При работе над презентацией можете воспользоваться приведенным ниже коротким теоретическим материалом и указанными электронными адресами.
1. Краткое изложение теоретического материала.
1.1. Эффект Комптона. В 1923 году американский физик Артур Комптон (1892-1962) экспериментальным путем обнаружил явление, указывающее на существование импульса у фотона и подтверждающее корпускулярную природу света. Изучая рассеяние рентгеновского излучения легкими атомами различных веществ (водорода, углерода, бора, алюминия и т.д.), он обнаружил, что длина волны этих лучей изменяется в результате рассеяния. Так, в составе рассеянного излучения, кроме падающего луча длиной волны λ, существует луч длиной волны λ' > λ (a).
Объяснить это явление, названное впоследствии эффектом Комптона, на основе электромагнитной теории света невозможно. Так как согласно этой теории, находящийся в покое свободный электрон под действием падающей электромагнитной волны приходит в колебательное движение с частотой падающей волны. Совершающий вынужденное колебательное движение электрон, в свою очередь, должен излучать вторичные электромагнитные волны той же частоты.
Но если предположить, что свет состоит из потока фотонов, каждый из которых обладает энергией E = hv и импульсом ρ = E
c,
то процесс рассеяния света на электронах объясняется как результат столкновения фотона с электроном. То есть, сталкиваясь с электроном, фотон отдаёт ему часть своей энергии, в результате чего меняется и его собственная энергия, и направление движения. Таким образом, на основе представлений о свете, как потоке частиц эффект Комптона приводит к следующим выводам:
1. Фотон, подвергаясь упругому столкновению со свободным электроном, рассеивается от него.
2. Вследствие уменьшения энергии рассеянного фотона, согласно формуле
E = hν = hc
λ уменьшение энергии становится причиной уменьшения частоты и увеличения длины волны рассеянного фотона: ν > ν' и λ < λ'.
3. Выполняется закон сохранения импульса: