Слайд 1Взаимодействие излучения с веществом.
Рассеяние света
Молекулярное рассеяние. Закон Рэлея
Слайд 2Рассеяние Тиндаля
рассеяние Тиндаля — оптический — оптический эффект — оптический
эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную
среду. Характерен для растворов коллоидных систем, в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления.
Слайд 3Поглощение света
Закон поглощения
Слайд 5Квантово-оптические явления
Тепловое излучение
Внешний фотоэффект
Давление света
Фотолюминесценция
Слайд 7- испускательная способность или спектральная светимость. Равна мощности, излучаемой с
единицы поверхности тела и приходящейся на единицу интервала длин волн
вблизи данной λ
- поглощательная способность тела, где
dФ'λ – поглощаемый поток;
dФλ – падающий на тело поток энергии.
Характеристики теплового излучения
- энергетическая светимость или интегральная испускательная способность, где Ф – поток энергии или мощность излучения
Слайд 8Характеристики теплового излучения
Модель абсолютно черного тела
Слайд 9Законы теплового излучения
Для абсолютно черного тела
Слайд 10Следствия из закона Кирхгофа
Видео
Слайд 12
Законы теплового излучения
Модель 5.5. Излучение абсолютно черного тела
Максимум энергии излучения Солнца
приходится примерно на 470 нм (зеленая область спектра), что соответствует температуре
наружных слоев Солнца около 6200 К.
Слайд 13Законы теплового излучения
Формула Рэлея – Джинса:
Слайд 15Внешний фотоэффект
Экспериментальное изучение фотоэффекта
Слайд 16Законы внешнего фотоэффекта
Вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента.
Кривая 2 соответствует большей
интенсивности светового потока.
Слайд 17 Квантовая теория фотоэффекта
hν = Авых+ mυ2max/2
Эйнштейн объяснил экспериментальные законы фотоэффекта на основе
квантовых представлений о природе света.
Ф ~ hν ·nф
nэ ~ nф
I ~
nэ
Iн ~ Ф
Первый закон фотоэффекта
Второй закон фотоэффекта
mυ2/2 = hν – Авых
Авых = const
mυ2/2 ~ hν
Третий закон фотоэффекта
hν0 = Авых
mυ2/2 = 0
ν0 = Авых/ h
– красная граница фотоэффекта
Слайд 18 Применение фотоэффекта
фотоэлектронные приборы
фотоэлементы
фотоумножители
Преобразование светового сигнала в электрический
Измерение очень малых световых
потоков
В метро, в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности,
в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами, на заводских прессах и т. д.
В астрономии,
спектроскопии и т.д.
Слайд 19 Внутренний и вентильный фотоэффект
Применение
Слайд 20 Внутренний и вентильный фотоэффект
Слайд 21Давление света
Давление света направляет
хвост кометы от Солнца
Солнечный парус
Слайд 22R – коэффициент отражения света;
Eэ – энергетическая освещенность поверхности
Давление света
Давление солнечного света на земную поверхность
Р = 10-6
– 10-5 Н/см2
Слайд 23Схема опыта
Системы крылышек в опыте Лебедева
Давление света -
опыт П.Н. Лебедева
(1899-1900 г.)
Слайд 27Линейчатый спектр атома водорода
частот спектральных линий:
Для серии Бальмера m = 2,
n = 3, 4, 5, ... .
Для ультрафиолетовой серии (серия Лаймана) m = 1, n = 2, 3, 4, ... .
R = 3,29·1015 Гц –
постоянная Ридберга.
Слайд 32Физика лазерного излучения
Лазеры или оптические квантовые генераторы – это
современные когерентные источники излучения, обладающие целым рядом уникальных свойств.
-
порция (квант) атомной энергии
Слайд 33Квантовые процессы
при взаимодействии излучения с веществом
спонтанное излучение
Wизл ~ Nn
I
поглощение излучения
Wпог ~ Nn I.
вынужденное излучение
Wизл ~ Nm2 I.
