показать , что формулы точно предсказывают зависимость энергии кванта и электрона от углов их вылета. Поскольку при вычислениях использовались лишь законы сохранения энергии и импульса, а эти законы справедливы и в современной квантовой механике, формулы Комптона не нуждаются в каких-либо уточнениях. Однако их можно дополнить , поскольку они ничего не говорят об относительном числе квантов, рассеянных в различных направлениях. Такая теория, дающая выражение для интенсивности рассеянного излучения, была впервые разработана на основе дираковской релятивистской квантовой механики О.Клейном и Й.Нишиной в 1929, и вновь было найдено, что теория хорошо описывает эксперимент. Значение открытия Комптона состояло в том, что впервые было показано наличие у планковских и эйнштейновских квантов света всех механических свойств, присущих прочим физическим частицам. За свое открытие А.Комптон был удостоен Нобелевской премии по физике за 1927. См. также СВЕТ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА; ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ.
Что такое комптона эффект? Значение комптона эффект в энциклопедии Кольера
комптона эффект -
изменение длины волны, сопровождающее рассеяние пучка рентгеновских лучей в тонком слое вещества. Явление было известно еще за несколько лет до работы А.Комптона, который опубликовал в 1923 результаты тщательно выполненных экспериментов, подтвердивших существование этого эффекта, и одновременно предложил его объяснение. (Вскоре независимое объяснение было дано П.Дебаем, почему явление иногда называют эффектом Комптона - Дебая.)
В то время существовали два совершенно разных способа описания взаимодействия света с веществом, каждый из которых подтверждался значительным числом экспериментальных данных. С одной стороны, теория электромагнитного излучения Максвелла (1861) утверждала, что свет представляет собой волновое движение электрического и магнитного полей; с другой, квантовая теория Планка и Эйнштейна доказывала, что при некоторых условиях пучок света, проходя через вещество, обменивается с ним энергией, причем процесс обмена напоминает столкновение частиц. Важное значение работы Комптона состояло в том, что она явилась важнейшим подтверждением квантовой теории, поскольку, показав неспособность теории Максвелла объяснить экспериментальные данные, Комптон предложил простое объяснение, основанное на гипотезе квантов.
Согласно теории Планка и Эйнштейна, энергия света с частотой . передается порциями - квантами (или фотонами), энергия которых Е равна постоянной Планка h, умноженной на ?. Комптон же предположил, что фотон несет импульс, который (как следует из теории Максвелла) равен энергии Е, деленной на скорость света с. При столкновении с электроном мишени рентгеновский квант передает ему часть своей энергии и импульса. В результате рассеянный квант вылетает из мишени с меньшими энергией и импульсом, а следовательно, с более низкой частотой (т.е. с большей длиной волны). Комптон указал, что каждому рассеянному кванту должен отвечать выбиваемый первичным фотоном быстрый электрон отдачи, что и наблюдается экспериментально.
Разработанная позднее Комптоном теория сводилась к следующему. Согласно формулам релятивистской механики, масса частицы, движущейся со скоростью v, равна
где m0 - масса той же частицы в состоянии покоя (при v = 0), а c - скорость света. Полная энергия частицы дается выражением E = mc2, но лишь часть ее составляет кинетическая энергия, так как покоящаяся частица имеет энергию m0c2. Поэтому кинетическую энергию KE частицы можно найти, вычтя эту энергию из полной:
Импульс частицы равен произведению ее массы на скорость; следовательно,
Сохранение энергии при столкновении фотона с электроном требует, чтобы выполнялось равенство
Поскольку импульс электрона отдачи равен
баланс импульса вдоль оси AB таков:
а вдоль оси CD, перпендикулярной AB,
где ??. - частота рассеянного кванта. Из этих трех уравнений следует, что увеличение ???- . длины волны рассеянного кванта равно:
тогда как энергия электрона отдачи в зависимости от угла его вылета равна:
Величина h?m0c в формуле для ?. представляет собой универсальную постоянную, которая называется комптоновской длиной волны и равна 0,0242 (1 равен 10-8 см). Для рентгеновских квантов с длиной волны 10-8 см и меньше сдвиг длины волны, очевидно, весьма значителен.
Позднее на основе собственных и других экспериментальных данных Комптону удалось показать, что формулы точно предсказывают зависимость энергии кванта и электрона от углов их вылета. Поскольку при вычислениях использовались лишь законы сохранения энергии и импульса, а эти законы справедливы и в современной квантовой механике, формулы Комптона не нуждаются в каких-либо уточнениях. Однако их можно дополнить, поскольку они ничего не говорят об относительном числе квантов, рассеянных в различных направлениях. Такая теория, дающая выражение для интенсивности рассеянного излучения, была впервые разработана на основе дираковской релятивистской квантовой механики О.Клейном и Й.Нишиной в 1929, и вновь было найдено, что теория хорошо описывает эксперимент.
Значение открытия Комптона состояло в том, что впервые было показано наличие у планковских и эйнштейновских квантов света всех механических свойств, присущих прочим физическим частицам. За свое открытие А.Комптон был удостоен Нобелевской премии по физике за 1927. См. также СВЕТ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА; ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ.
Соседние слова
Что такое компас: поправка компасаЧто значит комплекс
Что означает комптон-бернетт, айви
Значение комптон, артур холли
↑ комптона эффект ↓
Что такое компьютер
Что значит компьютер: аппаратная часть компьютера
Что означает компьютер: архитектура
Значение компьютер: применение компьютеров
Значение слова комптона эффект в других словарях:
- Что такое комптона эффект? Энциклопедический словарь
Узнайте лексическое, прямое, переносное значение следующих слов:
- конические сечения - плоские кривые, которые получаются пересечением прямого кругового конуса ...
- кондорсе, мари жан антуан никола - (Condorcet, Marie Jean Antoine Nicolas de Caritat, Marquis ...
- конгрив, уильям - (Congreve, William) (16701729), английский драматург эпохи Реставрации. Родился ...
- конго: экономика - К статье КОНГО Примерно 60% трудоспособного населения занято в ...
- конго: природа - К статье КОНГО Береговая линия выровнена, ее протяженность ок. ...
- конго: население - К статье КОНГО Более половины населения живет в городах. ...
- конго: государственный строй и политика - К статье КОНГО Политические движения, которые сформировались в Конго ...
- коммуникация животных: насекомые - К статье КОММУНИКАЦИЯ ЖИВОТНЫХ Насекомые, как правило, существа ...
- коммуникация животных: методы изучения - К статье КОММУНИКАЦИЯ ЖИВОТНЫХ В идеале коммуникацию животных следует ...
- коммуникация животных: водные млекопитающие - К статье КОММУНИКАЦИЯ ЖИВОТНЫХ Звуки как сигналы. Водные млекопитающие, ...
- коммуникация животных - Всем животным приходится добывать пищу, защищаться, охранять границы ...
- комменсализм - сосуществование двух разных организмов, полезное для одного из ...
- комиссаржевская, вера федоровна - (18641910), русская драматическая и трагедийная актриса и режиссер, ...
- комета: физика комет - К статье КОМЕТА Ядро. Все проявления кометы так или ...
- сша: эпоха первых поселений - К статье СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ Англия заявила о своих ...