Электромагниттік сәуле әсерінен заттың электррондар шығаруы сыртқы фотоэффект деп аталады. Электромагниттік сәуле әсерінен электрондардың сыртқа шығып кетпей жартылай өткізгіш немесе диэлектрик ішінде байланысқан күйден бос күйге көшуін ішкі фотоэффект деп атайды.
Сыртқы фотоэффект заңдары: 1. Столетов звңы: түскен жарық жиілігінің белгілі бір мәнінде катодтан жұлынып алынған электрондар саны жарық интенсивтігіне пропорционал.
2. Фотоэлектрондардың ең үлкен бастапқы жылдамдығы түскен жарық интенсивтігіне байланысты емес,ол тек жиілікпен анықталады.
3. Әрбір зат үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы, яғни жиіліктің одан төмен мәнінде фотоэффект құбылысы болмайтын ең аз мәні болады.
А. Эйнштейн 1905 жылы фотоэффект құбылысын және оның заңдылықтарын өз құрған фотоэффектінің кванттық теориясы негізінде түсіндіруге болатындығын көрсетті. Ол зат жарықты кванттап қана шығармайды, әрі кванттапжұтады деген. Энергияның сақталу заңын басшылыққа алып эйнштейн зат жұтқан бір квант энергиясы  электронды заттан А шығару жұмысы мен электронға ең үлкен кинетикалық энергия  беруге жұмсалады (13.1 өрнек). Эйнштейн формуласы:  (8.1)
  (8.2)
А – электрондардың шығу жұмысы.
 немесе  (8.3)
Жиілік  немесе толқын ұзындығы  - фотоэффекттің қызыл шекарасы.
Боте тәжірибесі. Фотондар туралы ұғым. Фотонның энергиясы және импульсы. Фотонның тыныштық күйдегі массасы.
КОМПТОН ЭФФЕКТІ
К омптон эффекті (1923 г.). А. Комптон рентген сәулелерінің әр түрлі заттардан шашырауын зерттеп, шашыраған сәулелердің ішінде бастапқы толқын ұзындығы  сәулелерімен қатар толқын ұзындықтары  үлкенірек сәулелер бар екенін анықтады:
 (7.3)
 бастапқы сәуле бағыты мен шашыраған сәулелердің бағыттарының арасындағы бұрыш. Сонымен  -айырымы толқын ұзындығына және заттардың табиғатына байланысты болмай шыққан. 14.1-суретте тәжірибе схемасы көрсетілген. 14.2-суретте монохроматты (сыйпаттамалық) молибденнің сәулелерінің ( сызығы) графиттен шашыраған рентген сәулелерін зерттеу кезінде алған нәтижелер көрсетіл-ген. а қисығы бастапқы сәулені сыйпаттайды. Қалған қисық сызықтар әр түрлі шашырау бұрыштарына  арналған, олардың мәндері суретте көрсетілген. Ордината өсі бойымен сәуле интенсивтілігі салынған, ал абсциссада -толқын ұзындығы.
К омптон эффектінің ерекшіліктерін шашырауды рентген фотондарының іс жүзінде еркін электрондармен серпімді қақтығысу процесі ретінде қарастырып түсіндіруге болады. Егер тыныштық күйдегі еркін электронға энергиясы  және импульсы к фотон түссе (31 сур.), онда энергияның және импульстің сақталу заңдарын қолдана отырып, келесі өрнекті алуға болатынын көрсетуге болады:
 (14.2)
мұндағы (14.3)
(14.3) комптонның толқын ұзындығы деп аталады. өрнегімен анықталған электоронның комптондық толқын ұзындығының мәні
 .Егер мәнін (14.2) формулаға қойса, онда Комптонның өлшеуден алған нәтижелері және кейінгі өлшеулердің бәрі сол формуланың нәтижесіне әбден сәйкес келеді.
3. Зертханалық сабақтар
1 Шамның жарық күшін Луммер – Бродхун фотометрімен анықтау
Жұмыстың мақсаты: қыздыру шамының жарық күшін Луммер- Бродхун фотометрі көмегімен анықтау. Жарық шамаларын өлшеу тәсілдерін меңгеру.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Луммер- Бродхун фотометрінің құрылысын,жұмыс принципін түсіндіріңіздір.
-
Жарық шамаларын сипаттаңыздар.Олардың өлшеу бірліктерін атаңыздар
-
Жарықталыну заңының өрнегін жазыңыздар
2 Френель бипризмасының көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау
Жұмыстың мақсаты: Бипризманың көмегімен жарықтың интерференция құбылысын бақылау және жарықтың толқын ұзындығын эксперимент жүзінде анықтау.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру
-
Интерференциялық бейне алу үшін қажетті шарт қандай?
-
Когерентті көздерді алудың қандай тәсілдерін білесіз?
-
Интерференциялық көріністің берілген нүктесінде жарықтанудың максимумын және минумумын алудың шарты қандай?
-
Жұмыста интерференциялық жолақ формасы неге түзу болады?
-
Жалған жарық көздердің қашықтығы қалай анықталады?
-
Неліктен бипризманың бұрышы 1800-қа жуық болуы керек?
-
Френель бипризмасының көмегімен жарықтың толқын ұзындығы қалай анықталады?
3 Ньютон сақиналары әдісімен жарық толқыны ұзындығын анықтау
Жұмыстың мақсаты: интерференция суретін Ньютон сақиналары арқылы бақылау.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Неге центрден қашықтаған сайын Ньютон сақиналары бір-біріне жақындай береді.
-
Шағылған сәуледе бақылау жүргізгенде, егер линза мен пластинка аралығын сыну көрсеткіші линза сыну көрсеткішінен жоғары, ал пластинканікінен кіші болатын басқа мөлдір ортамен толтырсақ, централды дақ қандай болады
-
Неге жүйені ақ жарықпен сәулелендіргенде сақиналар саны санаулығы ғана әр-түрлі түстерге боялады,
-
Интерференция құбылысы деп нені айтады
-
Қандай жарық көздерін когерентті дейді
-
Интерференция құбылысында максимум және минимум шарттары қандай?
4 Дифракциялық тордың көмегімен толқын ұзындығын анықтау
Жұмыстың мақсаты:
Дифракция құбылысын түсіну және дифракциялық тордың толқын ұзындығын анықтаудағы ролін білу
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру
-
Толқын ұзындығы дегеніміз не? Графикте көрсетіңіз.
-
Дифракциялық тордың құрылымы.
-
Тор тұрақтысы дегеніміз не?
-
Жарық дифракциясы жайында түсінік.
-
Дифракциялық тордың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтауға арналған құрылғыны сипаттаңыз.
5 Екі диэлектрик орталардың шекарасында толық ішкі шағылудың шекті бұрышын анықтау
Жұмыстың мақсаты: Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы сәулелердің түсу, шағылу және сыну бұрыштарының арасындағы байланысты анықтау. Оптикғалық тығыздығы аз ортаның шекарасынан толық ішкі шағылу құбылысын зерттеу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Ортаның абсолют және салыстырмалы сыну көрсеткіштері
-
Оптикалық тығыз және тығыз емес орталар
-
Толық ішкі шағылу құбылысын сипаттаңыздар. Шекті бұрыш
-
Жазықпараллель пластинканың сыртындағы және ішіндегі сәулелердің жолын түсіндіріңіз.
-
Жұқа линзалардың қисықтық радиусын және сыну көрсеткішін анықтау
Жұмыстың мақсаты: геометриялық оптиканың заңдарымен және қарапайым оптикалық жүйелермен- жұқа линзалармен- танысу
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Шағылу және сыну заңдарын тұжырымдаңыздар
-
Линза деген не? Оптикалық центрі және фокусы.Қисықтық радиусы.
-
Бас оптикалқ ось, қосымша оптикалық ось дегендер не?
-
Линзаның оптикалық күші. Өлшеу бірлігі
-
Линзаның формуласы
Жұқа линзалардың фокус аралығын анықтау
Жұмыстың мақсаты: тәжірибе жүзінде жұқа линзалардың фокус аралығын табу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Дөңес линзаның фокус аралығын есептегенде алатын орналасу аралығы Д>4F. Егер аралық Д=4F немесе Д<4F қандай өзгеріс пайда болар еді?
-
Фокус аралығы деп қандай аралықты айтады?
-
Линзалар түрлері қандай, қандай линзаны жұқа линза дейді?
-
Линзаның үлкейтуі деп нені айтады?
-
Егер d2=2F болса кескін қай жерде және үлкейтуі қандай болады?
