Квантовая физика - Вихман Э.
Скачать (прямая ссылка):
П. а‘ Если заряженная частица движется в плоскости, перпендикулярной к направлению однородного магнитного поля, то ее траектория представляет собой окружит.::ь. Предположив, что частица имеет элементарный заряд, покажите,
К задаче II. Схема снимка, полученного в камере Вильсона. Заряженная частица движется в магнитном поле, направленном из плоскости рисунка. Принадлежит ли этот след позитрону? В каком направлении он движется? Может ли этот след принадлежать электрону, движущемуся в противоположном направлении? Почему Андерсон бьп уверен в том, что след на его снимке (рис. 26А) создан позитроном, а не электроном?
что импульс частицы пропорционален произведен!'.о Вг (где В — индукция поля, а г — радиус траектории). Найдите постоянный множитель, который позволяет выразить импульс в МэВ/с, а величину Вг в Гс-см (с — скорость света).
б) Анализируя свой снимок, полученный в камере Вильсона (см. рис. 26А этой главы), Андерсон определил энергию позитрона, зная магнитное поле и кривизну траектории. Импульсы, измеренные им для двух частей траектории, оказались разными Вг= 2,1-106 Гс-см и Вг= 7,5-104 Гс-см. Покажите, что соответствующие энергии равны 63 и 23 МэВ.
в) Можно ли по фотографии следа частицы в камере Вильсона, показанной на рисунке к этой задаче, определить знак заряда и направление движения частицы? Как Андерсон понял, что частица на его снимке (рис. 26А) представляет собой, позитрон, а не электрон, движущийся в обратном направлении?
г) На рис. 26А магнитное поле направлено перпендикулярно к плоскости рисунка. Как оно направлено: на нас или от нас?
176
Обратитесь к работе Андерсона (Phys. Rev., 1933, v. 43, p. 491), чтобы понять, почему он отверг возможность, что след на полученной им фотографии принадлежит протону.
12. Рассмотрим более чистый вариант опыта с дифракцией на двух щелях, обсуждавшегося в п. 39—42 (см. рисунок к этой задаче). Рассмотрим поляризационные фильтры перед щелями, перед источником света и перед наблюдателем.
К задаче 12. Уточнение рис. 39А.
Поляризующие фильтры расположены следующим образом: — перед
источником, Рц и Р^ — перед верхней и июкнсЗ щелями, Pq — перед наблюдателем. Какого рода полосы будут наблюдаться при различном наборе фильтров?
Задача заключается в том, чтобы найти выражение для интенсивности, аналогичное уравнению (40с), при разных комбинациях фильтров. Предположи:.;./что источник испускает деполяризованный свет и что щели нечувствительны к состоянию поляризации проходящего света. Рассмотрим следующие случаи:
Мстотьщ
света
---
Зкран
J
I
Ри Р
S
'и ф
У\д
в.
у
%
Поляризация
отсутствует
отсутствует
круговая
круговая
круговая
отсутствует
горизонтальная
горизонтальная
горизонтальная
горизонтальная
горизонтальная вертикальная вертикальная гори юнтальная вертикальная
отсутств\ ет
отсутствует
круговая
круговая
отсутствует
В этой таблице «горизонтальная» и «вертикальная» поляризации обозначают, что фильтр пропускает свот, поляризованный соответствен по в горизонтальном пли вертикальном направлениях; «круговая»— фильтр пропускает лсвополяризо^апгын свет
Дополнительная литература
Эйнштейн А. К квантовой теории излучения.— УФН, 1965, т. 86, с. 371.
Де Бройль Л. Волны и кванты.— УФН, 1967, т. 178.
Фейнман Р. Характер физических законов.— М.: Мир, 1968.
Сегре Э., Виганд К- Антипротон.— Над чем думают физики, 1963, вып. 2, с. 53.
ГЛАВА 5
МАТЕРИАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ
Волны де Бройля
1. В этой главе мы изучим свойства материальных частиц, т. е. частиц с ненулевой массой покоя. К таким частицам относятся, например, электроны, протоны, нейтроны, мезоны, молекулы и т. д.
Материальные частицы обладают волновыми свойствами. Это простой экспериментальный факт, широко известный в настоящее время. Вспомним, однако, что в свое время волновые свойства электрона оказались большой неожиданностью. Причина удивления кроется в том, что физики привыкли считать электрон во всем подобным классической частице. Ранние опыты с электронами не противоречили такой модели, и до 1927 г. не было ясны?: экспериментальных указаний на волновые свойства электрона.
Волновые свойства фотона были открыты раньше, чем его корпускулярные свойства. Изучение электрона шло в обратном порядке. Такая историческая последовательность привела к тому, что у неспециалистов стало почти всеобщим представление, что свет состоит из волн, а электроны являются частицами. Картина эта неполная. В будущем, несомненно, станет общеизвестным, что фотоны, электроны и вообще все частицы похожи друг на друга в том смысле, что обладают некоторыми свойствами волн и некоторыми свойствами корпускул.
