- •1, Система уравнений Максвела в интегральной форме
- •Система уравнений Максвела в дифференциальной форме
- •Волновые процессы
- •.2.2. Характеристики волнового процесса
- •Электромагнитные волны
- •3, Волновое уравнение
- •7, . Условия максимума и минимума интенсивности при интерференции
- •Если разность хода равна целому числу длин волн или четному числу полуволн, то будет наблюдаться максимум интенсивности при интерференции.
- •Если разность хода равна нечетному числу полуволн, то в данной точке экрана будет наблюдаться минимум интенсивности при интерференции.
- •8, Интерференция в тонких пленках
- •9, Явление дифракции. Принцип Гюйгенса - Френеля
- •Зоны Френеля.
- •Виды решеток
- •13, Поляризованный свет можно также получать, если использовать лучи, отраженные от границы раздела двух изотропных диэлектриков. При этом имеет место закон Брюстера.
- •[Править] Принцип действия
- •15, Тепловое излучение тел.
- •[Править] Вывод формулы
- •[Править] Ультрафиолетовая катастрофа
- •[Править] Вывод дляабсолютно черного тела
- •Переход к формулам Релея—Джинса.
- •18, Законы фотоэффекта
- •5.2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
- •Кванты света называются фотонами.
- •19, Давление света
- •20, Рэлеевское и комптоновское рассеяние света.
- •Описание эффекта Комптона
- •[Править] История
- •[Править] Физика
- •[Править] Определение
- •[Править] Случай трёхмерного пространства
- •[Править] Стационарное уравнение Шрёдингера
- •[Править] Получение уравнения Шрёдингера предельным переходом
- •Уравнение Шредингера
- •Атом водорода по теории Шредингера
- •24, Модель атома Резерфорда (Ядерная или Планетарная модель атома)
- •25, Постулаты Бора
- •27, Вынужденное излучение. Лазеры
19, Давление света
Пусть на единицу плошади поверхности в единицу времени нормально падает N (1/м2с) фотонов. ПустьNпфотонов поглощается,aN0 - отражается.
Тогда
(1)
где a=Nп/Nи=N0/N -коэффициенты поглощения и отражения падающего излучения.
Поглощенный фотон с импульсом 2pпередаст поверхности импульс, равныйp,а отраженный – 2p.Тогда импульср,передаваемый ед.площади поверхности в ед.времени N фотонами будет равен
(2)
Учитывая, что импульс фотона pсвязан с его энергией соотношением Р =/с ,получим
(3)
где E =Nh(Дж/м2с) -энергетическая освещенность поверхности или интенсивность падающего излучения (света):
(4)
где <>-объемная плотность энергии ЭМ-волны или фотонов. Получаем для давления света(P->P )
(5)
Если обозначить n=N/c(1/м3) -концентрацию фотонов в ЭМ-волне, то
Фотоном называется элементарная частица - квант электромагнитного поля. Отличие фотона от других элементарных частиц состоит в том, что фотон всегда движется со скоростью Фотоны как квазичастицы света обладают не только энергией но и массой т. Масса фотона находится с помощью выражения для энергии микрочастицы в релятивистской механике: е = тс2. Следовательно,
— масса фотона. (9.28)
Введенное таким способом понятие массы фотона существенно отличается от понятия массы обычных микрочастиц. Фотон не обладает массой покоя, т. е. для него mп = 0.
Импульс фотона
Импульс р фотона можно выразить через волновой вектор k=(2n/X)n (n — единичный вектор нормали к фронту волны), т. е.
(9.29)
Наличие у фотона импульса экспериментально проявляется в давлении света на твердые тела и газы .Фотон как элементарная частица обладает спином, равным 1 (в единицах Н), и, следовательно, относится к классу бозонов
20, Рэлеевское и комптоновское рассеяние света.
При взаимодействии света с атомами вещества фотоны могут рассеиваться двумя способами:
1.Упруго, без изменения частоты' или'.Такое рассеяние называют рэлеевским.
2.Неупруго, c изменением частоты'<или'<('>).Такое рассеяние называют комптоновским.
А.Г.Комптон(1923), впервые наблюдавший изменение длины волны рентгеновских лучей при их рассеянии на различных веществах, объяснил это явление рассеянием Х-лучей на электронах самых верхних оболочек(орбит) атома. Эти электроны наиболее слабо связаны с атомом. При рассеянии фотон отдает часть своей энергии слабосвязанному электрону и его энергий ' =h' и частота' при рассеянии уменьшаются, а длина волны рассеянного фотона'=c/' увеличивается.
Описание эффекта Комптона
Пусть на электрон с энергией покояE0=m0c2падает фотон с импульсом P. При рассеянии фотон передаст часть своей энергии электрону и его импульс и энергия станут равными р' и'.Электрон приобретет импульс
и его энергия станет равной E.Согласно релятивистскому тож-деству(pec)2=E2-E02энергию электрона можно представить в виде
Процесс рассеяния фотона на электроне можно рассматривать как столкновение двух шариков. Такой процесс описывается законами сохранения энергии и импульса
———>
Разделим (1) на си с учетомзапишем (1) и (2) в виде
Возведем равенства (1) и (2) в квадрат
(1)
(2)
Из сопоставления (1) и (2) следует
(3)
Подставляя для фотона , получим
(4)
откуда
Получили
(5)
где величина =h/m0с называется комптоновской длиной волны для частицы с массой покоя m0.Для электронае=2,436пм.
; (6)
Формулу (3),используя теорему синусов, можно записать в другом виде. Выражая импульс рассеянного фотона P' через импульс P падающего фотона
и подставляя Р' в формулу (3)после преобразований получим
(7)
где /E0 = -отношения энергии падающего фотона к энергии покоя электрона,комптон. длина волны, -длина волны падающего фотона.
волны, -длина волны падающего фотона.
21, Во́лны де Бро́йля— волны, связанные с любоймикрочастицейи отражающие их квантовую природу.