Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lecture.pdf
Скачиваний:
153
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
2.65 Mб
Скачать

тоэффект используется в фотоэлементах, фотоумножителях, которые нашли широкое применение в физических приборах и различных устройствах.

5.4.6. Фотон и его свойства

Итак, наряду с волновыми свойствами как интерференция и дифракция, свет обладает и такими, для объяснения, которых пришлось предположить, что колеблющиеся заряды в атомах могут излучать и поглощать свет только определенными порциями энергии - квантами. Величина энергии кванта равна

ε = hν. (5.4.10)

В тех случаях, когда необходимо подчеркнуть корпускулярные свойства света, говорят о световых частицах – фотонах, квантами же называют порцию энергии.

Если предположить, что свет распространяется в пространстве как поток особых частиц, то следует считать, что они обладают массой и импульсом. Со-

гласно взаимосвязи массы и энергии в теории относительности E = mc2, поэтому каждому фотону можно приписать массу

m =

ε

=

 

 

hν

.

 

 

 

 

 

 

 

(5.4.11)

c2

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отличие этой массы от массы макрочастиц в том, что фотон не имеет мас-

сы покоя m

. Это следует из формулы m = m0

. Для фотона V = c и β = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1−β2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

так что

 

 

m → ∞. Для получения конечного значения

m

необходимо условие:

m0 = 0.

Это и понятно, т.к. фотон – частица движения. Импульс фотона можно

найти из соотношения E = c2 P

2 + m2c2 . Так как m

0

= 0, то

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

hν

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

P =

 

 

 

=

 

 

= mc .

 

 

 

 

(5.4.12)

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

Это выражение можно переписать с учетом того, что

λ =

:

 

 

 

 

hν

 

 

 

 

h

 

 

 

hk

 

 

 

 

 

 

 

ν

P =

 

 

=

=

= h k ,

 

 

 

 

(5.4.13)

 

 

 

2π

 

 

 

 

где

 

 

 

c

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =

 

 

,

 

 

 

h =

 

=1,05 1034

Дж с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

k,

 

 

 

 

 

Если ввести в рассмотрении волновой вектор

совпадающий по направ-

лению с распространением света, то

 

 

 

 

 

 

P = hk .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.4.14)

Из (5.4.13) также вытекает, что длина волны микрочастицы определяется

ее импульсом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ =

h

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.4.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]