Foton - elementar zarracha, elektromagnit nurlanishning kvanti.

Foton energiyasi: e = hv, bu erda h = 6,626 10 -34 J s Plank doimiysi.

Foton massasi: m = h·v/c 2 . Bu formula formulalardan olingan

e = hv va e = m c 2. m = h·v/c 2 formulasi bilan aniqlangan massa harakatlanuvchi fotonning massasidir. Fotonning tinch massasi yo'q (m 0 = 0), chunki u tinch holatda bo'lolmaydi.

Shu bilan bir qatorda, kuzatuvchining tezligiga nisbatan mos yozuvlar tizimidagi energiya hosilalari impuls beradi. Qizil yoki ko'k sifatida ko'rilgan fotonlarning chastotasi turli kuzatuvchilar uchun siljishi fotonning impulsga ega ekanligiga mos keladi. Bu yerdagi barcha turli tushunchalarning bir-biri bilan bog‘lanishi va birlashishi go‘zal. Bizda klassik fizikadan relyativistik fizikaga o‘tish sodir bo‘ldi, bu esa fizikaning simmetriyalari nima ekanligi haqidagi tushunchamizni o‘zgartirdi. Boshqa tomondan, bizda bu turli xil konservativ miqdorlar mavjud va Noeter teoremasi ikkala nazariyada ham simmetriyalar va saqlanib qolgan miqdorlar bir-biriga qanday parallel ekanligini ko'rsatadi.

Foton impulsi: Barcha fotonlar c = 3·10 8 m/s tezlikda harakatlanadi. Shubhasiz, fotonning impulsi P = m c, bu shuni anglatadi

P = hv/c = h/l.

4. Tashqi fotoelektr effekti. Fotoelektrik effektning volt-amper xarakteristikasi. Stoletov qonunlari. Eynshteyn tenglamasi

Tashqi fotoelektr effekti - yorug'lik ta'sirida moddaning elektronlar chiqarishi hodisasi.

Ushbu matnning manbasi saraton kasalligining sabablari va davolarini hal qilgan ayol tomonidan yozilgan tarixiy hujjatdir. U buni yuz marta ko'rsatdi va hatto autizmli bemorlarda ham hujjatlashtirdi. U hatto nomzod bo'lgan Nobel mukofoti. O'sha paytda ularning bilimlarini hali shifobaxsh texnik mahsulotga aylantirish mumkin emas edi.

MDdan taxminan 45 yil o'tgach. Hujjatlarni so'rash: "Oson shifolar!". Agar quyosh zarrasi, foton moddaga tegsa, bu kiruvchi energiya moddaga o'tishi mumkin. Ushbu energiya pasayishidagi ma'lumotlar zarbaning bir qismiga aylanadi. Ammo buning aksi ham mumkin: materiya sof nurlanishga aylanishi mumkin. Nur - bu eng go'zal modda va energiyaning eng tezkor shakli.

Oqimning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishga bog'liqligi fotoelementning tok kuchlanish xarakteristikasi deb ataladi.

1) Vaqt birligida katoddan chiqadigan N'e fotoelektronlarning soni katodga tushayotgan yorug'lik intensivligiga proporsionaldir (Stoletov qonuni). Yoki boshqacha qilib aytganda: to'yinganlik oqimi katodga tushgan nurlanish kuchiga mutanosib: Ń f = P/e f.

Tirik tizimga tushgan yorug'lik nuri elektronga tushadi. Elektr energiyasi elektronlar va ularning orbitalari sobit emas - bu o'zgaruvchan. Yorug'lik effektiga qarab, elektron o'z orbitasini o'zgartiradi va yangi sifatga etadi. Yorug'lik ta'sirida elektronlarning bunday sifatli o'zgarishi hayot mavzusidir: energiya yo'qolishi atom atrofida torroq elektron orbitasini anglatadi. Yorug'lik bilan quvvatlanadigan energiya kengaytirilgan elektron yo'lni anglatadi.

Bundan tashqari, qo'shilgan yorug'lik mavjud elektron bilan birlashadi. Ushbu birlashma rezonans yoki ulanish deb ataladi. Yorug'lik ta'minoti orqali mening elektronlarim tebranadi, yangi, ijobiy ma'lumot oladi va shu bilan yangi ichki kuch, kengroq yo'lda sakrash.

2) Elektronning katoddan chiqishdagi maksimal tezligi V max faqat yorug'lik chastotasiga n bog'liq va uning intensivligiga bog'liq emas.

3) Har bir modda uchun yorug'likning cheklovchi chastotasi n 0 bo'lib, undan pastda fotoelektr effekti kuzatilmaydi: v 0 = A chiqish / h. Eynshteyn tenglamasi: e = A out + mv 2 max /2, bu erda e = hv - yutilgan fotonning energiyasi, A out - moddadan elektronning ish funktsiyasi, mv 2 max / 2 - maksimal kinetik energiya. chiqarilgan elektron.

Quyosh nuriga rezonans har doim materiyaning yuqori energiya holatini anglatadi. Bu yuqori energiya holati Ervin Shredinger ma'nosida tartibni oshirishni anglatadi. Yuqori energiya holati = yuqori tartib= Salomatlik Kam energiya holati = Past tartib = Kasallik.

Budvig yuqori energiyali elektronlarning rezonansli jarayonini "kvant quvvati" deb ataydi. Yorug'lik reaktsiyalari tartibning o'sishini anglatadi, bu biz sog'liq deb ataydigan narsaning oshishini anglatadi. Albatta, radiatsiya biologik tizimga mos kelishi kerak!

Eynshteyn tenglamasi, aslida, energiyaning saqlanish qonunini yozish shakllaridan biridir. Agar barcha chiqarilgan fotoelektronlar anodga yetguncha sekinlashsa, fotoelementdagi oqim to'xtaydi. Buning uchun fotoelementga teskari (kechiktiruvchi) kuchlanish u qo'llash kerak, uning qiymati energiyaning saqlanish qonunidan ham topiladi:

Insonning energiya iste'moli aqliy qobiliyat, Kvant biologiyasi jarayoni sifatida elektron orbitalarda rezonans orqali yorug'lik reaktsiyalarini kuchaytirish orqali barcha hayotiy jarayonlarni kuchaytirish, shuningdek, hayotiylik va tartibli o'sish jarayonlari ushbu evolyutsiya jarayoniga kiritilgan.

Tegishli foton nurlanishi odamlarga moddiy va aqliy-ruhiy-energetik shaklda to'liq ta'sir qiladi. Moddiy jismoniy salomatlikdan tashqari, fotonlarning tegishli emissiyasi ham aqliy va hissiy sharoitlarga ta'sir qiladi.

|e|u s = mv 2 max /2.

5. Engil bosim

Yorug'lik bosimi - bu jism yuzasiga yorug'lik tushishi natijasida yuzaga keladigan bosim.

Agar yorug'likni fotonlar oqimi deb hisoblasak, klassik mexanika tamoyillariga ko'ra, zarralar jismga urilganda, ular impulsni o'tkazishi, boshqacha aytganda, bosim o'tkazishi kerak. Bu bosim ba'zan radiatsiya bosimi deb ataladi. Yorug'lik bosimini hisoblash uchun siz quyidagi formuladan foydalanishingiz mumkin:

Inson quyosh nuri uchun antennadir. Uning sog'lig'i foton kosmik nurlanishining sifatiga va mahsulot bilan bog'liq bo'lgan foton nurlanishiga bog'liq. Har bir biologik tizim ushbu kiruvchi fotonlarni saqlashga, ya'ni yorug'lik omborlarini shakllantirishga qodir - sog'liqning asosi. Qanchalik bu xotira bo'shab qolsa, muhitda kasallik paydo bo'ladi.

Oxirgi kasallik saraton, bu erda hujayra butunlay bo'shatiladi. Shunday qilib, tana harakat erkinligiga ega va hozirgi vaqtda etishmayotgan energiyani o'z zahiralaridan ajratib oladigan tananing vaqtinchalik energiya tanqisligini qoplashi mumkin. Zaharlar, kislotalar va organizmda saqlanadigan va ularga tegishli bo'lmagan barcha zarrachalarni endi bu foton omboridan optimal foydalanishi mumkin bo'lgan "bekir atomlari" sifatida oldini olish mumkin. Toksinlar elektron energiya oqimining elektron o'tkazuvchanligini buzish orqali energiya holatini zaiflashtiradi.

p = W/c(1+ p), bu erda W - 1 soniyada sirtning 1 m 2 maydoniga normal tushadigan nurlanish energiyasining miqdori; c - yorug'lik tezligi, p- aks ettirish koeffitsienti.

