Элементарные частицы в виде корпускул и волн и модель атома

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра электронной техники и технологии

РЕФЕРАТ

На тему:

«ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ В ВИДЕ КОРПУСКУЛ И ВОЛН И МОДЕЛЬ АТОМА»

МИНСК, 2008

Введение

Принцип действия электронных, ионных и полупроводниковых приборов базируется на движении свободных частиц, которые благодаря своему заряду подвержены воздействию со стороны электрических и магнитных полей. Различают четыре группы частиц, используемых в этих приборах, а именно: электроны, ионы, нейтральные атомы, или молекулы, и кванты электромагнитного излучения (фотоны, кванты рентгеновского и γ-излучения); свойства этих частиц и их поведение определяют принцип действия прибора.

1. Основные сведения об элементарных частицах

1.1. Электрон.

Заряд е=1,6*10^-19 к (в уравнения подставляется положительная величина).

Масса m=9,1*10^-28 г .

e/ m=1,76*10⁸ к/г , или (в технической системе единиц) e/ m≈1,8*10¹⁵ см² /в*сек² .

m/ m_H =1/1835 (m_H - масса атома водорода).

Радиус r ≈ 10^-13 см .

Энергия E_k = 1/2 mv² = eU .

Скорость

, км/сек. (1)

1.2. Ионы

В качестве примера приведены данные для иона Н+, иона Не+ и иона Hg+.

Скорость иона можно определить из уравнения (1), если вместо m подставить массу иона m_i , а вместо элементарного заряда е заряд иона q_i (положительный).

Ион	Заряд* qi, к	Радиус ri , см	Масса mi, г	qi/ mi , к/г
Н+ Не+ Hg+	1,6*10-19 1,6*10-19 1,6*10-19	1,09*10-8 1,10*10-8 1,80*10-8	1,68*10-24 6,67*10-24 3,31*10-24	9,53*104 2,4*104 0,048*104

* Для однозарядных ионов; у многозарядных ионов заряд в кратное число раз больше.

1.3. Кванты излучения

(Оптическое, рентгеновское и радиоактивное излучение)

«Масса» m_ф = Е_ф /с² = h/сλ , Вт*сек³ /см² *.

Энергия E_ф = hv = hc/ λ = eU_ф ; отсюда следует:

, в ; λ[Å]. (2)

Постоянная Планка h = 6,625*10^-34 вт*сек² ; v - частота, Гц; с - скорость света, см/сек; λ - длина волны, см, или Å; vλ = c , U_ф - вольт-эквивалент энергии фотона, в.

Энергия квантов оптического излучения в инфракрасной области равна примерно 10^-3 – 1,5 эв ** , в видимой области 1,5 - 3,3 эв ; в ультрафиолетовой области 3,3 - 10² эв .

Энергия квантов рентгеновского излучения равна 0,1 - 1 000 кэв .

Энергия β - и γ-излучения радиоактивных материалов от 0,01 до 10 Мэв [Со⁶⁰ (γ): 1,33 Мэв, Sr⁹⁰ (β): от 0,6 до 2,2 Мэв, Т³ (тритий) (β) : 0,018 Мэв].

Энергия космических лучей от 10³ до 10¹² Мэв.

2. Представление элементарных частиц в виде корпускул и волн

Основные сведения об элементарных частицах, приведенные в разделе А, могут быть получены с помощью достаточно простых экспериментальных устройств.

2.1. Некоторые экспериментальные методы определения заряда, массы и длины волны электрона

Определение заряда электрона е. Заряд электрона (элементарный заряд) е может быть определен посредством следующего опыта (опыт Милликена). В микроскоп наблюдают за движением помещенной между обкладками конденсатора частицы, заряженной одним или несколькими элементарными зарядами. Как видно из рис. 1, отрицательно заряженная в дуговом разряде капля масла помещается в воздухе между обкладками горизонтально расположенного конденсатора, к которым приложено напряжение. На каплю действуют сила тяжести М g (М - масса масляной капли, g - ускорение силы тяжести) и в противоположном направлении сила со стороны приложенного поля еЕ и сила сопротивления воздуха 6πη _i av , где η _i - коэффициент вязкости воздуха, a - измеренный радиус частиц.

Отсюда для случая равновесия (когда частица неподвижна, v = 0 ) справедливо соотношение

; ; (3)

е [а*сек], М [вт*сек³ /см² ], g [см/сек² ], d [см], U [в], Е [в/см] .

В этом равенстве g, d и U известны.

Рис. 1. Конденсатор Милликена для определения элементарного заряда.

1 -

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать