Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова




НазваниеЛ. Р. Родкина Е. Э. Шмакова
страница9/30
Дата публикации24.04.2013
Размер1.63 Mb.
ТипДокументы
skachate.ru > Физика > Документы
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   30
^

Рис. 1. Магнитное поле Земли

5.3. Контрольные вопросы


1. При каких условиях имеет смысл считать полями следующие величины:

а) распределение плотности вещества по объему Земли;

б) плотность населения в стране;

в) плотность населения в городских кварталах;

г) плотность звезд в галактике;

д) плотность воздуха в атмосфере.

2. Укажите, какие из полей будут скалярными и какие векторными.

3. Какие два вида материи противопоставляются друг другу в классической физике?

4. Приведите примеры продольных и поперечных волн.

5. Что представляет собой звук? Что такое спектральный состав звука?

6. Что представляет собой электромагнитная волна, излучаемая отдельной частицей?

7. Что является источником когерентного и поляризованного излучения?

8. По каким законам происходит распространение электромагнитных волн в среде с резкими неоднородностями?

9. В чем состоит эффект Доплера и где он применяется?

10. Какие типы полей вы знаете? Оцените их по значению силы.

11. Поясните спектр электромагнитного излучения.
^

глава 6
Корпускулярно-волновой
дуализм

6.1. План семинарского занятия


1. История развития представлений о природе света

2. Электромагнитная природа света.

3. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.

4. Интерференция и дифракция как волновые свойства света.

6. Дисперсия света. Виды спектров. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. Спектр Солнца и звезд.

8. Квантовая гипотеза Планка. Фотоны. Внешний фотоэффект. Урав­нение Эйнштейна. Давление света. Химическое действие света.

9. Понятие о корпускулярно-волновой природе света.
^

6.2. Теоретическое обоснование темы


Представление о воздействии света как о некотором объективном процессе впервые возникло в античный период. Термин «свет», применявшийся для обозначения этого процесса, действующего на глаз и вызывающего зрительные ощущения, получил в дальнейшем более широкий смысл. Оптика (от греческого «оптикас» – зрительный), как первоначально называлось учение о видимом свете, впоследствии стала учением о коротких электромагнитных волнах вообще.

С конца XVII века шла борьба между корпускулярной и волновой теориями света. Автором первой теории был И.Ньютон, считающий свет потоком корпускул (частиц), выбрасываемых светящимся телом, летящим в пространстве прямолинейно. С этим представлением хорошо согласовывались закон прямолинейного распространения света, законы отражения и преломления света.

Волновую теорию предложил современник Ньютона Х.Гюйгенс. Она основывалась на аналогии между световыми явлениями и волнами, наблюдаемыми на поверхности воды или какой-либо жидкости. Волновая теория Гюйгенса (подтверждающая явление дифракции) не признавалась еще почти 100 лет. Столь велик был авторитет Ньютона.

Только русские ученые М.В. Ломоносов Л.Эйлер поддерживали и развивали идеологию Г. Гюйгенса.

Лишь в 19-ом веке, когда на основе волновой теории были объяснены явления интерференции (Юнг, 1801 г.), поляризации и дифракции (Френель,1818 г.). Опыты Майкельсона (1818 г.) и совместно с ним Морли (1887 г.) по определению скорости света на Земле не только доказали несостоятельность корпускулярной теории света, но и привели к пересмотру МКМ. А. Эйнштейн возвел принцип постоянства скорости света в ранг естественного закона, считая, что в вакууме это есть наибольшая скорость в природе.

Позже М. Фарадею удалось показать, что оптические явления не представляют собой изолированного класса процессов и что существует связь между оптическими и магнитными явлениями.

Наконец, теоретические исследования Дж. Максвелла (1865 г.) показали, что изменения электрического и магнитного полей не локализованы в пространстве, а распространяются со скоростью, равной скорости света.

Итак, по Максвеллу, свет – электромагнитная волна, распространяющаяся в среде со скоростью

,

где c – скорость света,– относительная диэлектрическая проницаемость;

 – относительная магнитная проницаемость.

По определению, показатель преломления среды:

.

Это соотношение связывает оптические, электрические и магнитные характеристики вещества. Однако из него не следует зависимость показателя преломления от длины световой волны (это явление названо дисперсией света).

Объяснение дисперсии было сделано Г.А. Лоренцем, создавшим электронную теорию света. Однако и она не могла объяснить некоторые опытные факты. Эти затруднения были объяснены квантовой теорией света, выдвинутой М. Планком. Квантовую теорию света в дальнейшем в своих трудах развивали А. Эйнштейн, Н. Бор, В. Гейзенберг, Э. Шредингер, П. Дирак и др.

Под светом в настоящее время понимают электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Длина световых волн лежит в интервале от 0,38 до 0,76 мкм. В физике часто светом называют и невидимые электромагнитные волны, лежащие за пределами этого интервала: от 0,01 до 340 мкм.

Максвелл показал, что:

а) свет имеет электромагнитную природу;

б) электромагнитные волны поперечны;

в) могут распространяться как в среде, так и в вакууме.