Agar yorug'lik normalga burchak ostida tushsa, bosimni quyidagi formula bilan ifodalash mumkin:

6. Kompton - effekt va uning izohi

Kompton effekti (Kompton effekti) - elektromagnit nurlanishning elektronlar tomonidan tarqalishi tufayli to'lqin uzunligini o'zgartirish hodisasi.

Eng kuchli energiyani yo'q qiluvchi sifatida rentgen yoki gamma nurlanishi olinadi. Bu erda har qanday radiatsiya terapiyasining asosiy xavfli nuqtasi: foton do'konlari halokat nuqtasiga qadar hujumga uchraydi. Saraton kasalligida o'simta o'sishni inhibe qilishi mumkin, ammo uning narxi shunchalik yuqoriki, siz uni to'lashingiz shart emas: butun inson uning ichki energiyasidan olinadi.

Budvig bu mukofotni o'z nomi bilan ataydi. Bez pardasi sekretsiyasining kamayishi, siydik va siydik sekretsiyasini blokirovka qilish, shilliq qavatlarning suvsizlanishi bilan bog'liq bo'lgan to'qimalarda suvni ushlab turish, yurak faoliyatini va qon aylanishini osonlashtirish, kislorod iste'molini kamaytirish, lablar va boshqa to'qimalarning ko'k rangga ega bo'lishi, buzilgan. barcha hayotiy funktsiyalarni nafas olish. Soxta, dushman nurlanish, masalan, gamma nurlanishi, tiriklar yo'q qilinadi, chunki yorug'lik quvurlari tanada vayron bo'ladi.

Tinch holatdagi elektron tomonidan sochilishi uchun tarqalgan fotonning chastotasi:

tarqalish burchagi qayerda (tarqalishdan oldin va keyin foton tarqalish yo'nalishlari orasidagi burchak).

Kompton to'lqin uzunligi relyativistik kvant jarayonlariga xos bo'lgan uzunlik o'lchovi parametridir.

Tanadagi begona nurlanish va begona moddalar tomonidan so'rilgan energiya rezonansda tobora ko'proq "loyqalanish" ga va shuning uchun kasallikka - oxirgi bosqichga olib keladi: saraton. Radiatsiya terapiyasi saraton kasalligining kuchayishi haqidagi tezis bu erda jismoniy haqiqatga ega. Bu raqamni sharhlash shart emas, lekin siz ushbu kontekstda "terapiya" atamasini almashtirmasdan chiqarib tashlashingiz kerak.

o'simta vayron saraton bemorlarning sog'liqni saqlash foydalari bu dastur bilan bog'liq emas quyosh va "kvant samaradorligi" o'rtasidagi o'yinda hayotning markaziy jarayonlari haqida halokatli ta'sir ko'rsatadi. Ammo keling, eng ijobiy yangiliklarga murojaat qilaylik: kogerent yorug'lik, ya'ni "tegishli" nurlanish - va u shifo beradi! U sababiy bog'liqlikni, ya'ni kasallikning holati bo'lgan fotonlarning yo'qligini davolaydi.

l C \u003d h / m 0 e c \u003d 2,4 ∙ 10 -12 m - elektronning Kompton to'lqin uzunligi.

Kompton effektini klassik elektrodinamika doirasida tushuntirish mumkin emas. Klassik fizika nuqtai nazaridan elektromagnit to'lqin uzluksiz ob'ekt bo'lib, erkin elektronlar tomonidan sochilishi natijasida to'lqin uzunligini o'zgartirmasligi kerak. Kompton effekti elektromagnit to'lqinning kvantlanishining bevosita dalilidir, boshqacha qilib aytganda, foton mavjudligini tasdiqlaydi. Kompton effekti mikrozarrachalarning to'lqin-zarracha ikkiligining haqiqiyligining yana bir dalilidir.

Bilan biologik tizimdagi rezonanslar magnit maydonlar elektronlar energiya muhitini va, natijada, metabolik jarayonlarni nazorat qiladi. Ushbu rezonanslarsiz zaharli zarralar yog 'hujayralari bilan o'ralgan holda to'planib, axlatxonaga aylanadi, gazga aylanadi va yo'q qilinadi. umumiy tizim tobora barqaror.

