Лекция 3. Давление света. Эффект Комптона.

Давление света.

(с точки зрения квантовых представлений о природе света).

Экспериментальным доказательством наличия у фотона импульса и массы является световое давление. Световое давление может быть естественно и просто истолковано с квантовой точки зрения.

Каждый фотон при ударе о стенку перпендикулярно скорости его движения либо поглощается, теряя при этом количество движения “p”, либо отражается, изменяя свое количество движения на величину равную . Следовательно, при ударе о стенку и полном поглощении стенка получает импульс в 2 раза меньше, чем при отражении. Импульс, переданный телу за 1сек, представляет собой силу, действующую на тело.

Пусть на исследуемую площадку с S=1 в единицу времени падает по нормали N фотонов с частотой n. Тогда энергия этих фотонов будет . И пусть из N фотонов kN фотонов отразится, поглотится (1-k)N фотонов. Каждый поглощенный фотон передаст телу импульс , а каждый отраженный фотон – . Все N квантов передадут телу импульс: .

Давление света и тогда .

Введем обозначения:

- интенсивность светового потока;

(S=1) – энергия всех фотонов в единицу времени;

k=R – коэффициент отражения;

- объемная плотность энергии падающего света.

Тогда или - формула Максвелла для светового давления.

САМОСТОЯТЕЛЬНО: Опыт Лебедева.