Кванты света. Энергия, импульс фотона. Корпускулярно-волновой дуализм свойств ЭМ излучения.
Кванты света. Энергия, импульс фотона. Корпускулярно-волновой дуализм свойств ЭМ излучения. - раздел Образование, Дифракция на круглом отверстии К Объяснению Свойств Света Существует 2 Подхода: 1) Корпускулярный; 2) Волнов...
К объяснению свойств света существует 2 подхода: 1) корпускулярный; 2) волновой.
1. Гипотеза Планка.
Излучение и поглощение света происходит дискретно, т.е. определенными порциями (квантами), энергия которых определяется частотой Е=hn (h - постоянная Планка = 6,63*10-34Дж*с).
2. Эйнштейн создал квантовую теорию света, согласно которой излучение и поглощение, а также распространение света происходит в виде потоков световых квантов, которые он назвал фотонами. Процесс взаимодействия света с веществом - это взаимодействие кванта (фотона) с веществом.
Фотон обладает массой m, импульс p=m*c=hn/c=h/l .
3. E=m*c2 - энергия фотона.
Фотоны всегда движутся в любой среде со скоростью света. Не существует в состоянии покоя, т.е. их масса покоя равна нулю.
Корпускулярно-волновой дуализм свойств ЭМ излучения. Это означает, что природу света можно рассматривать с двух сторон: с одной стороны это волна, свойства которой проявляются в закономерностях распространения света, интерференции, дифракции, поляризации. С другой стороны свет - это поток частиц, обладающие энергией, импульсом. Корпускулярные свойства света проявляются в процессах взаимодействия света с веществом (фотоэффект, эффект Комптона).
Анализируя можно понять, что чем больше длина волны l, тем меньше энергия (из Е= hс/l), тем меньше импульс, тем труднее обнаруживаются квантовые свойства света.
Чем меньше l => больше энергия Е фотона, тем труднее обнаруживаются волновые свойства света.
Взаимосвязь между двойственными корпускулярно-волновыми свойствами света можно объяснить, если использовать статистический подход к рассмотрению закономерностей распределения света.
Например, дифракция света на щели: при прохождении света через щель происходит перераспределение фотонов в пространстве. Так как вероятность попадания фотона в различные точки экрана неодинаковая, то возникает дифракционная картина. Освещенность экрана (количество фотонов на него падающих) пропорциональна вероятности попадания фотона в эту точку. С другой стороны освещенность экрана пропорциональна квадрату амплитуды волны I~E2 . Поэтому квадрат амплитуды световой волны в данной точке пространства является мерой вероятности попадания фотона в эту точку пространства.
Дифракция на диске
закрытый диском участок волнового фронта исключают из рассмотрения, поэтому открытые зоны Френеля
Дифракция на щели
j - угол дифракции.
Открытую часть волновой поверхности (MN) делят на зоны Френеля, имею
Законы геометрической оптики.
Закон прямолинейного распространения света - в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Закон независимости световых пучков – пучки световых лучей, пересекаясь, не взаимод
Явление полного внутреннего отражения.
Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления n1 (оптически более плотной) в среду с меньшим показателем преломления n2 (оптически менее плотную) (n
Давление излучения.
Давление излучения – давление оказываемое на тела эл. магн. излучением.
Давление излучения – результат того, что фотон имеет импульс.
Эффект Комптона.
Эффект рассеивания коротковолнового излучения (рентгеновского и гамма излучения) на свободных или слабо связанных электронах вещества, которое сопровождается увеличением длинны волны.
W
Гипотеза Луи де Бройля.
Он постулировал универсальность корпускулярно волнового дуализма, т.е. все положения дуализма могут быть применимы ко всем частицам материи.
Это означает для каждой частицы материи можно в
Рассеяние света.
Рассеяние света - это процесс преобразования света в вещество, который сопровождается: 1) изменением направления распространения света; 2) появлением несобственного свечения вещества.
Манд
Новости и инфо для студентов