Шпоры via -=Gaf=- / Действие света Комптоновский эффект

4. Действие света: эффект Комптона (с точки зрения квантовой теории). Давление света (с точки зрения электромагнитной и квантовой теории).

Эффект Комптона с точки зрения квантовой теории объясняется тем, что рентгеновские фотоны рассеиваются при их упругом соударении со слабосвязанными электронами атомов вещества. При этом происходит изменение длины волны (частоты) рентгеновского излучения.

в ходе эксперимента оказалось, что в проходящем через вещество излучении кроме основной длины волны лямбда, наблюдалось излучение с длиной волны лямбда’, причем дельта лямбда = лямбда’-лямбда = 2*лямбда(к)*(sin[тетта (кружок с волной)/2])^2 – формула эффекта Комптона.

лямбда – несмещенная длина волны

лямбда’ – смещенная длина волны

лямбда’ практически не зависит от материала вещества и определяется только углом тетта, на котором это излучение регистрируется

У легких элементов (литий, бериллий) доминирует смещенная часть излучения, у тяжелых (никель) – несмещенная часть.

лямбда(к) = 2.42*10^-12 м – Комптоновская длина волны.

Квантовая теория представляет рентгеновское излучении в виде потока фотонов, энергия каждого E = h*ню , а импульс p = h*ню/с

Давление света:

• электромагнитная природа: свет – э-м волна

dF(c индексом А) = I[dl,B] – эта сила и дает давление

Максвелл показал, что давление света определяется поверхностью, на которую свет падает.

P = омега – черная поверхность

Р = 2*омега – зеркальная поверхность

Е = омега*с*1м*1с – световая энергия, падающая на поверхность (освещенность)

омега = Е/с

Р = Е/с * (1+R), R – коэффициент отражения

• квантовая теория:

поглощение: Р(фотона) = h*ню/с; дельта Р(фотона) = -h*ню/с; дельта Р(стенки) = h*ню/с

отражение: дельта Р(фотона) = -2h*ню/с; дельта Р(стенки) = 2h*ню/с;

В общем случае из потока фотонов падающих на стенку часть отражается, часть поглощается.

R = Nотр/Nпад – коэффициент отражения

R = Nпогл/Nпад – коэффициент поглощения

Nотр = RNпад

Nпогл = (1-R)Nпад

Из 2-го з-на Ньютона:

F*дельта t = дельта Р(стенки); РS*дельта t = дельта Р(стенки) =>

=> P = дельта Р(стенки)/Sдельта t – давление на стенку

Р = Е/с * (1+R), Е – энергия, приносимая на стенку потоком фотонов