Взаимодействие излучения с веществом. Рассеяние света

Содержание

Слайд 2

Рассеяние Тиндаля рассеяние Тиндаля — оптический — оптический эффект — оптический

Рассеяние Тиндаля

рассеяние Тиндаля — оптический — оптический эффект — оптический эффект,

рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Характерен для растворов коллоидных систем, в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления.
Слайд 3

Поглощение света Закон поглощения

Поглощение света

Закон поглощения

Слайд 4

Дисперсия света

Дисперсия света

Слайд 5

Квантово-оптические явления Тепловое излучение Внешний фотоэффект Давление света Фотолюминесценция

Квантово-оптические явления
Тепловое излучение
Внешний фотоэффект
Давление света
Фотолюминесценция

Слайд 6

Тепловое излучение

Тепловое излучение

Слайд 7

- испускательная способность или спектральная светимость. Равна мощности, излучаемой с единицы

- испускательная способность или спектральная светимость. Равна мощности, излучаемой с единицы

поверхности тела и приходящейся на единицу интервала длин волн вблизи данной λ

- поглощательная способность тела, где
dФ'λ – поглощаемый поток;
dФλ – падающий на тело поток энергии.

Характеристики теплового излучения

- энергетическая светимость или интегральная испускательная способность, где Ф – поток энергии или мощность излучения

Слайд 8

Характеристики теплового излучения Модель абсолютно черного тела

Характеристики теплового излучения

Модель абсолютно черного тела

Слайд 9

Законы теплового излучения Для абсолютно черного тела

Законы теплового излучения

Для абсолютно черного тела

Слайд 10

Следствия из закона Кирхгофа Видео

Следствия из закона Кирхгофа

Видео

Слайд 11

Законы теплового излучения

Законы теплового излучения

Слайд 12

Законы теплового излучения Модель 5.5. Излучение абсолютно черного тела Максимум энергии

Законы теплового излучения

Модель 5.5.  Излучение абсолютно черного тела

Максимум энергии излучения Солнца приходится

примерно на 470 нм (зеленая область спектра), что соответствует температуре наружных слоев Солнца около 6200 К.
Слайд 13

Законы теплового излучения Формула Рэлея – Джинса:

Законы теплового излучения

Формула Рэлея – Джинса:

Слайд 14

Законы теплового излучения или

Законы теплового излучения

или

Слайд 15

Внешний фотоэффект Экспериментальное изучение фотоэффекта

Внешний фотоэффект

Экспериментальное изучение фотоэффекта

Слайд 16

Законы внешнего фотоэффекта Вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента. Кривая 2 соответствует большей интенсивности светового потока.

Законы внешнего фотоэффекта

Вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента.
Кривая 2 соответствует большей интенсивности

светового потока.
Слайд 17

Квантовая теория фотоэффекта hν = Авых+ mυ2max/2 Эйнштейн объяснил экспериментальные законы

 Квантовая теория фотоэффекта

hν = Авых+ mυ2max/2

Эйнштейн объяснил экспериментальные законы фотоэффекта на основе квантовых

представлений о природе света.

Ф ~ hν ·nф
nэ ~ nф
I ~ nэ

Iн ~ Ф

Первый закон фотоэффекта

Второй закон фотоэффекта

 mυ2/2 = hν – Авых
Авых = const

mυ2/2 ~ hν

Третий закон фотоэффекта

hν0 = Авых

mυ2/2 = 0

ν0 = Авых/ h

– красная граница фотоэффекта

Слайд 18

Применение фотоэффекта фотоэлектронные приборы фотоэлементы фотоумножители Преобразование светового сигнала в электрический

 Применение фотоэффекта

фотоэлектронные приборы

фотоэлементы

фотоумножители

Преобразование светового сигнала в электрический

Измерение очень малых световых потоков

В

метро, в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах,  в управлении производственными процессами, на заводских прессах и т. д.

В астрономии,
спектроскопии и т.д.

