Импульс фотона

Масса фотона

Энергия фотона

Согласно теории относительности энергия всегда может быть вычислена как

Отсюда

Импульс фотона направлен по световому пучку. Наличие импульса подтверждается экспериментально существованием светового давления.

Квантовая теория света объясняет световое давление как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества.

На поверхность абсолютно черного тела площадью S перпендикулярно к ней ежесекундно падает N фотонов N = ∆N/∆t. Каждый фотон обладает импульсом hv/c. Полный импульс, получаемый поверхностью тела, равен hv/c · N. Световое давление равно:

световое давление

S - площадь поверхности, на которую происходит давление света

ρ - коэффициент отражения света

с - скорость света в вакууме

F - cила, с которой давит фотон

∆t - промежуток времени

h = 6,6^.10^-34 Дж^.с - постоянная Планка

ν - частота падающего света

При падении света на зеркальную поверхность удар фотона считают абсолютно упругим, поэтому изменение импульса и давление в 2 раза больше, чем при падении на черную поверхность (удар неупругий).

Эффект Комптона -рассеяние электромагнитной волны на свободном электроне, сопровождающееся уменьшением частоты.

При исследовании законов рассеяния рентгеновских лучей А. Комптон установил, что при прохождении рентгеновских лучей через вещество происходит увеличение длины волны рассеянного излучения по сравнению с длиной волны падающего излучения. Чем больше угол рассеяния, тем больше потери энергии, а следовательно, и уменьшение частоты (увеличение длины волны). Если считать, что пучок рентгеновских лучей состоит из фотонов, которые летят со скоростью света, то результаты опытов можно объяснить следующим образом.

Законы сохранения энергии и импульса для системы фотон - электрон

m₀c² - энергия неподвижного электрона

hv - энергия фотона до столкновения

hv' -энергия фотона после столкновения

P и p' - импульсы фотона до и после столкновения

mv - импульс электрона после столкновения с фотоном

Дата добавления: 2014-12-16