Жарықтың корпускулалық-толқындық табиғатының біртұтастығы

Ереже: Когерентті толқындар қосылғанда фазаларына қарай бірін-бірі күшейтеді немесе әлсіретеді. Жарық пен қараңғы жолақтардың таралуы жарықтың толқындық қасиетін көрсетеді.

Қолдану: Екі саңылау толқындары экранның әр нүктесіне әртүрлі жолмен жетеді. Жол айырымы фаза айырмасын туғызып, кей нүктеде максимум, кей нүктеде минимум береді.

Қате нұсқалар: A) Тек сәулелік геометрия екі саңылаудан кейінгі кезектескен күшею мен әлсіреуді түсіндіруге жеткіліксіз.

C) Фотоэмиссия энергия алмасу шартын сипаттайды, ал берілген жолақтардың орны интерференциямен анықталады.

D) Когерентті бір жиілікті толқындар да қараңғы жолақ береді; шешуші шама — сол нүктедегі фаза айырмасы.

E) Экранның қызуы мүмкін, бірақ ол когерентті екі жолдан туған кезектескен максимум мен минимумдардың орнын түсіндірмейді. Ишара: Кеңістікте кезектескен күшею мен әлсіреудің себебін фаза айырмасынан ізде.

Ереже: Бірфотондық фотоэффектте электрон бір фотоннан hν энергия алады. Бұл энергия беттің шығу жұмысынан аз болса, фотондар санын көбейту жеке актінің энергия тапшылығын жоймайды.

Қолдану: Жоғары жиілікті әлсіз жарықта фотон аз, бірақ әрқайсысы жеткілікті энергия бере алады. Төмен жиілікті күшті жарықта фотон көп болғанымен, бір квант энергиясы жеткіліксіз.

Қате нұсқалар: B) Шығу жұмысы нөл болса, берілген шекті жиілікті түсіндіру мүмкін болмас еді.

C) Бұл түсінік төмен жиілікте жарық күшті болса да фотоэмиссияның болмауын түсіндіре алмайды.

D) Жеке квант энергиясын жиілік анықтайды; жалпы қуат фотон саны арқылы да өзгереді.

E) Берілген құбылыс c-нің өзгерісіне негізделмейді; энергияның квантталуы маңызды. Ишара: Жарық қарқындылығы мен жеке фотон энергиясын бір шама деп қабылдама.

Ереже: Жарықтың кванттық және толқындық сипаттамалары E = hν және p = h/λ арқылы байланысады. Вакуумда λν = c болғандықтан, бұл қатынастар E = pc теңдігін де береді.

Қолдану: Бірінші теңдеу жиілік арқылы квант энергиясын, екіншісі толқын ұзындығы арқылы импульсті анықтайды. Екеуін бірге қолданғанда hν = (h/λ)c, яғни өзара үйлесімді нәтиже алынады.

Қате нұсқалар: B) Энергия қатынасы дұрыс, бірақ импульс толқын ұзындығына кері пропорционал болуы керек.

C) Екі қатынас та дұрыс тәуелділікті кері өзгертеді; өлшемдері энергия мен импульске сәйкес келмейді.

D) Фотон үшін E = pc, c² емес; энергия мен импульстің өлшемдік байланысы бұзылған.

E) Импульс қатынасы дұрыс, ал энергия жиілікке кері емес, тура пропорционал. Ишара: Дұрыс жұп λν = c және E = pc қатынастарымен де сәйкес келуі тиіс.

Ереже: Кейбір оптикалық құбылыстарды толқындық та, фотондық та тілмен сипаттауға болады. Жарық қысымы екі тәсілде де энергиямен бірге импульс тасымалдануына байланысты.

Қолдану: Айнадағы қысымның бар болуы кванттық импульс түсінігімен үйлеседі, бірақ оның жалғыз дәлелі емес. Максвеллдің электрмагниттік теориясы да сәуле импульсі арқылы қысымды болжайды.

Қате нұсқалар: A) Электрмагниттік толқын энергия да, импульс те тасымалдайды; қысым оған қайшы емес.

B) Идеал шағылуда энергия жұтылмаса да импульс бағыты өзгереді; бұл тұжырым механизмді қате сипаттайды.

C) Электрмагниттік толқын импульсі де таралу бағытымен байланысты; шағылу кезінде бағыт өзгерісі қысымды түсіндіреді.

E) Идеал айна да қысым сезеді, себебі кері шағылуда импульс беріледі; энергияның жұтылуы міндетті емес. Ишара: Бір құбылысты бір ғана модель түсіндіреді деп қорытындылаудан бұрын басқа модельдің болжамын тексер.

Ереже: Кванттық нысанның тіркелуі жеке оқиға ретінде өтеді, ал көптеген бірдей дайындалған оқиғалардың ықтималдық таралуы толқындық интерференцияны көрсетеді.

Қолдану: Шартта екі түрлі дерек қатар бар: жеке нүктелік тіркелулер және олардың жиналған жолақты таралуы. Екеуі бір-бірін жоққа шығармай, жарықтың кванттық және толқындық сипаттамаларын бірге көрсетеді.

Қате нұсқалар: A) Интерференция электр зарядының бар болуын білдірмейді; фотон зарядсыз.

B) Бір-бірден жіберілген жағдайда да үлгі жиналады; оны фотондардың өзара міндетті соқтығысуына телуге болмайды.

C) Тәжірибеде дискретті оқиғалардың статистикалық таралуы интерференциялық сурет бере алады.

D) Берілген бақылауда әр оқиға жергілікті нүктеде тіркеледі; кеңістіктік жолақтар көптеген оқиғаның таралуынан құралады. Ишара: Бір оқиғада не тіркелетінін және көп оқиғадан қандай таралу шығатынын ажырат.