Квантовое состояние. Уравнение Шредингера
Волновая функция и её статистический смысл; состояние микрочастицы. Возникновение термина "корпускулярно-волновой дуализм". Величина квадрата модуля волновой функции. Характеристическое и тормозное рентгеновское излучение и описание закона Мозли.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.08.2013 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Спектр имеет границу со стороны коротких длин волн. Эта минимальная (граничная) длина волны зависит от напряжения (U). Наличие коротковолновой границы не может быть истолковано с точки зрения классической теории, его можно объяснить лишь на основе квантовых представлений. Максимальная энергия рентгеновского кванта не может быть больше энергии электрона T, которую он приобретает в ускоряющем поле рентгеновской трубки.
T = eU; hнma = T
.
Переходя к длине волны, получим:
(40)
Полученная формула полностью соответствует экспериментальным данным. Используя формулу (40), можно определить постоянную Планка. Ее значение, полученное из измерений коротковолновой границы рентгеновского спектра, является одним из наиболее точных и достоверных.
Характеристическое рентгеновское излучение.
Закон Мозли.
Сплошной спектр рентгеновского излучения наблюдается до тех пор, пока электроны приобретают энергию, недостаточную для того, чтобы выбить электрон из внутренней оболочки атома вещества анода.
При достижении этой энергии на фоне тормозного излучения появляются линии характеристического излучения. Механизм их возникновения показан на (рис. 23).
Рис. 23
Если выбить электрон, например, из К-оболочки, то на освободившееся место возможны переходы с других оболочек, на которых электрон обладает большей энергией. Наблюдаются линии Kб, Kв, Kг, которые объединяются в K-серию. K-серия обязательно сопровождается L- и M- и другими сериями, так как при испускании спектральных линий K-серии, освобождаются вакантные места для электронов в оболочках L, M и других. K-, L-, M-серии представляют совокупность спектральных линий, испускаемых атомом, при переходе электронов на K-, L-, M-оболочку соответственно. Линия Kб является самой длинноволновой в K-серии, она соответствует переходу электрона на K-оболочку с L-оболочки. У линий Lб длина волны меньше, так же убывает и интенсивность линии, так как уменьшается вероятность перехода.
В 1913г. английский физик Г. Мозли установил зависимость между частотой спектральных линий и атомным номером (z) испускающего их элемента
. (41)
Константа у носит название константы экранирования, ее смысл заключается в том, что на электрон, совершающий переход, соответствующий некоторой линии, действует не весь заряд ядра z, а ослабленный действием других электронов заряд (z - у)e. Константа у имеет одно и то же значение в пределах одной серии
K - серия у = 1
L - серия у = 7.5
В (41) константу а можно выразить через сериальную формулу, рассмотренную ранее:
,
где R- постоянная Ридберга, с- скорость света,
n = 1, 2, 3, … показывает номер серии (n =1) для K-серии, n = 2 для L-серии),
m = n + 1, n + 2, …- номер линии, соответствующей серии (для Kб - линии m = 2, для Kв - линии m = 3 и т. д.).
Подставив a в закон Мозли, получаем:
или, учтя что :
(42)
Поглощение и рассеяние рентгеновских лучей
При прохождении сквозь вещество интенсивность рентгеновских лучей уменьшается из-за поглощения и рассеяния. Ослабление интенсивности вследствие рассеяния связано с эффектом Комптона. При этом часть энергии рентгеновских лучей передается электронам вещества, а сами лучи становятся менее жесткими, т. е. это приводит к увеличению их длины волны л. Поглощение рентгеновских лучей веществом подчиняется закону Бугера-Ламберта:
, (43)
где I0- интенсивность падающих на вещество лучей, м - линейный коэффициент поглощения, он зависит от поглощающего вещества и длины волны рентгеновских лучей, х - толщина слоя. На практике чаще применяют массовый коэффициент поглощения - мm.
,
где с - плотность поглощающего вещества.
В этом случае закон Бугера-Ламберта запишется так:
,
где m - масса вещества в слое толщиной x с единичной площадью поперечного сечения.
Благодаря различному поглощению рентгеновских лучей при прохождении их через неоднородные среды, эти лучи нашли широкое применение в медицине и в различных областях науки и техники (например, для дефектоскопии).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физический смысл волн де Бройля. Соотношение неопределенности Гейзенберга. Корпускулярно-волновая двойственность свойств частиц. Условие нормировки волновой функции. Уравнение Шредингера как основное уравнение нерелятивистской квантовой механики.
презентация [738,3 K], добавлен 14.03.2016Тепловое излучение, квантовая гипотеза Планка. Квантовые свойства электромагнитного излучения. Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Стационарное уравнение Шредингера.
учебное пособие [1,4 M], добавлен 06.05.2013История зарождения квантовой теории. Открытие эффекта Комптона. Содержание концепций Резерфорда и Бора относительно строения атома. Основные положения волновой теории Бройля и принципа неопределенности Гейзенберга. Корпускулярно-волновой дуализм.