Tirik tizimlardagi fotonlarning energiyasi hal qiluvchi ahamiyatga ega. Antikorlarning shakllanishida, immunitetni himoya qilishda, mushaklarning qisqarishida, asab funktsiyalarida, miya funktsiyalarida, hayotiy funktsiyalarning barcha jarayonlarida, tirik materiya spektrida eng zo'r. Kim buni tushunsa, endi tegishli rezonans nurlanish qanday kasalliklarda yordam berishi mumkinligini so'ramaydi.

Fotoelektr effekti buni ko'rsatadi elektromagnit nurlanish zarracha - foton kabi o'zini tuta oladi. Fotonning yutilishi, emissiyasi yoki har qanday zarrachalar bilan o'zaro ta'sirida jismlarning o'zaro ta'sirida bo'lgani kabi energiya va impulsning saqlanish qonunlaridan foydalanish mumkin. Biroq, har qanday muhitdagi foton yorug'lik tezligida harakat qiladi ( Bilan= 3*10 8 m/s) va shuning uchun saqlanish qonunlari relyativistik shaklda yozilishi kerak.

Kasalliklarni davolash uchun asosiyni tiklash kerak tabiiy sharoitlar odam. Yurakning kontakt oqimlari, kislorod bilan ta'minlanishi va ishlatilishi, qon aylanish dinamikasi, ovqat hazm qilish, teri va shilliq qavatlarning o'tkazuvchanlik funktsiyalari, bezlar kaskad dinamikasi, kaskadning boshlanishi sifatida epifizdan boshlab, jigar va o't a'zolari, jinsiy a'zolar. Optimallashtirish bilan hayotning quvonchi, hayotiy kuch uyg'onadi, ijobiy boshqaruv davrlarini mustahkamlaydigan aloqa!

Budvig aniq ta'kidlaydi: Kosmosdan chiqadigan quyosh nurlari diqqatni talab qiladigan tabiat qonunlariga bo'ysunadi. Quyosh nurlari inson hayotining spektri uchun "mos nurlar" sifatida energiyani qurbon qiladi va tabiatning temir qonunlariga muvofiq boshqaradi. Bu nurlanish energiyasining rezonans orqali so'rilishi odamlar uchun juda muhimdir.

Keling, zarracha-fotonning ba'zi xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Zarracha tezligi yorug'lik tezligiga teng bo'lsa, ifodaning maxraji:

chunki relyativistik energiya yo'qoladi va energiya cheksiz katta bo'ladi, bu jismoniy jihatdan mantiqiy emas.

Energiya chekli bo'lishi uchun matematik jihatdan bu holda kasrning numeratori ham nolga teng bo'lishi kerak degan xulosaga keladi. Bundan kelib chiqadiki yorug'lik tezligida harakatlanadigan zarralar kerak massaga ega emas . Boshqa tomondan, foton massasiz zarracha sifatida faqat yorug'lik tezligida harakatlanishi mumkin. Aks holda, foton o'lishi kerak. Demak, dam olayotgan foton haqida gapirishning ma'nosi yo'q!

Bunga quyidagilar kiradi: barcha hayotiy jarayonlarni rag'batlantirish, energiya va asab kuchini saqlash, fermentatsiya jarayonlari va sekretsiyalarni faollashtirish. Qonning o'sishi va shakllanishiga yordam berish, jigarda, safroda, limfa tomirlarida va o'smalarda tiqilib qolishni bartaraf etish.

Uyg'unlik nima qilishi mumkin, biz bolalar belanchak kabi oddiy misol yordamida allaqachon tushunamiz. Hatto tasodifiy ketma-ketlikda qo'llaniladigan eng kuchli zarbalar ham osilgan arqonlarni va o'rindiqni sarkaçning tartibli harakatiga yo'naltirish uchun hech qachon etarli emas.

