12. Квантовые свойства электромагнитного излучения 118

12.1.1 Тепловое излучение и его характеристики

12.1.2.Энергетическая светимость. Испускательная и поглощательная способности. Абсолютно черное тело 119

12.1.3.Закон Кирхгофа 120

12.1.4.Излучение абсолютно черного тела 120

12.1.5. Гипотеза Планка. Формула Планка 122

12.1.6.Фотоны, энергия, масса и импульс фотона 122

12.2.1.Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. 123

12.3.1.Эффект Комптона 125

Проверь себя

13.Строение атома 127

13.1 Модели атома

13.2 Спектры излучения и поглощения

13.3 Закон Бугера. Поглощение света

Проверь себя

14.Атомные ядра 132

14.1 Состав ядра

14.2 Масса и энергия связи ядра

14.3 Природа ядерных сил

14.4 Радиоактивность

14.5 Закон радиоактивного распада

14.6 Радиоактивные часы

Проверь себя

Список литературы: 139

Введение

Задача физики состоит в том, чтобы создать в нашем сознании такую картину физического мира, которая наиболее полно отражает свойства мира. При изучении физики как науки весьма важно иметь в виду модельный характер ее построений. Встречаясь в повседневной жизни и практической деятельности с различными физическими объектами, явлениями, ситуациями и связями между ними, человек создает модель, которая состоит из образов этих объектов, явлений, ситуаций и связей между ними, а также правил оперирования с ними. Но в реальном физическом мире связи между явлениями и предметами столь многообразны, что охватить их все невозможно не только в практическом, но и теоретическом смысле. Поэтому при создании моделей принимаются во внимания только существенные для данного круга явлений свойства и связи. Необходимо заботиться, чтобы каждый элемент изучаемой модели имел четко определенное содержание и ясно сформулированное соотношение с элементом реального физического мира.

Физика в современной системе наук изучает наиболее общие и простые формы движения материи (механические, тепловые, электромагнитные и т.д.) и их взаимные превращения. Благодаря этому физические законы, такие, как закон сохранения энергии, законы электродинамики, законы квантовой механики, служат основой химических, биологических законов. К тому же нельзя установить четких границ между физикой и другими науками о природе. Например, применение теоретических и экспериментальных методов физики дало возможность установить строение и свойства основных частиц, участвующих в химическом процессе: атомов, молекул, свободных радикалов, Эти методы позволили во многих случаях разобраться в деталях химических реакций, выяснить механизм и кинетику химических превращений, и природу химических связей.

Векторы и скаляры

Многие физические величины характеризуются одним числом. К ним, например, относят температуру, выражаемая числом градусов в определенной шкале, масса – числом граммов и т.д. Такие величины называются скалярами. Для характеристики многих других физических величин необходимо задать несколько чисел. Например, скорость определяется не только численным значением, но и направлением.

Вектор представляет собой направленный отрезок прямой, длина которого равна представляемой вектором физической величине, а стрелка показывает ее направление. Иногда векторы обозначаются просто жирной буквой, например, А, а их абсолютное значение – либо той же жирной буквой, заключенной между вертикальными черточками: А либо той же буквой, но светлым шрифтом. Поскольку векторы характеризуются как направлением, так и величиной, то работать с векторными величинами нужно по особым правилам:

1) Сложение векторов. Сложение векторов и осуществляется либо по правилу треугольника (см. рисунок 1) либо по правилу параллелограмма (см. рисунок 2). Пусть нам даны два вектора и (см. рисунок 1). Перенесём вектор параллельно самому себе так, чтобы его начало оказалось совмещённым с концом вектора . Тогда вектор , проведённый из начала вектора в конец вектора , будет представлять собой результирующий вектор .

Рисунок 1

Рисунок 2

Можно, однако, осуществить построение иным способом, представленным на рисунке 2. Перенесем вектор или так, чтобы начала обоих векторов казались совмещенными. Затем построим на векторах и параллелограмм. Диагональ параллелограмма совпадает с вектором , полученным по способу, показанному на рисунке 1, т.е. оба рассмотренных способа дают одинаковый результат.

2) Очень часто проведение конкретных численных расчетов гораздо проще, если работать с векторами в координатной форме, где они носят чисто арифметический характер. Поэтому важно уметь записывать все векторные выражения и операции в координатной форме. В первую очередь это необходимо уметь делать в декартовых координатах. В этом случае любой вектор может быть, спроецирован на оси координат и проекции этого вектора находятся следующим образом: .

Рисунок 3

На рисунке 3 представлены проекции вектора в пространственной декартовой системе координат (а) и произвольного вектора А в той же системе на плоскости (б)

Из рисунка 3 видно, что модуль вектора может быть выражен следующим образом:

.

3) Удобной записью векторных величин является их запись с помощью единичных векторов – это векторы, у которых абсолютное значение равно единице, а направления соответствуют направлению самого вектора. Поэтому

любой вектор можно представить виде

, (1)

Где модуль вектора, а – единичный вектор или орт вектора , направленный так же, как и вектор . Умножив обе части равенства (1) на скаляр, равный , придем ксоотношению

.

Из этого соотношения следует, что орт является безразмерной величиной.