3. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны

Характер кривых излучения заставляет думать, что эти кривые отражают некоторый общий закон и что он может быть сформулирован математически. Эта формулировкабыла дана  Максом Планком (1900) на основе совершенно нового исходного предположения, что излучение имеет атомную структуру и что полная энергия излучения всегда является целым, кратным энергии атома излучения (фотон, квант). Но энергии фотонов не одинаковы, они зависят от частоты колебаний:

Энергия фотона  ε = h · v ;    h = 6,623 · 10 –27 эрг · сек.

  Постоянная h называется постоянной Планка; v – частота колебаний.

   Большое значение идей Планка заключается во введении совершенно новых представлений, в установлении того факта, что излучение не является непрерывным процессом, но осуществляется отдельными актами; в процессе каждого акта излучается фотон, имеющий определенную энергию. Понятие энергии связано с понятием работы. В классической механике Энергия мыслится непрерывной функцией состояния. Произвольно малому изменению силы или пути соответствует произвольно малое изменение работы и, следовательно, энергии. Квантовая теория отрицает непрерывность процессов излучения; согласно Планку излучение состоит из отдельных атомов (фотонов), обладающих дискретными значениями энергии. Лишь благодаря малости энергии фотонов и громадному числу их излучение представляется непрерывным процессом. Идеи Планка нашли блестящее подтверждение в атомной физике и привели к совершенно новым ценным результатам. Правильность их в настоящее время не вызывает никаких сомнений.

    Фотоны отличаются от атомов  и электронов, они бывают различны по своим энергетическим характеристикам. Так, энергия  фотона, соответствующего фиолетовому свету, больше, чем энергия фотона, соответствующего красному свету. При этом по-новому трактуется волновая природа света. В какой–то степени фотоны можно сопоставить со световыми корпускулами Ньютона. Хотя на первый взгляд кажется, что идея корпускулярного строения не совместима с явлениями интерференции и дифракции, но в действительности это не так: квантовая теория способна объяснить эти явления.

3. Законы внешнего фотоэффекта. Давление света.

Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него света. Законы внешнего фотоэффекта Обобщение экспериментальных результатов привело к установлению ряда законов фотоэффекта:

	Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на металл Iн ~ Ф
	Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты.
	Для каждого вещества существует определенное значение частоты , называемое красной границей фотоэффекта. Фотоэффект имеет место только при частотах  , Если же  , то фотоэффект не происходит при любой интенсивности света.
	Фотоэффект безинерционен. С начала облучения металла светом до начала вылета фотоэлектронов проходит время  < 10-9с.

давление света — давление, которое оказывает световое (и вообще электромагнитное) излучение, падающее наповерхность тела.

Для вычисления давления света при нормальном падении излучения и отсутствии рассеяния можно воспользоваться следующей формулой:

где   — интенсивность падающего излучения;   — скорость света,   — коэффициент пропускания,   — коэффициент отражения.

Если рассеяние света поверхностью и при пропускании, и при отражении подчиняется закону Ламберта, то при нормальном падении давление будет равно:

где   — интенсивность падающего излучения,   — коэффициент диффузного пропускания,   — альбедо.

В случае, когда отражённое и пропущенное излучение является частично направленным и частично рассеянным, справедлива формула: