умів М. В. Ломоносов. Критикуючи корпускулярну теорію світла, Ломоносов говорив, що в разі її справедливості мали б виявлятися співудару світлових корпускул: при перетині світлових пучків відбувалося б «в променях замішання». При цьому мова йшла про звичайний механічному ударі, подібному соударению куль.
. Імпульс фотона і його енергія Wф відповідно із загальною формулою (3.3) теорії відносності пов'язані співвідношенням
ф=c.
Для фотона m=0 і
=Wф / с=h?/С. (1.1)
Якщо ввести хвильове число k=2? /?, то вираз (1.2) можна переписати у формі
О, (1.2)
де ћ=h / (2?)=1,05 Дж с.
Напрям імпульсу збігається з напрямком поширення світла, що характеризується хвильовим вектором k, чисельно рівним хвильовому числу. Отже,
(1.2 ')
Таким чином, фотон, подібно будь рухомій частці або тілу, має енергією і імпульсом. Обидві ці корпускулярні характеристики фотона пов'язані з хвильової характеристикою світла - його частотою?.
. Одним з експериментальних підтверджень наявності у фотонів імпульсу є існування світлового тиску. З квантової точки зору тиск світла на поверхню якого тіла обумовлено тим, що при зіткненні з цією поверхнею кожен фотон передає їй свій імпульс. Фотон може рухатися тільки зі швидкістю світла у вакуумі. Тому відображення світла від поверхні тіла, строго кажучи, слід розглядати як складний процес «переизлучения» фотонів - падаючий фотон поглинається поверхнею, а потім знову випромінюється нею з зміненим напрямком імпульсу. Проте абсолютно очевидно, що при цьому тиск світла на поверхню, що відбиває має бути таким же, яким воно було в тому випадку, якби фотон дзеркально відбивалися від поверхні подібно абсолютно пружним кулькам.
. Можна знайти тиск, вироблене на ідеально відображають стінки замкнутої порожнини ізотропним монохроматичним випромінюванням, укладеними в цій порожнині. Для простоти можна припустити, що порожнина має форму куба з ребром, рівним l. Зважаючи ізотропності випромінювання можна вважати, що вздовж осі, перпендикулярної до стінки куба, рухається 1/3 частина всіх фотонів, концентрація яких в кубі дорівнює n0. Половина з них рухається до стінки і передає їй при відображенні подвоєний свій імпульс. Тому тиск на стінку дорівнює подвоєному імпульсу всіх nсек фотонів, падаючих за 1 с на одиницю площі стінки (nсек=n0c / 6):
p=(1.3)
Тут w - об'ємна щільність енергії випромінювання.
. Можна знайти світлове тиск, який чинить на поверхню тіла потік монохроматичного випромінювання, що падає перпендикулярно поверхні. Істотна відмінність цього прикладу від розібраного в п. 4 полягає в неізотропності падаючого випромінювання - все фотони летять в одному напрямку.
Нехай в одиницю часу на одиницю площі поверхні тіла падає n фотонів. Якщо коефіцієнт відбиття світла від поверхні тіла дорівнює R, то Rn фотонів відбивається, а (1-R) ??n поглинається. Кожен відбитий фотон зраджує стінці імпульс 2pф=2 h? / C (при відображенні імпульс фотона змінюється з pф на - pф). Кожен поглинений фотон передає стінці свій імпульс pф=h? / C. Таким чином, тиск світ...