Слайд 19

Внутренний и вентильный фотоэффект Применение

 Внутренний и вентильный фотоэффект

Применение

Слайд 20

Внутренний и вентильный фотоэффект

 Внутренний и вентильный фотоэффект

Слайд 21

Давление света Давление света направляет хвост кометы от Солнца Солнечный парус

Давление света

Давление света направляет
хвост кометы от Солнца

Солнечный парус

Слайд 22

R – коэффициент отражения света; Eэ – энергетическая освещенность поверхности Давление

R – коэффициент отражения света;
Eэ – энергетическая освещенность поверхности

Давление света

Давление

солнечного света на земную поверхность
Р = 10-6 – 10-5 Н/см2
Слайд 23

Схема опыта Системы крылышек в опыте Лебедева Давление света - опыт П.Н. Лебедева (1899-1900 г.)

Схема опыта

Системы крылышек в опыте Лебедева

Давление света - опыт

П.Н. Лебедева

(1899-1900 г.)

Слайд 24

Строение атома

Строение атома

Слайд 25

Строение атома

Строение атома

Слайд 26

Слайд 27

Линейчатый спектр атома водорода частот спектральных линий: Для серии Бальмера m

Линейчатый спектр атома водорода


частот спектральных линий:

Для серии Бальмера m = 2, n = 3, 4, 5, ... .


Для ультрафиолетовой серии (серия Лаймана) m = 1, n = 2, 3, 4, ... .
R = 3,29·1015 Гц – постоянная Ридберга.
Слайд 28

Постулаты Бора

Постулаты Бора

Слайд 29

Атом водорода по Бору

Атом водорода по Бору

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Физика лазерного излучения Лазеры или оптические квантовые генераторы – это современные

Физика лазерного излучения

Лазеры или оптические квантовые генераторы – это современные

когерентные источники излучения, обладающие целым рядом уникальных свойств.

- порция (квант) атомной энергии

Слайд 33

Квантовые процессы при взаимодействии излучения с веществом спонтанное излучение Wизл ~

Квантовые процессы
при взаимодействии излучения с веществом

спонтанное излучение
Wизл ~ Nn I

поглощение

излучения
Wпог ~ Nn I.

вынужденное излучение
Wизл ~ Nm2 I.

Слайд 34

Слайд 35

Схема ОКГ ↕

Схема ОКГ


Слайд 36

Механизм накачки He–Ne лазера

Механизм накачки He–Ne лазера

Слайд 37

Схема гелий-неонового лазера

Схема гелий-неонового лазера

Слайд 38

Слайд 39

Устройство твёрдотельного рубинового лазера

Устройство твёрдотельного рубинового лазера

Слайд 40

Свойства лазерного излучения:

Свойства лазерного излучения:

Слайд 41

Люминесценция Виды люминесценции по типу первичного энергетического воздействия электролюминесценция – излучение

Люминесценция

Виды люминесценции
по типу первичного энергетического воздействия

электролюминесценция – излучение света

под действием электрического поля;
фотолюминесценция – поглощение фотонов света с одной частотой, а излучение с другой;
катодолюминесценция – процесс преобразования электрического луча в энергию видимого света;
рентгенолюминесценция – излучения света под действием рентгеновских лучей;
триболюминесценция – излучения света под действием механических воздействий
Слайд 42

Фотолюминесценция алмаза Фотолюминесценция Длительность свечения τ − время, в течение которого тело высвечивает энергию возбуждения.

Фотолюминесценция алмаза

Фотолюминесценция

Длительность свечения τ − время, в течение которого тело высвечивает

энергию возбуждения.
Слайд 43

Спектр фотолюминесценции Диаграмма переходов Стокс(Stokes) Джордж Габриель (1819 -1903)

Спектр фотолюминесценции

Диаграмма переходов

Стокс(Stokes) Джордж Габриель (1819 -1903)

Слайд 44

Применение люминесценции

Применение люминесценции

Слайд 45

Лампа Вуда САПФИР для проведения люминесцентного анализа при диагностике грибковых поражений

Лампа Вуда САПФИР для проведения люминесцентного анализа при диагностике грибковых поражений

зерна

Люминометр для всех видов люминесцентного анализа

Люминесцентный светильник

Применение люминесценции

Слайд 46

Волновые свойства частиц Корпускулярно-волновой дуализм универсален. Луи де Бройль 1892 –

Волновые свойства частиц

Корпускулярно-волновой дуализм универсален.

Луи де Бройль
1892 – 1987 гг.

