Эффект Комптона.

При освещении рентгеновскими лучами тонких пластин из металла,угля, парафина, наблюдается рассеивание лучей.

ε=2πЋс/λ;p= Ћω/c

ε=2πЋc/λ;p’= Ћω’/c

=m

Θ-угол рассеивания

Рассеянные лучи имеют меньшую частоту, которая зависит от угла.

Рассмотрим упругое столкновение.

ε=Ћω=2πЋc/λ; p= Ћω/c: ω=2π/T=2π=2πc/λ

E₀=m₀c²

Фотон изменяет направление своего движения

ε=Ћω=2πЋc/λ; p’= Ћω’/c; p=mv; E=mc²

Электрон испытывает отдачу

ε_ф+E₀=ε_р.ф.+Е (1)

p=p_э+p_ф (2)

Тогда Ћω+m₀c²= Ћω’+mc²(3)

m²v²=(Ћω/c)²+(Ћω’/c)²-2Ћωω’/c² (4)

Возведём (3) в квадрат и вычтем из (4)

m₀c²(ω-ω’)=Ћωω’(1-cosΘ)

ω=2πc/λ; ω’=2πc/λ’; ∆λ=λ’-λ

m₀c²(2πc/λ-2πc/λ’)=m₀c²·2πc((λ’-λ)/ λ’λ)

После приведения к общему знаменателю:

∆λ=2πЋ/m₀c(1-cosΘ)=λ_к·Sin2(Θ/2)

λ_к=2πЋ/m₀c=2,4·10^-12 м

Под периодическим действием световых волн электрон излучает волны той же частоты.

Фотоэффект и эффект Комптона обусловили взаимодействие электрона с фотонами. Излучении абсолютно чёрного тела, фотоэффект и эффект Комптона служат доказательством квантового представления света.

Интерференция, дифракция и поляризация подтверждают волновую природу света.

1923 г. Луи Де Бройль сказал, что не только свет проявляет корпускулярные и волновые свойства. Почему частица не может быть волной? Ввёл понятие волны Де Бройля. Он сказал: “Частица- это частица и волна при определённых условиях”. По его предположению частицы могут описываться длиной волны, и эта длина волны связана с корпускулярной характеристикой –импульсом. Соотношение, связывающее между собой корпускулярные свойства частиц: Eиp, и волновые:ω и λ:

ε=Ћω; ω=2πc/λ

=Ћ (k=ω/c), тогда он может предположить , что длина волны может быть описана характеристикой:

λ_Б=2πЋ/p=2πЋ/mv-длина волны де Бройля

Дэвисон и Жермен подтвердили идею Де Бройля экспериментально. Они наблюдали дифракцию на кристаллах.

Так был установлен корпускулярно-волновой дуализм: т.е. между микрочастицами и фотонами не существует различия и в зависимости от условий частицы могут проявлять или корпускулярные или волновые свойства. Волны Де Бройля не имеют аналогов в классической физике и тогда можно спросить: что такое электрон- волна или частица?- это и то и другое.

Волны де Бройля имеют универсальную характеристику. Применительно к макротелам они не обнаружены, т.к. если есть m=1 гр,v=1м/с, тоλ=10^-31м , что нельзя увидеть.