Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011. - 59 с.

КВАНТОВАЯ ОПТИКА.

АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Учебное пособие

Ростов-на-Дону 2011

УДК 530.1

Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, Г.Ф. Лемешко.

Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011. - 59 с.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой по общему курсу физики.

Главная цель пособия – познакомить студентов с разделами квантовой оптики, атомной и ядерной физики. Пособие предназначено для студентов инженерных специальностей всех форм обучения. Может быть использовано студентами при подготовке к практическим занятиям по решению задач, коллоквиуму, зачету, экзамену, к выполнению лабораторного практикума.

Печатается по решению методической комиссии факультета «Нанотехнологии и композиционные материалы»

Научный редактор проф., д.т.н. В.С. Кунаков

© Издательский центр ДГТУ, 2011

Квантовые оптические явления

Фотоны. Энергия, масса и импульс фотонов

Немецкий физик М. Планк в 1900 г. предположил, что излучение и поглощение света происходят не непрерывно, как следует из волновой теории, а порциями (квантами, фотонами). Энергия кванта света прямо пропорциональна частоте электромагнитной волны:

, (1)

где ‑ постоянная Планка, определяемая опытным путем, , - частота света, - циклическая частота.

Следовательно, энергия электромагнитной (световой) волны должна быть кратна энергии кванта:

.

Кванты света (фотоны) должны обладать массой и импульсом.

Из теории относительности следует, что энергия равна

, (2)

где - масса частицы, - скорость света в вакууме.

Приравнивая (1) и (2), получаем выражение для массы фотона:

.

Масса покоя фотона равна нулю.

Импульс материальной точки равен произведению массы на скорость, а поскольку скорость фотона равна скорости света, получаем выражение для импульса фотона:

.

Тепловое излучение

Законы теплового излучения

Закон Кирхгофа

Реальное тело находится в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой. Следовательно, если какое-то тело больше излучает, то оно должно и больше поглощать энергии, для того, чтобы его температура не изменялась. И, соответственно, наоборот.

Таким образом, испускательная способность тела и его поглощательная способность связаны между собой.

Немецкий физик Кирхгоф, опираясь на второй закон термодинамики и анализируя условия равновесного излучения в изолированной системе тел, установил количественную связь между испускательной и поглощательной способностью тел: отношение испускательной способности тела (спектральной плотности энергетической светимости) к его поглощательной способности (коэффициент поглощения) есть величина постоянная, не зависящая от природы тела (закон Кирхгофа):

(4)

Соотношение (4) справедливо для всех тел, в том числе и для абсолютно чёрных ( ), для которых поглощательная способность равна единице, т.е. . Поэтому можно записать:

,

где называется универсальной функцией Кирхгофа.

И тогда закон Кирхгофа примет вид

.

Отношение испускательной способности к поглощательной способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же универсальной функцией длины волны и температуры, равной спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела.

Отсюда следует, в частности, что лучеиспускательная способность реальных тел всегда меньше лучеиспускательной способности абсолютно черного тела (поскольку ).

Закон Стефана-Больцмана

Австрийские физики Й. Стефан и Л. Больцман, анализируя экспериментальные данные и применяя термодинамический метод, установили зависимость энергетической светимости абсолютно чёрного тела от температуры: энергетическая светимость абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени его термодинамической температуры.

(5)

Этот закон носит название закона Стефана-Больцмана. Здесь - постоянная Стефана-Больцмана.

Энергетическая светимость реальных тел всегда меньше, чем абсолютно чёрных, поэтому для реальных тел закон Стефана-Больцмана выглядит так:

,

где - коэффициент, показывающий, какую часть излучения чёрного тела составляет излучение реального тела, т.е. степень черноты тела ( ).

Законы Вина

1) Закон смещения Вина.

Немецкий физик В.Вин, опираясь на законы термо- и электродинамики, установил зависимость длины волны , соответствующей максимуму функции , от температуры : длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре

, (6)

где - постоянная Вина, полученная экспериментально.

Из выражения (6) следует, что по мере возрастания температуры положение максимума функции смещается в область коротких длин волн. Поэтому уравнение (6) называется законом смещения (см. рис. 1).

2) Максимальное значение плотности энергетической светимости чёрного тела пропорционально пятой степени абсолютной температуры

,

где - постоянная, значение которой определено экспериментально.

Формула Рэлея-Джинса

Английские физики Д.Рэлей и Д.Джинс на основе представлений классической физики, применив методы статистической физики получили спектральную плотность энергетической светимости абсолютно чёрного тела:

или , (7)

удовлетворяющую условиям Вина. Здесь ‑ скорость света в вакууме, ‑ постоянная Больцмана.

Однако эта формула согласуется с эксперименталь­ны­ми результатами только в области больших длин волн (малых частот) (см. рис. 2), и резко расходится с опытом для малых длин волн. Из рис. 2 видно, что при малых длинах волн энергетическая светимость стремится к бесконечности. Этот результат, получивший название ультрафиолетовой катастрофы,находится в противоречии с опытом, что указывало на существование каких-то закономерностей, несовместимых с представ­лениями классической статистической физики и электродинамики.

Формула Планка

Немецкий физик М.Планк, исходя из предположения о квантовой природе света, получил согласующееся с опытными данными выражение для спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела:

. (8)

Данное выражение называется формулой Планка для теплового излучения тел.

Проанализируем формулу (8).

1)

При малых частотах (больших длинах волн) (см. рис. 3) , следовательно . Получаем , т.е. формулу Рэлея-Джинса.

2) При больших частотах (коротких длинах волн) . Получаем , т.е. функцию, проходящую через максимум, согласующуюся с экспериментом.

3) Используя формулу Планка можно получить закон Стефана-Больцмана:

(9).

Сравнивая формулы (9) и (5), получаем теоретическое значение постоянной Стефана-Больцмана, которое хорошо согласуется с экспериментальными данными: .

4) Осуществим преобразования по формуле (3), т.е. перейдём от частоты к длине волны. Производную от функции Планка по длине волны приравниваем нулю, и получим выражение для закона смещения Вина:

. (10)

Таким образом, сравнивая формулы (10) и (6) получаем:

.

Подставляя в это выражение константы, получаем хорошее согласие с экспериментальным значением.

Оптическая пирометрия, дистанционный, бесконтактный метод измерения температуры

Для дистанционного измерения температуры тел используют пирометр. В качестве примера рассмотрим принцип работы пирометра с «исчезающей» нитью, принципиальная схема которого изображена на рис. 4.

Здесь ‑объектив, ‑окуляр, ‑спираль, ‑амперметр, проградуированный в градусах Цельсия или Кельвина, ‑ реостат, с помощью которого можно менять силу тока в цепи, ‑ источник тока.

Пирометр наводится на светящийся объект (электрическая лампочка, пламя свечи, расплавленный металл в печи, Солнце, звезды и т.д.). Необходимо добиться резкого изображения спирали на фоне объекта. При изменении силы тока в цепи (с помощью реостата), происходит изменение степени накала спирали. Добиваясь того, чтобы нить спирали стала неразличимой на фоне объекта, получаем, что яркость спирали сравнялась с яркостью объекта. При совмещении яркостей, по шкале амперметра, которая предварительно была проградуирована в градусах, определяют яркостную температуру объекта, т.е. температуру его поверхности. С помощью поправок можно вычислить термодинамическую температуру исследуемого тела.

Фотоэффект

Внешним фотоэлектрическим эффектом или фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Это явление было открыто в 1887 г. Г. Герцем, который заметил, что проскакивание искры между цинковыми шариками разрядника значительно облегчается, если один из шариков осветить ультрафиолетовыми лучами. В 1888—1889 гг. А. Г. Столетов установил следующие закономерности:

1. Испускаемые под действием света заряды имеют отрицательный знак.

2. Наибольшее действие оказывают ультрафиолетовые лучи.

3. Величина испущенного телом заряда пропорциональна поглощенной им световой энергии.

В 1898 г. Ленард и Томсон, измерив удельный заряд испускаемых под действием света частиц, установили, что эти частицы являются электронами.

