Давление света
Давление электромагнитного излучения, давление света — давление, которое оказывает световое (и вообще электромагнитное) излучение, падающее на поверхность тела.
Если,
например, электромагнитная волна падает
на металл (рис. 19.9), то под действием
электрического поля волны с напряженностью
электроны поверхностного слоя металла
будут двигаться в направлении,
противоположном вектору
со скоростью
Магнитное
поле волны с индукцией действует на
движущиеся электроны с силой Лоренца
Fп в направлении, перпендикулярном
поверхности металла (согласно правилу
левой руки). Давление р, оказываемое
волной на поверхность металла, можно
рассчитать как отношение равнодействующей
сил Лоренца, действующих на свободные
электроны в поверхностном слое металла,
к площади поверхности металла:
,На
основании электромагнитной теории
Максвелл получил формулу для светового
давления. С ее помощью он рассчитал
давление солнечного света в яркий
полдень на абсолютно черное тело,
расположенное перпендикулярно солнечным
лучам. Это давление оказалось равным
4,6 мкПа:
,где
J — интенсивность света,
—
коэффициент отражения света, с —
скорость света в вакууме. Для зеркальных
поверхностей
при
полном поглощении (для абсолютно черного
тела),
.
С
точки зрения квантовой теории, давление
является следствием того, что у фотона
имеется импульс
,Пусть
свет падает перпендикулярно поверхности
тела и за 1 с на 1 м2 поверхности падает
N фотонов. Часть из них поглотится
поверхностью тела (неупругое соударение),
и каждый из поглощенных фотонов передает
этой поверхности свой импульс
,
Часть
же фотонов отразится (упругое соударение).
Отраженный фотон полетит от поверхности
в противоположном направлении. Полный
импульс, переданный поверхности
отраженным фотоном, будет равен :
,
Давление
света на поверхность будет равно
импульсу, который передают за 1 с все N
фотонов, падающих на 1 м2 поверхности
тела. Если — коэффициент отражения
света от произвольной поверхности, то
,—
это число отраженных фотонов, а
-
— число поглощенных фотонов. Следовательно,
давление света
Произведение
представляет собой энергию всех фотонов,
падающих на 1 м2 поверхности за 1 с. Это
есть интенсивность света (поверхностная
плотность потока излучения падающего
света):
Таким
образом, давление света
Опыты Лебедева
1.На твердые тела
2.на газы
1
, 2
19. Гипотеза Де Бройля .Формула Де Бройля .Опыты ,подтверждающие волновые свойства микрочастиц.
Де Бройль выдвинул гипотезу о том, что волновой характер распространения, установленный для фотонов, имеет универсальный характер. Он должен проявляться для любых частиц, обладающих импульсом ‘p’. Все частицы, имеющие конечный импульс ‘p’ , обладают волновыми свойствами, в частности, подвержены интерференции и дифракции. (каждая материальная частица обладает волновыми свойствами)
Формула де Бройля устанавливает зависимость длины волны ‘λ’ , связанной с движущейся частицей вещества, от импульса частицы ‘p’:
где ‘m’ — масса частицы, ’v’ — ее скорость, ‘h’ — постоянная Планка. Волны, о которых идет речь, называются волнами де Бройля.