Эф. Комптона является наиболее ярким примером справедл. выполнения квант. теории света. Явление объясн. на основании з-нов сохр. энергии и импульса. Внеш. эл-ны, слабосвяз. с ядром атома под действ. жёстких R-лучей (рентгеновских лучей) могут легко уходить за пределы атома, оставаясь в образце. Слабосвяз. эл-ны, потеряв связь с ядром атома становятся относительно (не полностью) свободны. Применяем з-н сохр. энергии.
Излучение прежней длины волны присутств. по причинам: не все фотоны R-лучей взаимод. со слабосвяз. эл-нами, а с атомами в целом, поэтому атом поглащ. значит. меньшую энергию от фотона, поэтому часть фотонов проходит.
До столкновения.
| Фотон | Электрон | |
| Энергия | h n | m0C2 (энергия покоя) |
| Импульс | 
|
После столкновения.
| Фотон | Электрон | |
| Энергия | h n ¢ | mC2 (полная энергия) |
| Импульс | 
| 
|
1) З-н сохранения энергии: hn+m0C2= =hn¢+m0C2 Þ hn=hn¢+(m-m0)C2=hn¢+Te
2) З-н сохр. импульса: 
.
Явление Комптона с примен. з-нов сохр. энергии и импульса полн. объясняется по квант. представлениям. Комптон-эффект набл. также для g-излучения.
Задание 7.
Давление света (объяснение с точки зрения электромагнитной и квантовой теорий).
Давление света.
Любое э/м излучение, падая на вещ-во любой природы (тв. тела, жидк., газы), оказывает на него давление: P=F/S. Величина давления на любую пов-ть незначительна (например на тв. тела P=5 мкПа). Ф-ла для давления света строго выводится из ур-ния Максвелла: P= w (1+ r), где w - объёмн. плотн. энергии, r - коэф. отражения (r =Wотр/Wпад). 1³ r ³0; для r =1 - идеальное отражение, r =0 - полное поглощение
Давл. света согл. квантовым предст.
Рассмотрим давление света на твёрдое тело. Согл. квантовым представлениям свет подобен квантам, несущим с собой импульс. Давление представляет собой импульс, получаемый стенкой. Рассм. 2 случая:
Случай 1. r =1
Фотон, попадая на пов-ть, отражается обратно. 
Случай 2. Фотон попадает на зачерненную стенку (r =0). D Pg= Pg=hn/c. Стенка при этом получит импульс поглощённого фотона.
Задание 8.
Закономерности в атомных спектрах. Опыты Резерфорда. Ядерная (планетарная) модель атома и противоречия с законами классической физики.
Спектральные серии
Излучение спектров газами добиваются с помощью либо эл. поля, либо нагреванием. Физики установили, что атомарные газы любых элементов посылают дискретное излучение. В спектре наблюдаются только определённые длины волн.
Спектры отражают внутреннюю структуру атома этого элемента. В спектре любого элемента присутствуют т.н. спектральные серии.
Спектральной серией наз. совокупность линий, расположенных определённым образом, длины волн которых подчиняются одной определённой закономерности.
Резерфорд изучал рассеивание положительных заряженых a-частиц на фольге из золота. a-частицы получали из радиоакт. препарата. qa=2e, ma=7300me
Схема опыта Резерфорда.
При малых углах - max кол-во вспышек; при q =180° 1 из 2·105 давало вспышку.
a-частица встречает массивный полож. заряд. С отрицательными частицами взаимодействие очень слабое. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома. Атом представл. собой тело, внутри которого наход. ядро R=10-15¸10-14м с зарядом +Ze. Вокруг него вращаются эл-ны, образуя электронную оболочку атома. Суммарный заряд эл-нов -Ze. На основании нейтральности атома он сделал вывод что всего Z эл-нов. Согласно Резерфорду, радиусы орбит эл-нов могут быть произвольными. Ограничения на радиусы нет. Движение эл-на ускоренное Þ эл-н испускает энергию. С позиций классической электродинамики электрон вращается по спирали и падает на ядро, т.к. радиус уменьшается.
Атом испускает близкие энергии hn - равномерный спектр. Атом по Ридбергу представляет электродинамически неустойчивую структуру (за короткое время электрон должен упасть на ядро).
Задание 9.
Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Теория атома водорода по Бору. Недостатки теории Бора.
Потсулаты Бора
I постулат (о стационарных состояниях электронов и атомов): Атом (эл-н) может находится в определённых стационарных состояниях, в которых нет излучения э/м волн. Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбты, по которым может обращаться эл-н, имея при этом дискретные значения энергии E1, E2... II постулат (о значении радиусов стационарных орбит): Стационарными орбитами являются также орбиты для которых момент импульса электрона 
имеет только целочисленные значения 
(n=1,2,3,... ¥). 
Дж.
III постулат (условие частот Бора): электрон излучает или поглощает энергию э/м поля только при переходе с одной стационарной орбиты на другую. При этом квант энергии испускаемого (поглощаемого) э/м излучения равен разности энергий эл-на на соответствующих стационарных орбитах.
; 
Enj - энергия на орбите, с которой осущ переход.
Eni - энергия на орбите, на которую осущ переход.
Опыты Франка и Греца
Франк и Герц изучали взаимодействие электронов с парами ртути. Доказали справедливость постулатов Бора.
P~13 Мпа А-тяжёлый атом
С1, С2 - сетки
Поле Катод-С1 - ускоряющее (область 1)
Пары ртути (область 2)
С2-Анод - задерживающее поле.
0-5В - возрастание I
Энергия эл-нов = e
Eэ=4,9эВ - однократные соударения
Eэ=2·4,9эВ - двухкратные соударения
Eэ=3·4,9эВ - трёхкратное соударения
Атомы ртути переходят в возбуждённое состояние и испускают ультрафиолетовое излучение. Опыты доказывают дискретность энергии.
Недостатки теории Бора:
1) Наполовину классическая, наполовину квантовая
2) Невозможно описать спектры излучения более сложных, чем водород, атомов.
3) Невозможно обьяснить различия в интенсивности разных линий в спектре атома водорода.
4) Невозможно обьяснить наличие дублетов линий в спектре некоторых атомов.