Схема установки для исследования фотоэффекта показана на рис. 5. Свет проникает через кварцевое окошко Кв в эвакуированный баллон и освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. Фотоны, проникая в материал передают свою энергию электронам. Если энергия фотонов достаточно велика, то электроны, приобретая кинетическую энергию, могут вылетать из поверхности металла в окружающее пространство. Электроны, испущенные вследствие фотоэффекта, перемещаются под действием электрического поля к аноду А. В результате в цепи прибора течет фототок, измеряемый гальванометром G. Напряжение между анодом и катодом можно измерять с помощью вольтметра V. Фотоэффект в сильной степени зависит от состояния освещаемой поверхности (в частности от находящихся на ней окислов).

Внутренний фотоэффект

Внутренний фотоэффект (фотопроводимость) заключается в обусловленном действием света перераспределении электронов по энергетическим уровням. Если энергия кванта превышает ширину запрещенной зоны, то поглотивший квант электрон переходит из валентной зоны в зону проводимости. В результате появляется дополнительная пара носителей тока — электрон и дырка, что проявляется в увеличении электропроводности вещества. Если в веществе имеются примеси, то под действием света электроны могут переходить из валентной зоны на уровни примеси или с примесных уровней в зону проводимости.

Если полупровод­ник Ф (рис. 7), включенный в электри­чес­кую цепь с источником э.д.с., осветить, то ток в цепи изменится, так как под действием света изменяется электри­ческое сопротивление полу­про­вод­ника. Так как при внутреннем фото­эффекте происходит перераспреде­ление электронов по энергети­ческим уровням, концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости или к возникновению ЭДС. Сопротивление полупроводника под действием света уменьшается, т.к. свет переводит электроны из заполненной зоны в зону проводимости.

Внутренний фотоэффектнаблюдается в диэлектриках и полупроводниках.

Вентильный фотоэффект

Вентильный фотоэффект(фотоэффект запирающего слоя) заключается в возникновении ЭДС (фото-ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла.

Вентильный фотоэффект был впервые (1888 г.) обнаружен русским физиком В.А. Ульяновым и состоит в том, что электроны проходят сквозь запирающий слой и заряжают расположенную на нем контактную пленку металла. Запирающий слой очень тонок, поэтому выбитые электроны свободно сквозь него проходят. В обратном направлении электроны пройти не могут, так как уже не обладают для этого достаточной кинетической энергией. На рис. 8 изображена схема фотоэлемента с запирающим слоем. На пластинку железа наносится тонкий слой селена, который покрыва­ется очень тонким слоем золота. На границе между слоем золота и селена образуется запирающий слой, который хорошо пропускает элект­роны, вырванные светом из слоя селена, в направ­ле­нии к пленке золота и не пропускает их обратно. В резуль­тате этого между слоем золота и железной подлож­кой возникает э.д.с., а если внешняя цепь замкнута, то в ней будет идти электрический ток.

Давление света

Давлением светаназывается давление, которое производят электромагнитные световые волны, падающие на поверхность какого- либо тела.

Свет обнару­живает корпуску­лярно-волновой дуализм (двойст­вен­ность): в одних явлениях проявля­ется его волновая природа и он ведет себя как электро­маг­нитная волна, в других явлениях проявляется корпускулярная природа света и он ведет себя как поток фотонов.

В квантовой оптике световое давление является следствием того, что у фотона имеется импульс:

Из наличия у фотона импульса вытекает, что свет, падающий на какое-либо тело, должен оказывать на это тело давление, равное импульсу, сообщаемому фотонами единице поверхности в единицу времени.

Если в единицу времени на единицу поверхности тела падает фотонов, то при коэффициенте отражения света от поверхности тела фотонов отразится, а - поглотится. Каждый поглощённый фотон передаёт поверхности импульс , а каждый отражённый .

Тогда давление на поверхность равно

.

Учитывая, что , где - общее число фотонов, а - энергия всех фотонов, получаем:

,

где - объёмная плотность энергии излучения, - коэффициент отражения света. Для зеркальных тел , соответственно , для чёрных , .

Существование светового давления объясняется с точки зрения электромагнитной теории света. При падении электромагнитной волны на металл (рис. 9), под действием электрического поля волны с напряженностью электроны металла будут двигаться в направлении, противоположном вектору со скоростью . Магнитное поле с индукцией действует на движущиеся электроны с силой Лоренца в направлении, перпендикулярном поверхности металла. Таким образом, световая волна оказывает давление на поверхность металла.

Существование светового давления экспериментально доказано опытами П.Н. Лебедева.

Прибор П.Н. Лебедева представлял собой легкий каркас с укрепленными на нем тонкими дисками - светлыми и темными (рис. 10). Диски располагались симметрично относительно оси подвеса, вокруг которой каркас мог поворачиваться. Свет, падая на диски, оказывал на светлые и темные диски различное давление. В результате каркас, подвешенный на тонкой стеклянной нити, испытывал вращающий момент, который закручивал нить. Давление света определялось по углу закручивания нити.

Эффект Комптона

Наиболее полно корпускулярные свойства света проявляются в эффекте Комптона.

В 1923 г. Комптон А., исследуя рассеяние рентгеновских лучей различными веществами, обнаружил, что в рассеянных лучах, наряду с излучением первоначальной длины волны , содержатся лучи большей длины волны .

Разность длин волн оказалась независящей от длины волны и от природы рассеивающего вещества, но зависит от направления рассеяния.

Экспериментально была установлена закономерность: , (11)

где Å – комптоновская длина волны - величина изменения длины волны при рассеянии под прямым углом.

При столкновении фотонов (рис. 11) со свободными электронами наблюдается рассеяние фотонов с измененной частотой, а электроны , испытывающие соударение с фотонами, получают импульс и энергию, благодаря чему они начинают двигаться в определенном направлении. В этом случае выполняются законы сохранение энергии и импульса. Столкновение фотонов с электронами внешне напоминает картину столкновения упругих шаров.

Рис. 11. Схема эффекта Комптона

Пусть - энергия падающего фотона, - энергия рассеянного фотона после соударения, - кинетическая энергия электрона до взаимодействия, - кинетическая энергия электрона после взаимодействия, - масса покоя электрона, - масса электрона, движущегося после рассеяния со скоростью . Тогда по закону сохранения энергии:

. (12)

Так как - импульс падающего фотона, - импульс рассеянного фотона, - импульс электрона после столкновения, то закон сохранения импульса:

Из рис. 12 следует закон сохранения импульса в скалярном виде:

. (13)

Из выражений (12) и (13) с учетом , получим формулу: , совпадающую с эмпирической формулой (11). Из сравнения последнего выражения с (11) следует, что .

При рассеянии фотонов на электронах, связь которых с атомом велика, обмен энергией и импульсом происходит с атомом как целым. Поэтому необходимо дополнительно учитывать энергию на отрыв электрона от атома и энергию на сообщение скорости самому атому.

Физика атома

Постулаты Бора

Итак, модель атома Резерфорда не объясняет устойчивость атома и не объясняет спектр атомов.

Выход из создавшегося тупика был предложен датским физиком Нильсом Бором в 1913 году. Свои предложения Нильс Бор сформулировал в виде двух постулатов.

1). В атоме существуют стационарные состояния, в которых он не излучает электромагнитную энергию, хотя при этом электроны движутся ускоренно

2). При переходе атома из стационарного состояния с энергией в состояние с энергией излучается или поглощается энергия светового кванта, равная разности энергий этих стационарных состояний:

, (18)

где - постоянная Планка, - частота.

При происходит излучение фотона, при - его поглощение.

Соответственно частота излучения будет равна:

.

Набор возможных дискретных частот квантовых переходов определяет линейчатый спектр.

Если принять, что энергия электрона, удаленного на бесконечно большое расстояние от ядра равна нулю, тогда энергия электрона в атоме будет отрицательна (при удалении электрона необходимо совершать положительную работу, сообщая тем самым электрону положительную энергию). Следовательно, выражение для частоты можно переписать как:

Эта формула согласуется со спектроскопическими данными, рассмотренными выше (см.формулу (17)), согласно которым частота линии равна разности термов:

Опыты Франка и Герца

Согласно постулатам Бора уровни энергий внутри атома должны принимать дискретные значения.

Изучая методом задерживающего потенциала столкновения электронов с атомами газов в 1913 году Д.Франк и Г.Герц экспериментально доказали дискретность значений энергии атомов.

Принципиальная схема установки Франка и Герца приведена на рис. 15. В трубке находятся пары ртути при низком давлении (порядка

). За счет термоэлектронной эмиссии из катода вылетают электроны, которые ускоряются разностью потенциалов, приложенной между катодом и сеткой. Между сеткой и анодом создавалось слабое электрическое поле, тормозившее движение электронов к аноду. Определялась зависимость
анодного тока от напряжения между катодом и сеткой. Такая зависимость приведена на рис. 16.

До тех пор пока энергия электронов меньше энергии первого уровня возбуждения атомов ртути, соударения электронов с атомами ртути носят упругий характер. При таких соударениях электроны почти не теряют свою энергию, проскакивают через сетку и все электроны участвуют в создании анодного тока. Когда же энергия электронов достигает или превосходит энергию первого уровня возбуждения атомов ртути, происходит неупругое соударение. Электроны передают энергию атомам, они возбуждаются, а сами электроны теряют свою энергию. Поэтому резко уменьшается число электронов, проскочивших через сетку и достигших анода . Анодный ток резко падает. При дальнейшем увеличении анодного напряжения, энергия электронов также растет и превышает первый уровень энергии возбуждения атомов ртути. Соударения опять становятся упругими, все электроны проскакивают сетку, и анодный ток вновь растет. Растет и энергия электронов. Однако, при достижении электронами энергии второго уровня возбуждения атомов ртути, соударения становятся неупругими, и опять происходит падение анодного тока. То же происходит и для третьего уровня возбуждения.

Таким образом, эксперимент Франка и Герца показывает, что уровни энергий атомов ртути имеют дискретный характер, что подтверждает постулаты Бора.

Люминесценция

Люминесценцией называется излучение света телами, избыточное над тепловым при той же температуре и имеющее длительность, значительно превышающую периоды излучений в оптическом диапазоне спектра. В отличие от равновесного теплового излучения, люминесцентное излучение не имеет равновесного характера.

При этом в зависимости от способов возбуждения различают несколько видов люминесценции: хемилюминесценция ‑ люминесценция, которая происходит за счет энергии химических реакций (например, свечение светлячков, фосфора, гнилых деревьев), электролюминесценция ‑ люминесценция, которая происходит за счет электрического поля, катодолюминесценция – происходит под действием электронов, рентгенолюминесценция – происходит под действием рентгеновского излучения, фотолюминесценция ‑ люминесценция, происходящая под действием света. При этом тело поглощает фотон какой-либо частоты, а затем испускает другой фотон, обычно большей длины волны. Люминесцирующие вещества называются люминофоры.

По длительности свечения условно различают два вида фотолюминесценции: флуоресценция, при которой свечение прекращается практически одновременно с прекращением освещения ( ), и фосфоресценция, при которой имеет место затухающее послесвечение в течение длительного промежутка времени.

При фотолюминесценции энергия поглощенного фотона расходуется частично на энергию излученного фотона и частично остается в веществе. Этот остаток обычно обозначают символом . Согласно закону сохранения энергии

(25)

Обычно , соответственно и .

Соотношение (25) называется правилом Стокса (установлено в 1852 г.): длина волны люминесцентного излучения всегда больше длины волны света, возбудившего его.

Однако, с повышением температуры вещества, может наблюдаться и обратное явление ‑ антистоксовое излучение, при котором и . Это означает, что при люминесценции часть люминесцирующего света проходя через толстые слои вещества, может поглощаться этим веществом.

Широкое и тщательное изучение люминесценции было предпринято С.И. Вавиловым и его сотрудниками.

Для характеристики явления люминесценции вводят понятие квантовый выход люминесценции ( ), т.е. отношение излучаемой энергии к энергии, поглощенной люминесцирующим веществом. Из экспериментальных данных следует, что величина вначале растет с увеличением длины волны возбуждающего света, далее, в некотором интервале длин волн остается постоянной, а затем резко падает.

Это общие закономерности люминесценции. Остановимся теперь несколько подробнее на флуоресценции и фосфоресценции.

При флуоресценции процесс поглощения и излучения света разыгрывается целиком внутри поглощающих молекул и поэтому мало зависит от внешних условий. Излучение возникает при переходе электрона из возбужденного состояния, вследствие поглощения фотона падающего света, в обычное, нормальное состояние. При этом длительность послесвечения определяется временем жизни атома или молекулы в возбужденном состоянии. При флуоресценции энергия поглощаемого фотона должна быть в точности равна разности энергетических уровней электрона.

Фотон поглощается, переводя молекулу в возбужденное состояние. Обратный переход осуществляется либо сразу, либо поэтапно.

Изучение спектров флуоресцирующих веществ позволяет разбираться в их свойствах и строении, как и изучение оптических спектров.

В фосфоресцирующих кристаллах – фосфорах ‑ энергия поглощаемого фотона достаточна, чтобы вовсе удалить электрон от оптических центров. Электрон может быть захвачен другим оптическим центром, перейти на низший энергетический уровень и излучить квант света ‑ фотон. Поскольку время жизни электрона в свободном состоянии велико, то и время послесвечения для фосфоров достаточно длительно. Необходимо заметить, что повышение температуры сильно сокращает это время.

Применение люминесценции

1. Люминесцентный анализ, при котором не надо нагревать вещество для получения спектра. Достаточно добавить некоторый реагент, который переводит исследуемое вещество в разряд люминофоров. Важной особенностью люминесценции является способность светиться при очень малых концентрациях ( ) и малых количествах ( ).

2. Лампы дневного света. У обычных ламп накаливания КПД очень мал , поскольку видимый диапазон света составляет ничтожную часть от общего диапазона излучения нагретого тела. Линии излучения паров ртути концентрируются в узкой области, близкой к диапазону видимого света. Однако имеются и здесь недостатки ‑ спектр излучения паров ртути не сплошной, а линейчатый. Поэтому на внутреннюю поверхность газоразрядной трубки наносят смесь специально подобранных фосфоров, которые дают вторичное излучение в видимой части спектра. Таким путем изготавливают лампы дневного света.

Ядерные силы

Огромная энергия связи нуклонов в ядре указывает на то, что внутри ядра действуют силы, удерживающие как целое это ядро. Это не электромагнитные силы. Наоборот, эти силы преодолевают громадные силы электростатического отталкивания протонов в ядре.

Эти специфические силы называются ядерными силами, а взаимодействие посредством ядерных сил ‑ сильным взаимодействием. Для ядерных сил характерны следующие особенности:

1) Ядерные силы являются силами притяжения.

2). Ядерные силы являются короткодействующими. Они действуют на расстоянии . На расстояниях порядка их действие уже не обнаруживается. На расстояниях меньших притяжение нуклонов сменяется отталкиванием.

3). Зарядовая независимость ядерных сил. Сильное взаимодействие не зависит от зарядов нуклона.

4). Ядерные силы обладают свойством насыщения. Это означает, что каждый нуклон в ядре взаимодействует с ограниченным числом нуклонов, и вытекает из того факта, что энергия связи на один нуклон примерно постоянна для всех ядер.

5). Ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов.

Радиоактивность

Явление радиоактивности в 1896 году обнаружил А.Беккерель. Суть ее заключалась в том, что соли урана люминесцировали без предварительного облучения светом. Причем люминесценция урана обладала удивительным свойством: лучи, излучаемые ураном, были невидимы для глаз, но действовали на фотопластинку; лучи проникали даже сквозь плотную бумагу.

Дальнейшее изучение этого явления связано с именами Пьера и Мари Кюри. Они установили, что кроме самого урана излучают еще радий и полоний.

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Радиоактивность – это внутриядерный процесс. Об этом свидетельствует тот факт, что на радиоактивность не влияет химический состав, агрегатное состояние, температура, давление и другие воздействия, которые могут привести к изменению электронной оболочки.

Резерфорд установил, что излучение состоит из трех компонент.

1). -лучи.

-лучи состоят из корпускул, интенсивность их излучения частиц в секунду. Заряд -частиц положителен и равен двум элементарным зарядам электрона . Масса -частиц оказалась равной массе иона , т.е. р