Задача №271-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

нов видимого света крайне незначительна. Фотоны, соответ- ствующие зелёному свету, имеют энергию 4•10–19 Дж. Тем не менее в замечательных опытах С. И. Вавилова было установлено, что человеческий глаз, этот тончайший из «приборов», способен реагировать на различие освещённос- тей, определяемое единичными квантами. Эффект Комптона Наиболее отчётливо квантовые свойства электромагнит- ного излучения проявляются при рассеянии рентгеновских и гамма-лучей на свободных электронах. При этом наблюда- ется увеличение длины волны рассеянного излучения по сравнению с длиной волны падающего. Это явление было откры то в 1922 г. американским физиком А. Комптоном (1892—1962). Согласно классической теории электромагнитного поля, рассеяние излучения на свободных электронах не должно со- провождаться изменением длины волны. Падающая волна частотой вызывает вынужденные колебания электронов той же частоты. Колеблющиеся электроны излучают вторич- ные электромагнитные волны с частотой . Это и есть рассе- c янное излучение. Его длина волны = должна равняться длине волны падающего излучения. Объяснить изменение длины волны при рассеянии (эффект Комптона) оказалось возможным только на основании пред- ставления о фотонах как частицах света, обладающих энер- h h гией E = h и импульсом p = = . Изменение длины вол- c ны можно найти, используя законы сохранения энергии и импульса при столкновении фотона с электроном. Сталки- ваясь с электроном, фотон передаёт ему часть своей энергии. В результате энергия электрона увеличивается, а фотона уменьшается. Уменьшение энергии означает уменьшение ча- стоты фотона, а значит, увеличение длины волны излу чения. Комптон наблюдал рассеяние рентгеновских лучей на па- рафине, графите и других веществах. Энергия фотонов рент- геновских лучей велика по сравнению с энергией ионизации этих веществ. Фотоны вырывают электроны из атомов, сооб- щая им большую энергию. Поэтому электроны можно счи- тать свободными и покоящимися до столкновения. Из-за того что приобретаема