загрузка...
загрузка...
На головну

Маса і імпульс фотона. тиск світла

  1. А) Дія миттєвого імпульсу
  2. Абсолютна і відносна маса мозку у людини і антропоїдних мавп (Рогінський, 1978)
  3. абсолютний тиск
  4. Артеріальний тиск
  5. АРТЕРІАЛЬНИЙ ТИСК
  6. Атомна маса. Молекулярна маса. молярна маса
  7. Біомаса популяції.

Відповідно до гіпотези світлових квантів Ейнштейна, світло випускається, поглинається і поширюється дискретними порціями (квантами), названими фотонами. енергія фотона Е = h?. Його маса знаходиться із закону взаємозв'язку маси і енергії:

mф = H? / с2. (32.5)

Фотон - елементарна частинка, яка завжди рухається зі швидкістю світла і має масу спокою, рівну нулю. Отже, маса фотона відрізняється від маси таких елементарних частинок, як електрон, протон і нейтрон, які мають відмінну від нуля масу спокою і можуть перебувати в стані спокою.

Імпульс фотона рф дорівнює:

рф = ?0 / С = h? / с. (32.6)

Фотон, як і будь-яка інша частка, характеризується енергією, масою та імпульсом. Вирази (32.5) і (32.6) пов'язують корпускулярні характеристики фотона - масу, імпульс і енергію - з волновойхарактерістікой світла - його частотою. Якщо фотони мають імпульсом, то світло, повинен чинити тиск на поверхню.

Згідно квантової теорії, тиск світла на поверхню обумовлено тим, що кожен фотон при зіткненні з поверхнею передає їй свій імпульс.

Розрахуємо з точки зору квантової теорії світлове тиск, який чиниться на поверхню тіла потоком монохроматичноговипромінювання (частота ?), Що падає перпендикулярно поверхні.

Якщо в одиницю часу на одиницю площі поверхні тіла падає N фотонів, то при коефіцієнті відбиття ? світла від поверхні тіла ?N- фотонів відіб'ється, а (1-?)N- Поглине.

Кожен поглинений фотон передає поверхні імпульс рф = H? / с, А кожен відбитий - 2рф =2h? / с (При відображенні імпульс фотона змінюється на рф). Тиск світла на поверхню одно імпульсу, який передають поверхні в 1с N фотонів:

Р = 2 ?N +  (1 ? ) N = (1+ ?) N, (32.7)

N h? = Ее, Є енергія всіх фотонів, що падають на одиницю поверхні в одиницю часу, т. Е. Енергетична освітленість поверхні, а Ее/с= ?- Об'ємна щільність енергії випромінювання. Тому тиск, вироблене світлом при нормальному падінні на поверхню,

Р = Ее/ с (1+ ? ) = ? (1+ ? ). (32.8)

Тиск світла однаково успішно пояснюється і хвильової, і квантової теорії. Експериментальне доказ існування світлового тиску на тверді тіла і гази дано в дослідах П. Н. Лебедєва. Зокрема виявилося, що тиск світла на дзеркальну поверхню вдвічі більше, ніж на зачерненого.



Попередня   164   165   166   167   168   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179   Наступна

освітленість | яскравість | світність | закони освітленості | Фотометри | закон Кірхгофа | оптична пірометрія | Теплові джерела світла | Теплообмін випромінюванням між поверхнями в приміщенні | Види фотоефекту. Закони зовнішнього фотоефекту |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати