Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 18 стр.

взаимодействует со свободными электронами атомов ( для легких атомов
электроны слабо связаны с ядрами, поэтому их можно считать свободными) и
вынуждает их совершать колебания с той же частотой ( длиной волны), с
которой изменяется электрический вектор падающей волны. Совершающие
колебания электроны сами становятся источником электромагнитных волн той
же длины волны. Следовательно, по классической теории изменения частоты
(длины волны) в явлении Комптона быть не должно. Противоречие между
опытом и теорией удалось устранить предположением, что рентгеновское
излучение имеет корпускулярную природу, т.е. представляет собой поток
фотонов. С квантовой точки зрения Эффект Комптона является результатом
упругого столкновения двух частиц: налетающего фотона (имеющего импульс
 r
 pγ ) с покоящимся электроном ( рис.1.4). Фотон, столкнувшись с электроном,
отдает ему часть своей энергии и импульса в соответствии с законами их
сохранения и изменяет направление своего движения. На рисунке 1.4
            r     r
обозначения pγ ′ и pe соответствуют импульсу рассеянного фотона и импульсу
электрона после соударения. Уменьшение энергии фотона и означает
увеличение длины волны рассеянного излучения.
                                                 r
                                                 Pe

                        r                        r
                        Pγ                       Pγ
                                             θ
                                                  r
                                                  Pγ ′
                             Рис.1.4. Эффект Комптона


    Атом водорода
    Квантовая гипотеза Планка и гипотеза Эйнштейна явились первыми
шагами формирования квантовой физики, которая смогла объяснить многие
явления, необъяснимые с точки зрения классической физики. Следующий
важный этап в познании микромира оказался связанным с проблемой атома.
Первые опыты, позволившие составить ясное представление о строении атома,
были поставлены в 1911 г. английским физиком Резерфордом. Резерфорд
исследовал структуру атома, бомбардируя его α-частицами, испускаемыми
радиоактивными веществами. Узкий пучок α-частиц попадал на фольгу из
золота перпендикулярно ее поверхности. Атомы фольги должны были изменять
направление движения α-частиц, т.е. рассеивать их по разным направлениям.
Результаты этих опытов показали, что большинство α-частиц при прохождении
фольги сохраняли прежнее направление или отклонялись на очень малые углы.

                                        18