• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ТИСК СВІТЛА В ХВИЛЬОВІЙ І ФОТОННІЙ ТЕОРІЯХ. ДОСЛІДИ ЛЕБЕДЄВА

Важливе значення в розвитку вчення про світло як вид матерії мало відкриття тиску світла.

Ідею про тиск світла на освітлені тіла вперше висловив Й. Кеплер. Він вбачав у світловому тиску причину зміщення кометних хвостів у напрямі від Сонця.

Проте перші експериментальні спроби виявити тиск світла успіху не мали.

Існування світлового тиску теоретично обгрунтував і визначив його, виходячи з уявлень про електромагнітну природу світла, Дж. К. Максвелл. Під світлом він розумів поширення поперечних електромагнітних хвиль.

Уявимо, що світлова хвиля падає перпендикулярно на деяку поверхню тіла Р(рис. 4).

Рис. 4

В цьому випадку її вектори напруженості Еі H, що лежатимуть в площині Р, зумовлюватимуть такі ефекти. Під дією сили f_E = qEпозитивний заряд почне зміщуватися вздовж поверхні в напрямі Е, а від'ємний — у напрямі, протилежному до Е, тобто виникне поверхневий струм і, паралельний Е. У провіднику це буде струм провідності, а в діелектрику — поляризаційний струм зміщення.

Магнітне поле світлової хвилі діятиме на цей струм за законом Ампера з силою f_H, напрямленою всередину тіла; сила f_H визначатиме світловий тиск на поверхню тіла.

Оскільки поверхневий струм i пропорційний Е, а сила Ампера пропорційна силі струму i та H, то в кінцевому результаті сила f_н і тиск світла рпропорційні добутку Е•Н. Останній, записаний у векторній формі, визначає потік електромагнітної енергії за одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної до напряму поширення енергії — вектор Умова — Пойтінга

за останнім виразом можна знайти густину енергії потоку

та зміну імпульсу за одиницю часу на одиниці поверхні — тиск світла. З цих залежностей Максвелл вивів формулу для світлового тиску:

(1)

де ρ — коефіцієнт поверхневого відбивання світла.

Рис. 5

Тиск світла ще простіше з'ясовується у фотонній теорії. Тиск світла є результат передачі імпульсу фотонів поверхні тіла. Величину цього тиску можна обчислити з таких міркувань. Нехай на ділянку поверхні тіла ∆S(рис. 5) перпендикулярно до неї падає пучок монохроматичного світла з частотою v. Якщо кількість фотонів в одиниці об'єму падаючого світла n₀, то за час ∆t на поверхню ∆Sвпаде фотонів.

З них, при коефіцієнті поверхневого відбивання світла r, відіб'ється від поверхні фотонів, а поглинуто буде фотонів.

Читайте також:

1. ВИВЧЕННЯ ПОГЛИНАННЯ ЛИСТКАМИ СО2 І ВИДІЛЕННЯ О2 ПІД ДІЄЮ СВІТЛА
2. ВИВЧЕННЯ ПОГЛИНАННЯ ЛИСТКАМИ СО2 І ВИДІЛЕННЯ О2 ПІД ДІЄЮ СВІТЛА
3. Вимірювання характеристик джерел світла
4. Вимірювання швидкості світла. Оле Ремер
5. Групи рослин за вимогами до світла
6. Джерела світла
7. Джерела світла та освітлювальні прилади.
8. Дисперсія світла
9. Дифракція світла
10. ДИФРАКЦІЯ СВІТЛА
11. Дифракція світла на дифракційній гратці
12. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса - Френеля. Метод зон Френеля

Переглядів: 767