Qayta ko'rib chiqish orqali termal nurlanish va fotoelektrik effekt, yorug'lik porsiyalarda chiqariladi va so'riladi deb taxmin qilingan. Biroq, bu yorug'likning zarrachalar - fotonlar shaklida mavjudligini isbotlamaydi. Yorug'likning kvant (ya'ni to'lqin emas) nazariyasi foydasiga fotonlarning impulsi namoyon bo'ladigan effektlar muhim dalillardir. Jismning impuls momentining mavjudligi uning har bir vaqt momentida harakat yo'nalishini aniqlashga teng.

Qanday qiziqarli bolalar nisbatan past darajada, hatto qisqa kema tosh mumkin, lekin buning o'rniga, umumiy rejimda, relapslar ba'zan deyarli ag'darib nuqtasiga harakat. O'zaro ta'sir qanchalik xaotik bo'lsa, uzoq muddatli ta'sirga erishish uchun kamroq energiya talab qilinadi.

Tebranish tobora barqaror bo'lib boradi va shuning uchun kogerentlik qanchalik uzoq bo'lsa - bu erda ulanishning "tasodifiy emasligi" o'lchovi sifatida - umr ko'rish muddati shunchalik uzoq bo'ladi. Muvofiqlik rezonans bilan bog'liq: uzatuvchi va qabul qiluvchining tebranish chastotasiga mos kelishi kerak. Ushbu sozlama qanchalik yaxshi bo'lsa, amplitudalar qanchalik baland bo'lishi mumkin.

Fotonning massasi yo'qligi sababli, bu zarrachaning impulsini odatiy tarzda ko'rib chiqish ham mumkin emas (klassik mexanikada jismning impulsi. ) . Fotonning momentumini energiya bilan ifodalash mumkin:

(2.5)

Formulalar (2.4, 2.5) to'lqin xarakteristikalarini (chastota yoki to'lqin uzunligi) oddiy jismlarning xususiyatlari (massa, energiya, impuls) bilan bog'laydi. Bundan tashqari, agar biz to'rtta parametrdan birini (fotonning energiyasi yoki impulsi, yorug'likning chastotasi yoki to'lqin uzunligi) bilsak, qolganlarini tegishli formulalar yordamida avtomatik ravishda hisoblashimiz mumkin. Ya'ni, siz ushbu parametrlarning har qandayidan foydalanib yorug'lik xususiyatlarini tasvirlashingiz mumkin va bu foton bir vaqtning o'zida ham to'lqin, ham zarracha xususiyatlariga ega ekanligini aniq ko'rsatadi. U deyiladi to'lqin-zarralar ikkiligi. Parametrni tanlash muayyan vazifaga bog'liq.

Impulslar generatori va qabul qiluvchi o'rtasida o'zaro ta'sirning ma'lum bir xususiyati tan olinishi mumkin, biz uni umumiy foydalanishda "aloqa" deb ta'riflaymiz, fanda "aloqa bazasi" bilan. Kvant biologiyasi biofizikaning bo'limiga kiradi. U tirik tizimlardagi energiya jarayonlariga kvantlarning ta'sirini o'rganadi.

U Germaniyadagi eng yaxshi biokimyogarlardan biri, shuningdek, Evropadagi eng yaxshi saraton tadqiqotchilaridan biri edi. U farmatsevt ham edi. U etti marta Nobel mukofotiga nomzod bo'lgan. Muvaffaqiyat siri yuqori sifatli zig'ir urug'i yog'i bilan tvorog, xom oziq-ovqat, yangi mevalar, yong'oqlar va bug'da pishirilgan sabzavotlar aralashmasidadir.

Demak, impuls tushunchasi yordamida tasvirlangan hodisalardan biri bu engil bosim. Esingizda bo'lsin, bosim - bu miqdor P, impulsga teng ∆p, vaqt birligida sirt birligiga o'tkaziladi . Yorug'lik bosimi fotonlarning o'z impulsini sirtga o'tkazishi bilan bog'liq bo'lib, u (2.5) formula bilan aniqlanadi.

Sovuq presslangan zig'ir yog'i yog'li oqsilli dietada muhim o'rin egallaydi: u tarkibida oltingugurt o'z ichiga olgan oqsilni saqlash mumkin bo'lgan ko'p to'yinmagan yog'li kislotalarning katta qismini o'z ichiga oladi. Bu aloqa orqali yog 'suvda eriydi, u eng kichik qon tomirlariga etkazilishi va u erda energiya sifatida ishlatilishi mumkin.