-
Микроскоптың көмегімен шынының сыну көрсеткішін анықтау
Жұмыстың мақсаты: заттың сыну көрсеткішінің физикалық мағынасын түсіну; сыну көрсеткішін анықтаудың әдісін меңгеру.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Геометриялық оптиканың негізгі заңдылықтарын тұжырымда.
-
Ортаның сыну көрсеткіші және ондағы жарық жылдамдығы қалай байланысқан?
-
Затты пластинка (шыны) арқылы қарағанда неге ол жақын орналасқандай болып көрінеді.
9 Малюс заңын тексеру
Жұмыстың мақсаты: жазық поляризацияланған жарықты алу тәсілдері және оның қасиеттерімен танысу
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Табиғи және поляризацияланған жарықтың сипаттамаларын талдаңыз
-
Сызықты поляризацияланған жарықты алу тәсілдері
-
Сәуленің қосарланып сыну құбылысының мәне неде?
-
Николь призмасы, поляризаторлар деген не? Сипаттама беріңіз.
-
Оптикалық ось дегеніміз не?
-
Малюс заңын қорытып беріңіздер
-
Оптикалық пирометрдің көмегімен Стефан-Больцман тұрақтысын анықтау
Жұмыстың мақсаты: Стефан-Больцман тұрақтысын анықтау
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Жылулық сәуле шығарудың ерекшеліктері.
-
Жылулық сәуле шығару заңдарын тұжырымдаңыздар
-
Планк формуласының мағнасын түсіндіріңіздер
-
Сахариметрдің көмегімен қант ертіндісі концентрациясын анықтау
Жұмыстың мақсаты: құралдың көмегімен поляризация құбылысын бақылау, өлшеулер жүргізу тәсілін меңгеру
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Жұмыстағы қанттың концентрациясын анықтау қандай құбылысқа негізделген?
-
Поляризация жазығын бұру құбылысының мағынасы неде?
-
Меншікті бұру дегеніміз не?
-
Сахариметрдің құрылысы қандай?
-
Сахариметрдегі бикварциттің не жартылай күңгірт пластинканың ролі қандай?
-
Егер поляризатормен анализатор арасына бір рет оптикалық осіне параллель қиылып алынған кварц пластинкасын қойсақ, ал екі рет оптикалық осіне перпендикуляр кварц пластинкасын қойсақ қандай құбылыс байқалады?
-
Егер түтік ұзындығы 2 есе үлкен болса көрсеткіш қалай өзгереді?
-
Қант ерітіндісі поляризация жазығын оңға не солға бұра ма?
-
Концентрация анықтау дәлдігіне зат қалыңдығының әсері қандай?
12 Екі жіңішке саңылаулардан шығатын сәулелердің интерференциясын зерттеу
Жұмыстың мақсаты: Юнг тәжірибесінің көмегімен жарықтың екі сәулелік интерференциясын зерттеу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
-
Егер интерференцияны бірдей қашықтықта орналасқан үш саңылаудан байқайтын болсақ, монитордан қандай бейне көрінеді?
-
Толқын ұзындықтары 0.5 мкм тең ультра дыбыс толқындары интерференцияланатын болса интерференциялық бейне қалай өзгереді?
-
Егер 1) жарықтандырғыштың интенсивтігін ұлғайтса; 2) бір саңылаудың ені екінші саңылаудікінен артық болса; 3) бір саңылаудың мөлдірлігі екінші саңылаудікінен аз болса интерференциялық максимумдердің арасындағы қашықтық өзгереді ме?
4. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ
1. Классикалық интерференциялық тәжірибелер.
2. Кеңістіктік когоренттілік. Жарық көзінің өлшем шамасының әсері.
3. Жамен және Рожденственский интерферометрі.
4. Майкельсон интерферометрі.
5. Фабри-Перо эталоны немесе интерферометрі.
6. Тұрғын жарық толқыны.
7. Ойыс шағылдырғыш тор.
8. Телескоп пен микроскоптың ажыратқыш қабілеті.
9. Жұлдыздардың бұрыштық диаметрлерін өлшеу.
10.Екі осьті кристалдық торлар.
11.Кеердің электростатикалық эффектісі.
12.Лазердің жұмыс істеу принципі. Рубиндік лазер.
13.Зееман эффектісі.
14.Жылулық сәуле шығару.
15. Поляризациялайтын қондырғылар.
Достарыңызбен бөлісу: | 
