Кернеу резонансы

Кирхгоф заңы. Кирхгоф заңы денелердің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттері арасындағы байланысты анықтайды.

Дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің оның сәуле жұтқыштық қабілетіне қатынасы дененің табиғатына байланысты емес; барлық денелерге бірдей, сәуле толқын ұзындығымен температураға тәуелді - әмбебап функция болады, ол абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетіне тең.

Қара дене үшін , сол себепті Кирхгофтың әмбебап функциясы қара дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы (сәуле шығарғыштық қабілеті) болып табылады. Жылулық сәулелену теориясында - ң жиілікке және температурағаайқын тәуелділігін табу өте маңызды есеп болып табылады.

Когерентті толқындарды (сәулелер) алу әдісі. Когерент толқындар шығаратын толқын көздері когерент көздері делінеді. Механикалық толқындар таралатын тербеліс жүйелерін өз ара когерент деп алуға болады. Бірақ кәдуілгі екі жарық көзі когерент бола алмайды. Оның жайы мынада. Жарық толқындарын белгілі бір процесс болғанда заттың атомдары немесе молекулалары шығарады. Зерттеу нәтижелеріне қарағанда әрбір атом (не молекула) өте аз уақыт (шамамен 10 с) ғана, үздіксіз жарық шығарып тұрады, одаң соң оның жарық беруі тоқталады да, біраз уақыт өткен соң тағыда жарық шығарады. Сонда бұл жарық толқындары мен алғашқы жарық толқындарының фазаларының ешбір байланысы болмайды. Сонымен бақылау нүктесінде фазалары әрқилы ретсіз өзгеретін толқындар келеді де айқын интерференция көрінісі байқалмайды. Когерент толқындары бір жарық толқынының “ екі айрылуы ” нәтижесінде пайда болады. Енді осыны қарастырайық. Айталық, жарықтың

“ екіге ” бөлінуі О – нүктесінен басталынсын дейік (2-сурет), және де фазасы - тең.

2 –сурет

Бірінші жарық Р – нүктесінде жолын сыну көрсеткіші -ге тең ортада жылдамдықпен, ал екінші - жолды сыну көрсеткіші -ге тең ортада жылдамдықпен таралсын дейік. Бұл екі жарықтың толқындық теңдеулерін жазайық.

1-ші толқын үшін:

2-ші толқын үшін:

және , ал ескерсек, онда Р нүктесіндегі қорытқы толқынның фазасы мынаған тең болады.

(2)

Мұндағы - оптикалық жол айрымы (Sn – геометриялық жол ұзындығының осы ортаның сыну көрсеткішіне көбейтіндісін оптикалық жол деп атайды).

1) Егер оптикалық жол айырмасы жарты толқындардың жұп санына тең болса, онда екі толқын Р нүктесінде бірін – бірі күшейтеді, яғни:

(4)

(немесе яғни )

(4)-ші шартты интерференцияның max шарты деп атайды (немесе күшейту шарты).

2) Егер жолдар айырмасы жарты толқындардың тақ санына тең болса, яғни:

К = 0,1,2,..... (5)

онда Р нүктесінде екі толқын бірін - бірі әлсіретеді де, интерференцияның минимал мәні болады. (5)-ші шартты интерференцияның min шарты деп атайды (әлсіреу шарты). Енді когерент толқындарды алу және пайда болған интерференциялық көріністердің қалыптасуын есептеу әдістерімен танысайық. Айталық, екі нүктелік толқын көздері S жарық көзінен жорамал саңлау арқылы пайда болған. Бұлардың ара қашықтығы d болсын (3-сурет). L – қашықтағы экранның бетінде жарық және қарақоныр жолақтар, яғни интерференциялық бейне байқалады. Демек, когерент жарық сәулесінің жолына екі саңлау бар кедергі қойсақ, екі саңлауға түскен жарық көздері қайтадан когерент жарық сәулелерін шығарып тұрғанға ұқсайды да, Р нүктесінде кездескенде олар бірін-бірі күшейтеді немесе әлсіретеді. Бұл жағдай екі толқынның сол нүктеге дейін қанша жол жүріп келгеніне, яғни екі толқынның жол айырмасына тәуелді. Екі толқынның жол айырмасын табу

3 - сурет

үшін 3-суретті пайдаланамыз.

Осыдан, - ны мах, немесе min шарттарын пайдаланып Р нүктесіндегі интерференция бейнесін анықтаймыз.

Комптон құбылысы. Рентген сәулелері заттан өткенде, олардың біразы бағытын өзгертіп, шашырайтыны мәлім. Электромагниттік толқын теориясы бойынша, оны былай түсіндіруге болады. Рентген сәулелері электромагниттік толқындардың (толқын ұзындығы 10^-3 – 10² нм) дербес түрі, олай болса түскен рентген сәулесінің электромагниттік өрісі заттың атомдарының ішіндегі электрондарды жиілігі өріс жиілігіндей тербеліске келтіруге тиіс. Осылай қоздырылған электрондар дәл сондай жиіліктігі электромагниттік толқындар шығарады, яғни классикалық теория бойынша, шашыраған сәулелер мен түскен сәулелердің тербеліс жиіліктері бірдей болуға тиіс, олай болса шашыраған рентген сәулелерінің құрамы түскен сәулелердің құрамындай болуы керек. Алайда, шашыраған рентген сәулелерінің спектрін зерттей келгенде, бұл қағиданың кейбір жағдайда орындалмайтындығы байқалады. Атап айтқанда жеңіл атомдардан тұратын заттардан (парафин, графит және басқа) шашыраған қатаңдау рентген сәулелерінің құрамында толқынының ұзындығы бастапқы түскен сәулелердікіндей және толқындары одан гөрі ұзынырақ сәулелер де болатындығы тағайындалды. Осындай рентген сәулелері шашыраған кезде, олардың толқын ұзындығының өзгеруін – Комптон құбылысы немесе Комптон эффект деп атайды. Бұл құбылысты 1923 жылы американ физигі Артур Комптон (1892 – 1962 жж) ашты.

Комптон тәжірибесінің схемасы суретте келтірілген.