Эффе́кт Рамза́уэра (известен также как эффе́кт Рамза́уэра — Та́унсенда ) — явление аномально слабого рассеяния медленных электронов атомами нейтральных газов . Впервые наблюдался в 1921 немецким физиком при изучении рассеяния электронов в аргоне , а позже эффект наблюдался и в других веществах.

Эффект не может быть описан с точки зрения классической механики , поэтому его открытие сыграло важную роль при становлении квантовой механики .

История открытия

Эффект открыт в 1921 году в результате изучения рассеяния электронов в газообразном аргоне. Им исследовалась зависимость сечения упругого рассеяния электрона в зависимости от его энергии . При уменьшении энергии в соответствии с классической механикой сечение должно возрастать, однако, в проведённом эксперименте при энергиях электронов меньших 16 эВ наблюдалось уменьшение сечения практически до нуля с минимумом, достигаемым при энергии порядка 1 эВ .

Независимо этот же эффект в то же время наблюдался Д. Таунсендом .

Позднее аналогичные наблюдения были сделаны и для некоторых других тяжёлых газов. Эффект также был косвенно подтверждён в опытах по измерению подвижности электронов в нейтральных газах .

Объяснение эффекта

Качественное объяснение

Эффект, обнаруженный Рамзауэром, не мог быть объяснён в рамках классической физики и получил своё объяснение только в квантовой механике после введения гипотезы де Бройля . В соответствии с этой гипотезой электрон обладает волновыми свойствами . В этом случае эффект Рамзауэра аналогичен эффекту пятна Пуассона в оптике . Роль «экрана» для электрона играет атом. Если длина волны де Бройля электрона сравнима с размером атома, то в результате дифракции электрона за атомом возникает максимум электронной волны — электрон «огибает» атом без рассеяния на нём.

Простой теоретический подсчет, предложенный Дэвидом Бомом , заменяет атом на потенциальную яму .

Более сложные подсчёты включают релятивизм электрона, электрон-электронное взаимодействие и спин-поляризационные эффекты.

См. также

• Опыт Дэвиссона — Джермера

Примечания