optika (852958), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Давление света.Если фотоны обладают импульсом, то свет, падающий на тело, долженоказывать на него давление.Пусть поток монохроматического излучения частоты ν падает перпендикулярно поверхности. Если за 1с на 1м2 поверхности тела падает N фотонов,то при коэффициенте отражения ρ света от поверхности тела отразится ρNфотонов, а (1 − ρ)N фотонов – поглотится. Каждый поглощенный фотонпередает поверхности импульс pγ , а каждый отраженный фотон –2 pγ .Давление света на поверхность равно импульсу, который передают2hνhνhνρN + (1 − ρ) N = (1 + ρ) N .cccЭнергетическая освещенность поверхностиNhν = Ee (энергия всехповерхности за 1с N фотоновp=фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени). Объемнаяплотность энергии излучения: w =Ee.

ОтсюдаcОптикаp=Ee(1 + ρ) = w(1 + ρ) .c6–32Волновая теория света на основании уравненийМаксвелла приходит к такому же выражению.Давление света в волновой теории объясняетсятем, что под действием электрического поля Eэлектромагнитной волны электроны в металле будутдвигаться в направлении (обозначенном υ нарисунке) противоположном E . Магнитное поле Bэлектромагнитной волны действует на движущиесяэлектроны с силой Лоренца в направлении (поправилу левой руки) перпендикулярном поверхностиметалла.

Таким образом, электромагнитная волна оказывает наповерхность металла давление.48. Эффект Комптона.Корпускулярные свойства света отчетливо проявляются в эффектеКомптона – упругом рассеянии коротковолнового электромагнитногоизлучения (рентгеновского и γ -излучений) на свободных (или слабосвязанных)электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны.Это увеличение Δλ = λ′ − λ не зависит от длины волны λ падающегоизлучения и природы рассеивающего вещества, а определяется только угломрассеяния θθΔλ = λ′ − λ = 2λC sin 2 ,2где λ′ – длина волны рассеянного излучения,λC – комптоновская длина волны.

Приh= 2,43 ⋅ 10−12 м .mecФотон (с энергией ε γ = hν и импульсом pγ = hν c ), столкнувшись срассеянии на электронеλCe =2электроном (энергия покоя W0 = mec , me – масса покоя электрона), передаетему часть своей энергии и импульса и изменяет направление движение(рассеивается).

В процессе этого упругого столкновения выполняются законысохранения энергии W0 + ε γ = W + ε′γи импульсаpγ = pe + p′γ , гдеW=pec 2 + me2c 4 – релятивистская энергия электрона после столкновения,Таким образомmec 2 + hν =pec 2 + me2c 4 + hν′ ,()pe2 = pγ2 + p′γ2 − pγ p′γ cos θ = ( hν c ) + ( hν′ c ) − 2 h 2 c 2 cos θ .

Следователь22но, mec (ν − ν′) = hνν′ cos θ . С учетом ν = c λ , получим2Δλ = 2λC sin 2 ( θ 2 ) .Эффект Комптона не может наблюдаться в видимой области спектра,поскольку энергия фотона видимого света сравнима с энергией связиэлектрона с атомом, при этом даже внешний электрон атома нельзя считатьсвободным.Эффект Комптона, излучение черного тела и фотоэффектслужатдоказательствомквантовых(корпускулярных)представлений о свете как о потоке фотонов.А.Н.Огурцов.

Физика для студентов.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)