1924

г.

Опыт Джермера и Дэвиссона (1927 г.).
Рассеяние электронов кристаллом.

результаты дифракционных опытов с электронами на поликристаллической фольге

Распределение дифрагировавших электронов по фотопластинке : 1) при небольшой длительности эксперимента;
2) в случае длительного эксперимента,

Слайд 47

Соотношение неопределенностей Вернер Гейзенберг (1901–1976) Рудольф Шрёдингер 1887-1961

Соотношение неопределенностей

Вернер Гейзенберг
(1901–1976)

Рудольф Шрёдингер
1887-1961

Слайд 48

Элементы ядерной физики. Строение ядра

Элементы ядерной физики. Строение ядра

Слайд 49

Дефект масс. Энергия связи атомных ядер Реакция деления тяжелых ядер Реакция

Дефект масс. Энергия связи атомных ядер

Реакция деления тяжелых ядер
Реакция синтеза легких ядер

Ядерные

реакции.
Реакции на нейтронах.
Слайд 50

Цепная ядерная реакция Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество

Цепная ядерная реакция

Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество делящегося вещества, необходимое

для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления.

Х + n → Y1 + Y2 + (2-3)n

Слайд 51

Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество делящегося вещества, необходимое

Критическая масса —минимальное количество делящегося вещества —минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала

самоподдерживающейся цепной реакции деления —минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.
Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сеченияВеличина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захватаВеличина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.
Слайд 52

Слайд 53

U235 - это единственное расщепляющееся вещество, встречающееся в природе в значительном

U235 - это единственное расщепляющееся вещество, встречающееся в природе в значительном

количестве.
U238 - не поддается расщеплению. Однако уран-238 можно разделить с помощью нейтронов с высокой энергией, высвобождая большие объемы энергии, и поэтому его нередко используют для увеличения взрывной силы термоядерных или водородных бомб.

Краткая информация об изотопах урана

Слайд 54

Обогащение урана - повышения процента U-235 в установленном количестве урана. Для

Обогащение урана - повышения процента U-235 в установленном количестве урана.
Для ядерных

реакторах доля U-235 в топливе составляет от 3 до 5%. Вещество с таким уровнем содержания U-235 называется "низкообогащенным ураном" или НОУ.
Для создания атомной бомбы содержание U-235 в уране должно быть ≥ 20%. На практике уран, в котором содержится не менее 90% U-235, уже использовался для создания ядерного оружия. Вещество с таким уровнем обогащения называется высокообогащенным ураном или ВОУ. Высокообогащенный уран также применяется в исследовательских и морских ядерных реакторах - на авианосцах и подводных лодках.
Иран 9 февраля официально уведомил МАГАТЭ о намерении начать работы по обогащению урана на своей территории на заводе в Натанзе. Президент Ирана Махмуд Ахмадинежад 11 февраля заявил, что Тегеран произвел первую партию обогащенного до 20% урана.
Слайд 55

Принципиальная схема атомной бомбы: 1 – отражатель нейтронов; 2 – устройство

Принципиальная схема атомной бомбы:     1 – отражатель нейтронов; 2 – устройство для

запала с задержкой; 3 – заряд взрывателя
Слайд 56

Принципиальная схема ядерного реактора: --// 1 – отражатель; 2 – регулирующие

Принципиальная схема ядерного реактора: --//     1 – отражатель; 2 – регулирующие стержни; 3

– турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор; 6 – парогенератор
Слайд 57

Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го

Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го

контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.

1

2

3

4

Слайд 58

Слайд 59

Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется

Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется

в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора . В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), мазут, природный газ, лигнит, торф, сланцы.
Слайд 60

Слайд 61

Ядерный синтез

Ядерный синтез

Слайд 62

Слайд 63

Протон – протонный цикл

Протон – протонный цикл

Слайд 64

Слайд 65

Принципиальная схема термоядерной (водородной) бомбы: 1 – атомная бомба; 2 – заряды

Принципиальная схема термоядерной (водородной) бомбы: 1 – атомная бомба; 2 –

заряды
Слайд 66

Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го

Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го

контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.
Слайд 67

Ждём Вас на экзамене!

Ждём Вас на экзамене!