Слайд 3Основные свойства фотона
Является частицей электромагнитного поля.
Движется со скоростью света.
Существует только
в движении.
Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью, равной скорости
света, либо не существует; следовательно, масса покоя фотона равна нулю.
Слайд 5Эффект Пойнтинга — Робертсона
Аберрация света— изменение направления распространения света (излучения)
при переходе из одной системы отсчёта к другой.
Пылинка движется по
круговой орбите вокруг Солнца.
(а) В системе отсчёта, связанной с пылинкой, в результате аберрации света солнечное излучение слегка наклонено против движения частицы. Если пылинка достаточно мала, можно считать, что её температура постоянна по всей поверхности, поэтому тепловое излучение можно считать изотропным.
(b) В системе отсчёта, связанной с Солнцем, тепловое излучение пылинки анизотропно из-за аберрации и эффекта Доплера.
Слайд 6Сохранение импульса и момента импульса
Слайд 7Эффект Пойнтинга — Робертсона
Слайд 9Серии излучения атомов водорода
1. Серия Лаймана.
Открыта Т. Лайманом в
1906 году. Все линии серии находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Линия
Lα = 1216 Å является резонансной линией водорода. Граница серии — 911,8 Å.
2. Серия Бальмера.
Открыта И. Я. Бальмером в 1885 году. Первые четыре линии серии находятся в видимом диапазоне и были известны задолго до Бальмера, который предложил эмпирическую формулу для их длин волн и на её основе предсказал существование других линий этой серии в ультрафиолетовой области. Линия Hα = 6565 Å, граница серии — 3647 Å.
Слайд 10Серии излучения атомов водорода
3. Серия Пашена
Предсказана Ритцем в 1908
году на основе комбинационного принципа. Открыта Ф. Пашеном в том
же году. Все линии серии находятся в инфракрасном диапазоне. иния Pα = 18 756 Å, граница серии — 8206 Å.
4. Серия Брэккета
5. Серия Пфунда
6. Серия Хэмпфри
7. Серия Хансена — Стронга
Слайд 11Модель Бора
Атом и атомные системы могут длительно пребывать только в
особенных стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определённая
энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн.
Излучение света происходит при переходе электрона из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией. Энергия излучённого фотона равна разности энергий стационарных состояний.
Слайд 12Энергетические уровни атома водорода
Слайд 14Фотоэффект
Законы внешнего фотоэффекта:
1. Сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового
излучения.
2. Максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов возрастает с частотой
света и не зависит от его интенсивности.
3. Для каждого вещества при определённом состоянии его поверхности существует граничная частота света, ниже которой фотоэффект не наблюдается. Эта частота и соответствующая длина волны называется красной границей фотоэффекта.
Кроме того, фотоэффект обладает свойством практической безынерционности. Он немедленно возникает при освещении поверхности тела, при условии, что частота света выше или равна красной границе фотоэффекта и эффект существует.
Слайд 15Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Слайд 21Предельные случаи
Приближение Релея-Джинса (малые частоты, большие длины волн)
Формула Вина (большие
частоты, малые длины волн)
Слайд 22Туманность Кольцо
Свечение туманности вызывается ультрафиолетовым излучением упомянутого белого карлика, которое
ионизует газы туманности — остатки сброшенной атмосферы центральной звезды, бывшего
красного гиганта. Зелёный цвет внутренней части туманности обусловлен наличием в спектре её света эмиссионных линий дважды ионизованного кислорода (длина волны 495,7 нм и 500,7 нм). Это «запрещенные линии», которые появляются только в условиях очень малой плотности газа — несколько атомов на см3. Во внешней части кольца красный оттенок вызван отчасти присутствием эмиссионной линии водорода Hα из серии Бальмера (656,3 нм), и отчасти — наличием запрещенных линий ионизованного азота (654,8 нм и 658,3 нм).
Слайд 23Мерцающая туманность
Спектр туманности в диапазоне 4067 — 7421 Å. В
левой части спектра видны линии водорода (Hδ, 4102 Å, Hγ,
4341 Å и Hβ, 4861 Å) и две запрещённые линии кислорода ([OIII], 4959 Å и [OIII], 5007 Å), в правой части — линия гелия (HeI, 5876 Å) и линия водорода (Hα, 6563 Å).
Слайд 25Нейтронные звёзды
Спектр пульсара J1706, полученный прибором NICER. Два пика по
центру графика соответствуют смещению наблюдаемой частоты вращения пульсара из-за его
вращения вокруг белого карлика. Левый пик появляется. когда пульсар движется к нам, правый - когда от нас
Слайд 29§12.1. Квантовая природа света
Квантово-механическая модель атома. Понятие об энергетических уровнях
электронов.
Квантовые и волновые свойства света. Фотоны, фотоэффект. Энергия и импульс
квантов, связь с частотой и длиной волны. Давление света. Эффект Пойнтинга-Робертсона.
§12.2. Основы спектрального анализа
Спектр излучения. Понятие спектральной линии излучения и поглощения, линейчатый и непрерывный спектр. Спектр атома водорода и водородоподобных ионов. Виды задания спектра (как функции частоты или длины волны).