Катодные лучи

означает катодные лучи.
В 1858 г. немецкий физик и изобретатель Генрих

В 1858 - 59 г.г. другой немецкий физик
Юлиус Плюккер (1801 - 1868) провел ряд экспериментов по исследованию проводимости газов при низком давлении.

При прохождении тока газ светится, а когда газ откачан из трубки почти полностью, вблизи катода (т.е. электрода, подключенного к отрицательному полюсу батареи) возникает другое, зеленоватое свечение.

отбрасывают тени на светящиеся стенки трубки (И. В. Гитторф);
2) лучи

«Крест Крукса» - опыт, демонстрирующий
тень от катодных лучей.

ионизированные молекулы газа, остающегося в трубке (У. Крукс).
Э. Гольдштейн показал,

Впоследствии (в 1895 г.) в ходе опытов с «трубкой Крукса» сделал свое открытие В.К.Рентген.

действием катодных лучей на коллекторе, установленном внутри лучевой трубки, накапливается

В 1897 г. Томсон зарегистрировал отклонение катодных лучей под действием внешнего электрического поля.
Это удалось благодаря более совершенным вакуумным насосам. Вскоре этот результат повторил и Э. Гольдштейн.

лучей электрическим полем.
Он установил, катодные лучи - это поток частиц

и других заряженных частиц, иллюстрирующие метод парабол

году, стала крупнейшим исследовательским
центром.
Великие ученые - руководители Кавендишской лаборатории

разряд между цинковыми электродами.
Из-за несовершенства экспериментальной техники Герцу не удалось

1888 - 1889 г. Столетов исследовал влияние излучения ртутной лампы

4) нет никакой задержки между началом освещения пластины и возникновением тока (безинерционность фотоэффекта).

2) похождение тока наблюдается только при облучении «отрицательной» пластины;

3) сила тока пропорциональна световому потоку;

пластины вылетают электроны.
4. Величина Uз не зависит от светового потока

5. Существет «красная граница» фотоэффекта, т.е. минимальная частота излучения, при которой еще возможен фотоэффект.

2. Подтвердили, что ток насыщения пропорционален световому потоку.

3. Определили задерживающее напряжение

светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой

2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

«раскачивает» электроны вещества. Электроны ускоряются. Некоторые из них вылетают из

Противоречия классической модели эксперименту.

1. Величина задерживающего напряжения должна быть пропорциональна световому потоку. (Световой поток пропорционален энергии излучения).

2. В этом случае фотоэффект должен иметь резонансный характер. При совпадении частоты излучения с собственной частотой колебаний электрона в атоме должен наблюдаться максимум фототока.

3. Фотоэффект не должен быть безинерционным. Чем дольше ЭМВ «раскачивает» электрон, тем больше его скорость и энергия. В 1914 г. Майер и Герлах оценили минимальное время, необходимое для «раскачки» электрона. Оно оказалось порядка нескольких минут.

само световое излучение, а не только механизм его испускания -

1. Безинерционность.

2. Сила тока пропорциональна
числу поглощенных квантов света,
т.е. энергии света.

Фотон обладает энергией
Е = hν.

Фотон — частица, движущаяся со скоростью света c. Фотон существенно отличатся от обычных частиц, так как не имеет массы покоя и может существовать только в движении.

Импульс фотона
p = mc
и, следовательно, равен

р = hν/c = h/λ,
где λ — длина волны.

фотонов из одного источника независимо друг от друга.

напряжения) В.К.Рентген в 1895 г. обнаружил новый вид электромагнитного излучения,

Вильгельм
Конрад
Рентген
(1845 - 1923)

частиц с ускорением (например, при торможении ранее ускоренных электронов). Спектр

Для тормозного излучения наблюдается некоторая граничная частота (или наименьшая длина волны), выше которой электромагнитные волны не излучаются. Величина наименьшей длины волны (наибольшей частоты) зависит от величины ускоряющего напряжения (см. рис.)

Кроме тормозного излучения наблюдается характеристическое излучение, специфи-ческое для каждого вещества. Спектр характеристического излучения – дискретный.

излучения легко объяснить, исходя из квантовой природы излучения.
Величина энергии, излучаемой

что совпадает с экспериментально полученной величиной

где длина волны выражена в ангстремах, напряжение – в вольтах.

– 23 г. исследовал взаимодействие характеристического рент-геновского излучения мо-либдена (Kα

Он обнаружил, что если наблюдать спектр излу-чения молибдена под неко-торым углом к оси исход-ного рентеновского пучка, то появляется дополнитель-ная длинноволновая линия.

Интенсивность и длина волны этой длинноволновой линии – спутника (или сателлита) зависит только от угла наблюдения и не зависит от рода облучаемого вещества.

излучения составляет
(м).
Объяснить этот эффект можно, рассмотрев взаимодействие рентгеновских фотонов с

Рассмотрим столкновение рентгеновского фотона с электроном.

импульс электрона,

угол рассеяния,

импульс фотона до столкновения,

импульс фотона после столкновения.

на скорость света c:

косинусов.
Возведём в квадрат:

Первое уравнение получено из закона сохранения энергии, второе

на тела могут действовать различные силы
Давление равно величине силы,

Пусть фотоны падают на поверхность тела. Нужно рассмотреть два случая – фотоны полностью поглощаются и второй – фотоны полностью отражаются поверхностью тела.

1. Фотоны полностью поглощаются.

Найдём импульс, передаваемый поверхности тела поглощаемым фотоном.

энергия одного фотона, n – число фотонов.
Пусть ΔE = nE1

энергия, передаваемая единице площади поверхности тела излучением в единицу времени.

отразившимся от поверхности.
Найдём импульс, передаваемый поверхности тела n отражёнными фотонами.
Здесь

Пусть ΔE = nE1 энергия, передаваемая поверхности тела n отражёнными фотонами

поглощаются, а N2 – отражаются. N1 = N – N2.

Обозначим

Коэффициент ρ есть отношение числа отразившихся фотонов к общему числу фотонов. Поэтому назовём его коэффициентом отражения.

поэтому

и поглощаемых), которые падают на поверхность.
Давление света
энергия, передаваемая единице площади

проявляет ярко выраженные волновые свойства - интерференцию, дифракцию, а с