Скорость света в вакууме больше, чем в других средах и не зависит от скорости источника.

Скорость света в вакууме c = (299 992,5 0,4) × 103 м/с.

Корпускулярно- волновой дуализм – проявление в поведение одного и того же объектах как корпускулярных,

так и волновых свойств.

С давних пор высказывались предположения о связи теплового излучения и света. Так в 1777 г. Ламберт показал, что тепловые лучи распространяются прямолинейно. Шведский химик К. Шееле изучал взаимодействие тепловых лучей с веществом, используя законы отражения и преломления.

В1880 г. У. Гершель, исследуя равномерность распределения тепла по солнечному спектру, открыл инфракрасное излучение. Что излучение нагретых тел имеют непрерывный спектр доказал в 1852 г. немецкий физик Г. Кирхгоф. Он же вводит модель «абсолютно черного тела» изучение излучения которого, приводит к созданию квантовой теории.

Экспериментальные исследования излучения света нагретыми газами и парами показывали наличие строго специфического распределения спектральных линий для разных веществ, т.е. различных атомов. Расхождение результатов классической волновой теории Максвелла и эксперимента в конце 19 века получило название «ультрафиолетовой катастрофы». Эту проблему успешно разрешает М. Планк немецкий физик в 1900 г., выдвигая гипотезу о дискретности излучения. Световые кванты можно рассматривать как реальные микрочастицы – фотоны, из которых состоит электромагнитное излучение.

Скорость фотона во всех системах отсчета равна скорости света в вакууме, а масса покоя фотона равна нулю. Фотон обладает импульсом. В 1887 г. Г. Герц обнаружил явление фотоэффекта, законы которого были изучены русским физиком А.Г. Столетовым. Количественные и качественные особенности фотоэффекта в рамках волновых представлений были необъяснимы. Свет, взаимодействуя с веществом и освобождая с его поверхности электроны, вел себя как поток неких частиц.

В 1905 г. А. Эйнштейн дал объяснение фотоэффекту, предположив, что электромагнитная волна есть сумма отдельных фотонов. Эйнштейн распространил квантовость не только на испускание и поглощение света, но и на само излучение. В 1917 г. Эйнштейн применил методы статистики к модели атома Бора и вывел формулу Планка лля равновесного излучения. Так Эйнштейн впервые применяет вероятностное описание поведения микрообъекта. В 1922 г. Эйнштейн стал лауреатом Нобелевской премии по физике за объяснение фотоэффекта.

В1912 г. М. Лауэ, ученик М. Планка исследовал рентгеновское излучение, пропуская его через кристаллическую решетку твердого тела. За открытие дифракции рентгеновских лучей Лауэ стал лауреатом Нобелевской премии по физике в 1912 г. В 1915 г. лауреатами Нобелевской премии становятся отец и сын Брэгги за связь периода кристаллической решетки и длиной волны рентгеновского излучения.

В 1917 г. Нобелевским лауреатом по физике стал Баркла за исследования, положившие начала рентгеноструктурной спектроскопии.

В 1918 г. Макс Планк за открытие кванта действия становится Нобелевским лауреатом по физике. Квант выступал по словам Нильса Бора как «возмутитель спокойствия», он принуждал к переосмыслению основ науки.

Излучения более высоких частот – гамма излучения испускаются атомными ядрами. Различные области спектра электромагнитного излучения исследованы различными методами, имеют разные названия и разные источники, но природа их едина, они отличаются только частотами.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   30

Похожие:

Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВыступление Михаила Шмакова на общественно-политическом журнале «Признание» №44-45 2007-2008
Михаил Шмаков: «Профсоюз заставляет работодателя относиться к работнику не как к винтику, а как к человеку»
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВ. С. Барашенков, М. В. Ляблин, Н. Л. Шмакова, Я. Г. Гальперин
Сравнение групп 100 гамма-облученных, потреблявших "энерголизованную" воду мышей и 100 таких же контрольных, содержавшихся на обычной...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconЛ. А. Шмакова финансовый анализ
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования в качестве учебного пособия...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад председателя фнпр м. В. Шмакова
Тем не менее, я хотел бы остановиться на нескольких наиболее существенных моментах прошедшего пятилетия. А также – зафиксировать...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад Председателя фнпр шмакова М. В. на заседании Генерального...
Сегодня мы рассматриваем один из важных вопросов нашей деятельности, по которому нам необходимо и высказать свою позицию, и принять...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВыступление делегата профсоюзов России Михаила Шмакова на 102-й сессии...
Этот доклад посвящен столетней годовщине мот, но его идеи мобилизуют нас на практические дела уже сегодня, во имя торжества идеалов...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад Председателя фнпр м. В. Шмакова "О ходе выполнения решений...
Оду пятилетки присваивать названия. Первый год пятилетки, второй, определяющий, решающий, завершающий. В этом смысле 2013 год определяющий,...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconМетодические указания и задания к контрольным работам для студентов...
Финансовый анализ [Текст]: Методические указания и задания к контрольным работам для студентов специальности 080105 «Финансы и кредит»...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница