23.09.2022
Уроки 7, 8
Тема. Квантові властивості світла. Гіпотеза М. Планка. Світлові кванти.
Завдання:
- Опрацювати теоретичний матеріал
- Записати конспект в зошит
- Переглянути відеоурок, нище за посиланням
- Записати розв'язок задач в зошит з відео
https://www.youtube.com/watch?v=d1kMY2kubWc
Німецький фізик Макс Планк у 1900 р. висловив таку гіпотезу: запас енергії коливальної системи, яка перебуває в рівновазі з електромагнітним випромінюванням, не може набувати довільних значень. Мінімальна кількість енергії, яку система може поглинати або випромінювати (квант енергії), пропорційна частоті коливань v:
E = hv,
де v — частота коливань електромагнітного випромінювання; h = 6,625 · 10-34 Дж · с — стала Планка, її ще називають квантом дії.
ЕНЕРГІЯ ТА ІМПУЛЬС ФОТОНА. Випромінюючи і поглинаючи енергію, світло поводиться, як потік частинок з енергією. Властивості світла, які виявляються під час поглинання і випромінювання, називають корпускулярними, а саму світлову частинку — фотоном чи квантом електромагнітного випромінювання.
У сучасній фізиці фотон розглядають як одну з елементарних частинок.
Відповідно до теорії відносності енергія завжди пов'язана з масою відношенням E= mc2 .
Імпульс фотона напрямлений уздовж променю світла, і якщо на шляху фотона виникає перешкода, він передає цей імпульс їй, здійснює поштовх, тобто діє як частинка.
КОРПУСКУЛЯРНО-ХВИЛЬОВИЙ ДУАЛІЗМ. У 1924 р. Луї де Бройль висунув теорію, згідно з якою електрон виявляє властивості, притаманні частинці та хвилі (цю властивість у науці називають корпускулярно-хвильовим дуалізмом)..
! Головне :
Мінімальна кількість енергії, яку система може поглинати або випромінювати (квант енергії), пропорційна частоті коливань E = hv. Випромінюючи і поглинаючи енергію, світло поводиться, як потік частинок з енергією — фотонів. Однак фотон має масу доти, доки він рухається зі швидкістю світла.
1. Гіпотеза Планка
Розвиток квантової теорії започаткували роботи Макса Планка з теорії випромінювання чорного тіла, що з’явилися 1900 року.
Спроба побудувати теорію випромінювання чорного тіла на основі законів класичної фізики призвела до серйозних труднощів.
Щоб досягти згоди між теорією й дослідом, треба було прийняти, що світло випромінюється й поглинається окремими порціями (квантами світла). Це означало, що світло має властивості не тільки хвиль, але й частинок.
14 грудня 1900 р. німецький фізик Макс Планк виступив на засіданні Німецького фізичного товариства з доповіддю, присвяченою проблемі розподілу енергії в спектрі випромінювання абсолютно чорного тіла. Запропоноване ним рішення проблеми стало першим кроком у створенні сучасної фізики мікросвіту.
Світло випромінюється й поглинається речовиною не безупинно, а окремими порціями — квантами.
Причому енергію такого кванта визначала величина E = hν , де h — стала Планка.
За сучасними даними, h = 6,63·10-34 Дж·с .
Однак у той час не було прямих експериментальних доказів існування квантів випромінювання. У результаті ідею Планка більшість фізиків сприйняли як «спритний фокус», що не має серйозних наукових підстав.
Після відкриття Планка почала розвиватися нова, найсучасніша й глибока фізична теорія — квантова теорія. Квантова теорія ніби в новій формі відродила корпускулярну теорію світла, по суті ж, вона утвердила єдність хвильових і корпускулярних явищ. Розвиток її не завершений і донині.
Термін «фотон» було уведено хіміком Г. Льюисом 1926 року.
У сучасній фізиці фотон — це переносник електромагнітної взаємодії (часто називається елементарною частинкою), фундаментальна складова світла й всіх інших форм електромагнітного випромінювання.
Фотон має нульову масу спокою, не має електричного заряду й не розпадається спонтанно у вакуумі. Оскільки фотон — безмасова частинка, він рухається у вакуумі зі швидкістю світла у вакуумі
Про фотон не можна сказати, що він розігнався до швидкості світла у вакуумі — він просто не може зупинитися або рухатися повільніше. Взаємодія з речовиною може стати причиною зникнення фотона (коли світло поглинається), його перетворення в інші частинки, але не гальмування.
Немає коментарів:
Дописати коментар