Слайд 39Устройство твёрдотельного рубинового лазера
Слайд 41Люминесценция
Виды люминесценции
по типу первичного энергетического воздействия
электролюминесценция – излучение
света под действием электрического поля;
фотолюминесценция – поглощение
фотонов света с одной частотой, а излучение с другой;
катодолюминесценция – процесс преобразования электрического луча в энергию видимого света;
рентгенолюминесценция – излучения света под действием рентгеновских лучей;
триболюминесценция – излучения света под действием механических воздействий
Слайд 42Фотолюминесценция алмаза
Фотолюминесценция
Длительность свечения τ − время, в течение которого тело
высвечивает энергию возбуждения.
Слайд 43Спектр фотолюминесценции
Диаграмма переходов
Стокс(Stokes) Джордж Габриель (1819 -1903)
Слайд 45Лампа Вуда САПФИР для проведения люминесцентного анализа при диагностике грибковых
поражений зерна
Люминометр для всех видов люминесцентного анализа
Люминесцентный светильник
Применение люминесценции
Слайд 46Волновые свойства частиц
Корпускулярно-волновой дуализм универсален.
Луи де Бройль
1892 – 1987
гг.
1924 г.
Опыт Джермера и Дэвиссона (1927 г.).
Рассеяние электронов кристаллом.
результаты
дифракционных опытов с электронами на поликристаллической фольге
Распределение дифрагировавших электронов по фотопластинке : 1) при небольшой длительности эксперимента;
2) в случае длительного эксперимента,
Слайд 47Соотношение неопределенностей
Вернер Гейзенберг
(1901–1976)
Рудольф Шрёдингер
1887-1961
Слайд 48Элементы ядерной физики.
Строение ядра
Слайд 49Дефект масс.
Энергия связи атомных ядер
Реакция деления тяжелых ядер
Реакция синтеза легких
ядер
Ядерные реакции.
Реакции на нейтронах.
Слайд 50Цепная ядерная реакция
Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество делящегося вещества,
необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления.
Х + n →
Y1 + Y2 + (2-3)n
Слайд 51
Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество делящегося вещества, необходимое для
начала самоподдерживающейся цепной реакции деления —минимальное количество делящегося вещества, необходимое для
начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.
Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сеченияВеличина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захватаВеличина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.
Слайд 53U235 - это единственное расщепляющееся вещество, встречающееся в природе в
значительном количестве.
U238 - не поддается расщеплению. Однако уран-238 можно
разделить с помощью нейтронов с высокой энергией, высвобождая большие объемы энергии, и поэтому его нередко используют для увеличения взрывной силы термоядерных или водородных бомб.
Краткая информация об изотопах урана
Слайд 54
Обогащение урана - повышения процента U-235 в установленном количестве урана.
Для
ядерных реакторах доля U-235 в топливе составляет от 3 до
5%. Вещество с таким уровнем содержания U-235 называется "низкообогащенным ураном" или НОУ.
Для создания атомной бомбы содержание U-235 в уране должно быть ≥ 20%. На практике уран, в котором содержится не менее 90% U-235, уже использовался для создания ядерного оружия. Вещество с таким уровнем обогащения называется высокообогащенным ураном или ВОУ. Высокообогащенный уран также применяется в исследовательских и морских ядерных реакторах - на авианосцах и подводных лодках.
Иран 9 февраля официально уведомил МАГАТЭ о намерении начать работы по обогащению урана на своей территории на заводе в Натанзе. Президент Ирана Махмуд Ахмадинежад 11 февраля заявил, что Тегеран произвел первую партию обогащенного до 20% урана.
Слайд 55
Принципиальная схема атомной бомбы:
1 – отражатель нейтронов; 2 – устройство
для запала с задержкой; 3 – заряд взрывателя
Слайд 56
Принципиальная схема ядерного реактора: --//
1 – отражатель; 2 – регулирующие стержни;
3 – турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор; 6
– парогенератор
Слайд 57
Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем)
1-го контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая
вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.
1
2
3
4
Слайд 59
Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ТПЭС), на которых тепловая энергия
используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего
во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора . В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), мазут, природный газ, лигнит, торф, сланцы.
Слайд 65
Принципиальная схема термоядерной (водородной) бомбы: 1 – атомная бомба; 2
– заряды
Слайд 66
Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем)
1-го контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая
вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.