реферат [37,0 K], добавлен 25.10.2010"Планетарная модель" атома Бора в основе квантовой механики, ее основные принципы, идеи и значение. Попытки объяснить корпускулярные и волновые свойства вещества в квантовой (волновой) механике. Анализ волновой функции и ее вероятностного смысла.
реферат [90,7 K], добавлен 21.11.2011Определение центра тяжести молекулы и описание уравнения Шредингера для полной волновой функции молекулы. Расчет энергии молекулы и составление уравнения колебательной части молекулярной волновой функции. Движение электронов и молекулярная спектроскопия.
презентация [44,7 K], добавлен 19.02.2014Фундаментальные понятия квантовой механики: гипотеза де Бройля, принцип неопределённостей Гейзенберга. Квантовое состояние, сцепленность, волновая функция. Эксперимент над квантовомеханической системой: движение микрочастиц, принципы проведения измерений.
реферат [99,1 K], добавлен 26.09.2011Дуализм в оптических явлениях. Недостатки теории Бора. Дифракция частиц, рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов) кристаллами или молекулами жидкостей и газов. Опыты по дифракции частиц. Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц вещества.
презентация [4,8 M], добавлен 07.03.2016Корпускулярно-волновой дуализм и принцип Гейзенберга. Уравнение Шрёдингера, функции распределения, методы возмущений. Свободные электроны в телах, функция плотности состояний, теорема Блоха. Электроны в твердых телах и энергетических зонах, фононы.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 24.08.2015Открытие явления фотоэффекта не вписывалось в рамки классической физики. Это привело к созданию квантовой механики. Фотоэлектрический эффект и дискретная природа света. Дифракция электронов. Применение явления корпускулярно – волнового дуализма.
реферат [39,6 K], добавлен 24.06.2008Законы природы, строение атома и гравитация. Корпускулярно-волновой дуализм. Магнитное поле и электрический ток, шаровая молния. Процесс образования планет, их движение. Пространство и время. Математика и физический смысл. Модели протона и электрона.
эссе [1,5 M], добавлен 15.11.2012Возникновение учения о квантах. Фотоэффект и его законы: Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина. Формулы Рэлея-Джинса и Планка. Фотон, его энергия и импульс. Давление света и опыты П.Н. Лебедева. Корпускулярно-волновой дуализм. Химическое действие света.
курсовая работа [853,0 K], добавлен 22.02.2014Квантово-механическая система: теории представлений волновой функции (амплитудой вероятности). Обозначения Дирака: вектор состояния в n-мерном гильбертовом пространстве. Преобразование операторов от одного представления к другому, эрмитовы матрицы.
реферат [150,1 K], добавлен 31.03.2011Предел, ограничивающий точность измерений. Математическая формулировка принципа неопределенностей Гайзенберга. Принцип соответствия между квантовомеханическими величинами и понятиями классической механики. Волновая функция и ее статистический смысл.
презентация [97,0 K], добавлен 28.07.2015Сущность гипотезы де–Бройля о двойственной природе микрочастиц. Экспериментальное подтверждение корпускулярно-волнового дуализма материальных частиц. Метод Брэгга. Интерференция рентгеновских лучей в кристаллах методом Лауэ и методом Дебая—Шеррера.
курсовая работа [326,6 K], добавлен 10.05.2012Сценарий развития Вселенной после Большого Взрыва. Современные представления об элементарных частицах как первооснове строения материи Вселенной. Классификация элементарных частиц. Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике. Теория атома Н. Бора.
реферат [49,0 K], добавлен 17.05.2011Исторические факты и законы геометрической оптики. Представления о природе света. Действие вогнутых зеркал. Значение принципа Ферма для геометрической оптики. Развитие волновой теории света. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики.
реферат [231,0 K], добавлен 19.05.2010Описание произвольного электромагнитного поля с помощью вектор-потенциала. Волновые уравнения. Асимптотические выражения. Решение волнового уравнения для напряженностей полей. Электромагнитное мультипольное излучение. Уравнение Максвелла в пространстве.
презентация [92,5 K], добавлен 19.02.2014Принцип действия и разновидности волновых гидроэлектростанций - установок, получающих электричество из кинетической энергии морских волн. Развитие волновой энергетики в России. Схема воздействия волны на поплавковый микромодуль волновой микро ЭС.
реферат [933,0 K], добавлен 24.09.2016Открытие рентгеновского излучения. Положение на шкале электромагнитных волн. Метод получения рентгеновского снимка. Естественное рентгеновское излучение. Преимущества и недостатки рентгенографии и рентгеноскопии. Цифровые технологии в рентгеноскопии.
реферат [476,8 K], добавлен 15.04.2010Существующие источники электроэнергии, типы электростанций. Современные проблемы развития энергетики. Альтернативные источники энергии и их типология. Устройство и принцип работы морской волновой электростанции, расчет ее производительности и мощности.
курсовая работа [862,7 K], добавлен 28.03.2016
