Номер 4, страница 69, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*4. Расскажите об опыте Боте.

*4. Расскажите об опыте Боте.

Опыт Вальтера Боте и Ганса Гейгера, проведенный в 1925 году, был одним из ключевых экспериментов, подтвердивших корпускулярную природу света и справедливость законов сохранения энергии и импульса в микромире.

Цель опыта: Проверить, выполняются ли законы сохранения энергии и импульса для каждого отдельного акта взаимодействия (в данном случае, эффекта Комптона), а не только в среднем, и подтвердить существование световых квантов (фотонов) как локализованных частиц.

Экспериментальная установка:

1. Источник рентгеновского излучения.

2. Рассеивающее вещество (например, водород), в котором происходит комптоновское рассеяние.

3. Два счетчика Гейгера. Один был предназначен для регистрации рассеянного фотона, а другой – для регистрации электрона отдачи.

4. Схема совпадений, которая фиксировала одновременное срабатывание обоих счетчиков в пределах очень малого временного интервала (${\sim}10^{-3}$ с).

Ход эксперимента: Пучок рентгеновских лучей направлялся на рассеивающее вещество. Согласно теории Комптона, при столкновении рентгеновского фотона с электроном фотон рассеивается под определенным углом, а электрон получает импульс и движется в другом направлении (электрон отдачи). Счетчик фотонов и счетчик электронов были расположены под такими углами, чтобы одновременно зарегистрировать частицы, возникшие в результате одного и того же акта рассеяния. Схема совпадений регистрировала случаи, когда оба счетчика срабатывали одновременно.

Результат и вывод: Эксперимент показал, что число одновременных срабатываний счетчиков (совпадений) значительно превышало число случайных совпадений, которые могли бы возникнуть, если бы частицы не были связаны одним событием. Это доказывало, что рассеянный фотон и электрон отдачи появляются одновременно в результате одного элементарного акта взаимодействия.

Таким образом, опыт Боте убедительно продемонстрировал, что:

- Законы сохранения энергии и импульса выполняются в каждом индивидуальном акте взаимодействия в микромире.

- Энергия и импульс излучения сконцентрированы в дискретных частицах – фотонах, а не распределены по всему волновому фронту.

Ответ: Опыт Боте экспериментально подтвердил с помощью метода совпадений, что при комптоновском рассеянии рассеянный фотон и электрон отдачи появляются одновременно, что доказывает выполнение законов сохранения энергии и импульса в каждом элементарном акте взаимодействия и подтверждает корпускулярную природу света.