Тиск світла - студопедія

Явище тиску світла було відкрито Лебедєвим в 1900р на твердих речовинах і в 1907-1908гг на газах. Установка для спостереження і вимірювання тиску світла на твердих речовинах являє собою наступну конструкцію на надчутливих крутильних вагах.

Рухома частина ваг являє собою легкий каркас

з укріпленими на ньому тонкими металевими

пластинками-крильцями, одне з которихх дзеркальне p = 1,

а інше Зачерне p = 0. Каркас симетрично закріплюється на

пружному підвісі. Все це міститься в вакумірованний скляну посудину.

Крильця поперемінно висвітлювалися світлом від вольтової дуги, а світлове тиск визначалося за кутом закручування нитки, на кінці якої закріплювалося дзеркало, що відкидає зайчик на шкалу. Опт показав, що тиск, вироблене світлом на дзеркальне крильце, виявилося в 2 рази більше, ніж на зачерненого крильце. Спробуємо розрахувати цей тиск. Нехай на поверхню падає N потоків. Частина з них відбивається (їх число # 961; N), частина поглинається (їх число (1 # 961;) N). Імпульс одного фотона # 961; = n # 957; / c. Імпульс сили тиску, виробленої на поверхню, дорівнює сумарному зміни імпульсів всіх фотонів.

J / c = # 969; - об'ємна щільність енергії. Ці результати збігаються з отриманими в експерименті. => Фотони володіють властивостями частинок, тобто імпульсом.

Тиск світла. Якщо фотон володіє імпульсом, то світло, що падає на тіло, повинен надавати на нього тиск. З точки зору квантової теорії, тиск світла на пов-ть обумовлено тим, що кожен фотон при зіткненні з пов-ма передає їй свій імпульс. Розрахуємо з точки зору квантової теорії світлове тиск, який чиниться на пов-ть тіла потоком монохроматичноговипромінювання (частота), що падає перпендикулярно пов-ти. Якщо в одиницю часу на одиницю площі пов-ти тіла падає N фотонів, то при коефіцієнті відбиття світла від пов-ти тіла відіб'ється фотонів, а - поглине. Кожен поглинений фотон передає пов-ти імпульс. а кожен відбитий - (при відображенні імпульс фотона змінюється на). Тиск світла на пов-ть одно імпульсу, який передають пов-ти в 1 з N фотонів:.

є енергія всіх фотонів, що падають на одиницю пов-ти в одиницю часу, тобто енергетична освітленість пов-ти, а - об'ємна щільність енергії випромінювання. Тому тиск вироблене світлом при нормальному падінні на пов-ть,

29. Відкриття електрона. Встановлення закону електролізу ще не довело строго, що в природі існують елементарні електричні заряди. Можна, наприклад, припустити, що все одновалентні іони мають різні електричні заряди, але їх середнє значення дорівнює елементарному заряду е.
Для того щоб з'ясувати, чи існує в природі елементарний заряд, необхідно було вимірити не сумарна кількість електрики, переноситься великим числом іонів, а заряди окремих іонів. Незрозумілим було і питання про те, чи обов'язково заряд пов'язаний з частками речовини і, якщо пов'язаний, з якими саме.
Важливий внесок у вирішення цих питань був зроблений в кінці XIX в. при дослідженні явищ, що виникають при пропущенні електричного струму через розріджені гази. У дослідах було виявлено світіння скла розрядної трубки за анодом. На світлому тлі світиться скла була видна тінь від анода, як ніби-то світіння скла викликалося якимось невидимим випромінюванням, що розповсюджується прямолінійно від катода до анода. Це невидиме випромінювання назвали катодними променями.
Французький фізик Жан Перрен в 1895 р встановив, що «катодні промені» в дійсності є потоком негативно заряджених частинок.
Досліджуючи закони руху частинок катодних променів в електричних і магнітних полях, англійський фізик Джозеф Томсон (1856-1940) встановив, що ставлення електричного заряду кожної з частинок до її масі є величиною, однаковою для всіх частинок. Якщо припустити, що кожна частка катодних променів має заряд, рівний елементарному заряду е. То доведеться зробити висновок, що маса частинки катодних променів менше однієї тисячної маси найлегшого з відомих атомів - атома водню.
Далі Томсон встановив, що відношення заряду частинок катодних променів до їх масі виходить однаковим при наповненні трубки різними газами і при виготовленні катода з різних металів. Отже, однакові частки входили до складу атомів різних елементів.
На підставі результатів своїх дослідів Томсон зробив висновок, що атоми речовини не є неподільними. З атома будь-якого хімічного елемента можуть бути вирвані негативно заряджені частинки з масою, меншою однієї тисячної маси атома водню. Всі ці частинки мають однакову масу і мають однаковий електричний заряд. Ці частинки називають електронами.