Физика және астрономия пәніне арналған Білім беру коды және бейіні: Мамандығы
Жарық қысымы. Лебедев тәжiрибелерi
жүктеу/скачать 1,39 Mb.
|
Умк (1)
Жарық қысымы. Лебедев тәжiрибелерiМаксвеллдiң электромагниттiк теориясынан жарық толқындары қандай да бiр бетке жұтылып немесе одан шағылған кезде оған қысым түсiретiндiгi шығады. Бұл теория беретiн ол қысымның мәнi мынаған тең
Мұндағы R – толқынның өзi түскен беттен шағылысу коэффициентi, ал ωорт – толқын энергиясының орташа тығыздығы. Шағылысу коэффициентiнiң мәнi өзiне түскен жарықты толығымен шағылыстыратын айна бетi үшiн 1 –ге, ал оны толығымен жұтатын шымқай қара бет үшiн 0 –ге тең. Бұл (6.4) өрнегi жоғарыда айтқанымыздай, жарықтың толқындық теориясының негiзiнде алынған. Ал екiншi жағынан жарықты кванттық теория тұрғысынан қарастыру да тура осындай нәтижеге алып келедi. Бұл теорияның көмегiмен жарықтың қысымын есептеу үшiн алдымен фотондардың импульсiнiң ұғымын енгiзу қажет. Ол үшiн арнаулы салыстырмалылық теориядағы энергия мен импульс арасындағы байланысты және фотонның тыныштық массасының нөлге тең екенiн пайдаланамыз. Онда
Ендi қандай да бiр дененiң бетiнiң бiрлiк ауданына перпендикуляр бағытта бiрлiк уақытта n фотон түсiп тұрсын делiк. Оның бiраз бөлiгi жұтылып, қалғаны керi шағылсын. Онда бетке жұтылған әрбiр фотон оған p=hν/c-ға тең импульс бередi. Ал беттен шағылған фотондардың оған беретiн импульсi сәйкес p=2hν/c-ға тең. Егер шағылу коэффициентi R болса, онда Rn – шағылған, ал (1-R)n – жұтылған фотондардың саны. Онда жарық қысымы былайша анықталады
Яғни, жоғарыдағы жарықтың толқындық теориясы беретiндей нәтижеге келдiк. Жарықтың қысымын алғаш рет 1890 жылы тәжiрибе жүзiнде орыс физигi П.Н.Лебедев аса сезiмтал айналмалы таразының көмегiмен өлшедi. Бұл айналмалы таразы иiндерiнiң бiрi шымқай қара, ал екiншiсi айнадай жалтыр екi қалақшамен жалғанған болатын. Түскен жарық жалтыр қалақшадан шағылып кетедi де қара қалақшаға жұтылып қалады. Сөйтiп екi иiндегi қысымның әртүрлi болуының салдарынан таразыда айналдырушы момент пайда болады. Бұл момент қысымның мәнiн бағалауға мүмкiндiк бередi. Осылай жасалған тәжiрибе Максвелл теориясымен үйлесетiндей нәтиже бердi. Лебедев тәжiрибесi Максвелл теориясының қалыптасуында елеулi роль атқарды. Бақылау сұрақтары:
Планк тұрақтысы неге тең? Фотоэффектінің негізгі заңдары не жөнінде? Жарықтың корпускуалық қасиеттерінің бар екендігін қандай фактілерден көруге болады? Фотоэффектінің қызыл шекарасы деген не? Корпускуалық – толқындық дуализм деген сөздерді қалай түсінуге болады? Қандай жағдайда жарықтың қысымы көп: ол айналы бетке түскенде ме әлде қара бетке түскенде ме? Есеп шыгару үлгісі: 1-есеп.Жарықтану 100000 лк-ке дейін жететін болса,бұлтсыз ашық күні 0,02м2 ауданға қанша жарық ағыны түсер еді? Берлгені:E=100000лк S=0.02м2 Ф-? Шешуі.E=Ф/S формуласынан жарық ағынын табамыз:Ф=ЕS=2000(лм) 2-есеп.Массасы жлектронның тыныштық массасына тең фотонға қандай толқын ұзындығы сәйкес келеді? Берілгені:m=me λ-? Шешуі.Электронның тыныштық массасы me=9,1*10-31кг.Осы мәнді формуласына қойсақ, ν=m e c2/h Бұдан
λ ====0,242*10-11м, λ=2,42пм. жүктеу/скачать 1,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|