3/Эксперименты, подтверждающие квантовые св-ва света.

Опыт Ботэ. (рис. 6). Тонкая металлическая пленка фольга ставится между 2-мя счетчиками Гейгера. С боку освещается рентгеновым излучением, поэтому сама является источником слабого излучения, поэтому когда излучение попадает на счетчик, приводит в движение записывающее уст-во ставящее метку на движущуюся с постоянной скоростью ленту. Согласно волновой теории метки должны быть симметричны, но опыт показал что метки не симметричны. Это можно объяснить только тем что при испускании излучения появляются частицы летящие то в одну то в другую сторону.

Опыт Добронравова-Иоффа. (рис. 7). В толстой эбонитовой плите просверлили две сквозные дыркиRиL. Со стороныоткачали воздух. Через кварцевое стекло в ответвлениесвет падает на конец тонкой металлической проволоки и под действием светавылетают с поверхности проволоки и ускоряются с разностью потенциалов 12кВт приложенных между проволокой и алюминиевой фольгой закрывающей отверстие сверху в плите. Толщина фольгисм. подбиралась таким образом чтоб тормозное рентгеновское излучение возникающее в фольге при торможениине поглощалось самой фольгой , фольга одновременно являлась нижней обкладкой конденсатора в котором была висмутовая пылинка. Было обнаружено что 1раз в 30 минут пылинка вздрагивает поскольку из нее вылетает один. Интенсивность светаподбиралась таким образом чтобы число рентгеновских импульсов возникло за 30 минут составляло. Если считать что рентгеновское излучение распространяется в виде сферической волны, то каждый рентгеновский импульс передает пылинке малую долю энергии, кроме того энергия полученная пылинкой распространится на все, поэтому трудно представить что одинможет приобрести достаточно энергии чтобы вырваться из пылинки. Если считать что свет распространяется квантами то 1 раз в 30 минут одинпопадает на пылинку и этотпередаетпылинки энергию и он выскакивает из нее, значит свет распределяется квантами.

Опыт Вавилова.

Он исследовал действие пучков слабой интенсивности света ()на действующий прибор. В качестве прибора он использовал глаз человека, оказалось что палочки сетчатки глаза чувствительны к слабым световым потокам, кроме того порогом чувствительности, т.е еслименьше некоторого предельного значения то глаз не фиксирует вспышку света, т.о Вавилов наблюдал интенсивностьсветовых пучков которые выпущены в виде импульсов равной длительности и проходящий через равные промежутки времени. При достаточно большойглаз фиксировал все вспышки, а при уменьшениичасть вспышек глаз не фиксировал. Это можно объяснить только с корпускулярной точки зрения. В каждой вспышке свет представляет собой потокпричем кол-воизменяется случайным образом от одной вспышки к другой. Если числоменьше порога чувствительности то глаз не воспринимает вспышку, а если больше то воспринимает, т.е наблюдается флуктуация фотонов при слабых потоках освещенности.

4/Масса и импульс фотонов. Давление света.

Согласно гипотезе Эйнштейна свет распространяется, поглощается и испускается квантами называемые фотонами. Фотон движется со скоростью светаявляясь релятивистской частицей. Из теории относительности:. Опыт показывает что масса не является бесконечной величиной поэтому массу покоя фотона () следует положить =0. Согласно ф-ле Эйн.,из теории относительности связь энергии и импульса выражается ф-лой, нозначит. Поскольку фотон обладает импульсом, значит при падениина поверхность в-ва они будут оказывать на него давление.,-импульс который передают все фотоны (отраженные и поглощенные) за времяплощадки.,импульс который передает 1 поглощенныйпередает тот импульс который имел.- импульс который передает 1 отраженный, импульс по величине не меняется, а направление меняется,- импульс который передал 1 отраженный..

- коэффициент отражения,,- полное число падающих фотонов.. Подставим.

,полная энергия,а, тогда- объемная плотность энергии.. Если поверхность зеркальная, т.е всеотражаются то, для черной поверхности, значит,.

Ф-ла для давления света проверена экспериментально Лебедевым. (рис. 8) На нить подвесили коромысло на котором висели легкие крылышки (легкие чтоб не было эффекта нагревания) одна поверхность черная другая зеркальная. Система зеркал позволяет направить одинаковые потоки света на оба крыла. Система помещена в вакуумный баллон. Давление света определяется по углу закручивания нити. Обнаружили что давление на зеркальную поверхность в 2 раза больше , чем на черную.

Такую же ф-лу для давления можно получить исходя из электромагнитной теории: эл-магн волна падая на поверхность вызывает давление света, т.к электрическое поле приводит к смещению вдоль плоскости металла, а магнитное поле действует в глубь металла (Ло ренс ), т.е волна оказывает давление на поверхность.