Bundan tashqari, zig'ir yog'i o'z ichiga oladi yuqori darajalar yallig'lanishga qarshi ta'sirga ega bo'lgan linoleik va linolenik kislotalar. Ayniqsa, saraton kasalligida qondagi yallig'lanish ko'rsatkichlari odatda oshadi - bu erda yog'li oqsilli diet boshlanadi.

Birlik maydoniga tushgan yorug'lik oqimi o'z ichiga oladi N fotonlar. Oddiylik uchun monoxromatik yorug'lik to'lqinini ko'rib chiqing. Agar berilgan sirt uchun aks ettirish koeffitsienti bo'lsa ρ, keyin sirtdan aks etadi r N fotonlar, lekin so'riladi (1–r) N. Har bir so'rilgan foton sirtga impuls beradi , va har bir aks ettirilgan ikki tomonlama impuls , chunki foton aks ettirilganda impuls teskari tomonga o'zgaradi (dan R oldin -R), ya'ni impuls moduli ga o'zgaradi ∆r=2r foton.

Bu parhez dunyodagi saratonga qarshi eng muvaffaqiyatli parhez hisoblanadi. Ular quruq yo'taldan azob chekishdi, balg'amni yo'tala olmadilar. Yog'lar o'zlarining elektronlarga boyligi bilan birdaniga hayotiy belgilarni jonlantirsa va bemor darhol o'zini yaxshi his qila boshlasa, ular uchun juda dalda bo'ladi.

Taxminan uch oy davomida qo'shilgan bu tabiiy moddalar shishlarning yangilanishiga sabab bo'ladi. Keyin qondan yo'qolgan fosfatidlar va lipoproteinlar yana optimal tarzda aniqlanadi. Ularning ko'rinishi bilan zaiflik va kamqonlik yo'qoladi va Hayotiy energiya qayta tiklanmoqda. Saraton, jigar disfunktsiyasi va diabet kabi alomatlar butunlay yo'q qilinadi.

To'liq impuls, sirtga uzatiladi, ga teng

(2.7)

Shunday qilib, yorug'lik yuzasiga ta'sir qiladigan bosim fotonlarning energiyasiga, ularning yorug'lik oqimidagi zichligiga proportsionaldir ( Yoʻq oqim zichligi yoki sirtga tushgan fotonlar sonining ushbu sirt maydoniga nisbati), shuningdek, tana sirtining aks ettirish qobiliyatiga bog'liq.

Bu xulosalar 1901 yilda P. N. Lebedev tomonidan eksperimental tarzda tasdiqlangan. U suspenziyani ishlab chiqdi (2.4-rasm), uning ustiga juda nozik metall "qanotlar" eng engil shisha ipga - qalinligi 0,01 - 0,1 mm bo'lgan quyuq va engil disklarga o'rnatildi. Bunday qalinlikda qanotlar bir xil haroratga ega edi, bu esa harorat gradienti uchun tuzatishlar kiritmaslikka imkon berdi (turli chuqurliklarda joylashgan qatlamlarning haroratidagi farq).

Guruch. 2.4. Lebedev tajribasi sxemasi

Süspansiyon evakuatsiya qilingan sharga joylashtirildi, harakatlanuvchi oynalar tizimi yorug'likni qanotlarning ikkala yuzasiga yo'naltirishga imkon berdi. Yoritilgan qanotli filamentning burilish burchagidan yorug'lik bosimi aniqlandi. Olingan natijalar nazariy jihatdan bashorat qilingan natijalarga to'g'ri keldi, xususan, qanotlarning qoraygan yuzasiga yorug'lik bosimi oyna yuzasiga qaraganda ikki baravar kam ekanligi ma'lum bo'ldi.

Yorug'lik bosimi, albatta, past. Masalan, tabiiy quyosh nurining Yer yuzasidagi bosimini ko'rib chiqing. Tananing aks ettirish qobiliyati juda kichik bo'lsa ham, sirt tomonidan boshdan kechiriladigan bosim taxminan 350 10 -10 mm Hg bo'ladi. Art. Taqqoslash uchun - Atmosfera bosimi Yer yuzasida 750 mm Hg ni tashkil qiladi. Art., ya'ni 10 ta kattalikdagi buyurtmalar.

Kompton effekti

Dunyoning mavjudligi korpuskulyar xususiyatlar fotonlarning Kompton tarqalishi bilan ham tasdiqlangan. Effekt 1923 yilda ushbu hodisani kashf etgan odam sharafiga nomlangan Amerikalik fizik Artur Xolli Kompton. U sochilishni o'rgangan rentgen nurlari turli moddalar bo'yicha.

Kompton effekti- fotonlarning tarqalishi paytida ularning chastotasining (yoki to'lqin uzunligining) o'zgarishi. Buni rentgen fotonlari erkin elektronlar yoki yadrolar tomonidan sochilganida, gamma nurlanish tarqalganda kuzatilishi mumkin.

Guruch. 2.5. Kompton effektini o'rganish uchun sozlash sxemasi.

Tr- rentgen trubkasi

Komptonning tajribasi quyidagicha edi: u chiziq deb ataladigan narsadan foydalangan K a to'lqin uzunligi bilan molibdenning xarakterli rentgen spektrida λ 0 = 0,071 nm. Bunday nurlanishni molibden anodini elektronlar bilan bombardimon qilish (2.5-rasm), diafragma va filtrlar tizimi yordamida boshqa to'lqin uzunlikdagi nurlanishni kesish orqali olish mumkin. S). Monoxromatik rentgen nurlanishining grafit nishoni orqali o'tishi ( M) fotonlarning ma'lum burchaklarda tarqalishiga olib keladi φ , ya'ni fotonlarning tarqalish yo'nalishini o'zgartirish. Detektor bilan o'lchash orqali ( D) turli burchaklarda tarqalgan fotonlarning energiyasi, ularning to'lqin uzunligini aniqlash mumkin.

Ma'lum bo'lishicha, tarqalgan nurlanish spektrida tushayotgan nurlanish bilan mos keladigan nurlanish bilan bir qatorda kamroq foton energiyasiga ega bo'lgan nurlanish ham mavjud. Bunda hodisaning to‘lqin uzunliklari va tarqoq nurlanish o‘rtasidagi farq ∆ λ = λ – λ 0 qanchalik katta bo'lsa, foton harakatining yangi yo'nalishini aniqlaydigan burchak qanchalik katta bo'lsa. Ya'ni, to'lqin uzunligi uzunroq bo'lgan fotonlar katta burchak ostida tarqaldi.

Bu ta'sirni klassik nazariya bilan isbotlab bo'lmaydi: yorug'likning to'lqin uzunligi tarqalish paytida o'zgarmasligi kerak, chunki yorug'lik to'lqinining davriy maydoni ta'sirida elektron maydon chastotasi bilan tebranadi va shuning uchun har qanday burchakda bir xil chastotali ikkilamchi to'lqinlarni chiqarishi kerak.

Kompton effektini tushuntirdi kvant nazariyasi yorug'lik, bunda yorug'likning tarqalish jarayoni sifatida qaraladi fotonlarning materiya elektronlari bilan elastik to'qnashuvi. Bu to'qnashuvda foton o'z energiyasi va impulslarini elektron qismiga aynan ikki jismning elastik to'qnashuvidagi kabi ularning saqlanish qonunlariga muvofiq o'tkazadi.

Guruch. 2.6. Fotonning kompton sochilishi

Chunki o'zaro ta'sirdan keyin relyativistik zarracha elektronga ega bo'lgan foton, ikkinchisi juda yuqori tezlikka ega bo'lishi mumkin, energiyaning saqlanish qonuni relativistik shaklda yozilishi kerak:

(2.8)

Qayerda hv 0 va hn mos ravishda hodisa va tarqoq fotonlarning energiyalari, mc 2 – relativistik energiya elektronning qolgan qismi to'qnashuvdan oldingi elektronning energiyasidir, e e foton bilan to'qnashuvdan keyingi elektronning energiyasi. Impulsning saqlanish qonuni quyidagi shaklga ega:

(2.9)

qayerda p0 va p to'qnashuvdan oldingi va keyingi foton momentlari, pe- foton bilan to'qnashuvdan keyingi elektronning impulsi (to'qnashuvdan oldin elektronning impulsi nolga teng).

Biz (2.30) ifodani kvadratga aylantiramiz va ko'paytiramiz 2 dan beri.