Колебания Упругая волна Когерентные источники Угловая дисперсия абсолютно чёрное тело Монохроматическая волна момент импульса Атом водорода Уравнения движения Полевые уравнения проводник с током в магнитном поле Электродвижущая сила

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Это рентгеновское излучение и ?-излучение, потоки ?-частиц, электронов, позитронов, протонов, нейтронов и т. д. Видимое и ультрафиолетовое излучения не относят к ионизирующим излучениям.

Дебаевская теория

Конечно, эти осцилляторы не могут быть независимыми. Реальная модель такая: мы имеем атомы, связанные пружинками, конечно они могут колебаться, но это не независимые осцилляторы. Это представляется ужасным делом, но на самом деле это решаемая задача. Мы же ещё упростим картину.

Моделью нашего твёрдого тела будет сплошное упругое тело. Тогда тепловое возмущение будет представляться распространением возмущения, то есть стоячими звуковыми волнами. Электромагнитному полю ставятся в соответствие частицы фотоны, точно так же звуковым волнам в этой упругой среде ставятся в соответствие частицы фононы с энергией  и импульсом . Подобно тому как электромагнитным волнам ставится в соответствие идеальный фотонный газ, возбуждению звуковых волн в твёрдом теле ставится в соответствие идеальный фононный газ. И тогда справедлива формула

 

 

В твёрдом теле, в отличие от электромагнитных волн, которые имеют два состояния поляризации, может идти продольная волна и поперечная с двумя состояниями поляризации, поэтому появился множитель . Для фонона . И ещё одна тонкость – для фонона три состояния волны имеют разные скорости, но мы будем считать, что они одинаковы.

Тогда внутренняя энергия кристалла изобразится как интеграл:

 

 

Для фотонов верхний предел был , а здесь мы имеем дело с кристаллом, там длина волны меньше чем атомные расстояния, значит надо где-то оборвать интеграл.  мы определим из условия, что полное число состояний должно равняться 3N, числу собственных колебаний.

 

 

 

Попробуем найти классический предел (классическая механика всегда является предельным случаем квантовой).

 

 

здесь , а  – дебаевская температура.

 

При   и , соответственно теплоёмкость . Это первое подтверждение теории. При больших температурах  и мы получаем  . Мы получили классический результат!

Высокая степень когерентности и острая направленность лазерного излучения, а также возможность сконцентрировать в импульсе очень большую мощность (при достаточной интенсивности лазерный луч плавит и обращает в пар любое вещество) привело к широкому распространению лазеров в самых различных областях техники и медицины.

Колебания, оптическая физика Электромагнитное поле Электромагнитное взаимодействие