Fotonok energia, tömeg és lendület a foton
Ahhoz, hogy magyarázza az energia elosztására a hősugárzás spektrum Planck feltételezzük, hogy az elektromágneses hullámok által kibocsátott részek (QUANTA). Einstein 1905-ben arra a következtetésre jutott, hogy a kibocsátott sugárzás nem csak, hanem terjed és elnyelődik formájában fotonok. Ez a következtetés nem lehet megmagyarázni a tapasztalati tények (fotoelektromos hatás, Compton hatás stb ..), aki nem tudta megmagyarázni a klasszikus elektrodinamika alapján a fogalmak sugárzás tulajdonságait.
Így, a fény terjedési nem tekinthető, mint egy folyamatos hullám folyamatot, és az áramot a térben lokalizált diszkrét részecskék mozgó a terjedési sebesség a fény vákuumban. Később (1926-ban). Ezeket a részecskéket nevezzük fotonok. Fotonok összes tulajdonságait a részecskék (vörösvértestek).
1. A foton energiája
ahol h = 6,6 × 10 -34 × J s - Planck-állandó, = h / 2p = 1,055 × 10 -34 J × is a Planck-állandó, w = 2pv - körkörös frekvencia.
A szerelők már a dimenzió „energiya'vremya” érték, amely az úgynevezett egy műveletet. Mivel Planck-állandó néha kvantum hatás. A dimenzió. Ez egybeesik, például a mérete a perdület (L = R mv).
Következik (1) fotonenergia frekvenciával nő (vagy a hullámhossz csökken), és például, egy fotont ibolya könnyű (L = 0.38mkm) van egy magasabb energia, mint a vörös fény fotonok (L = 0,77 mikron).
Foton - tömegtelen részecske, azaz a neki
Minden részecske relyativiskoy annak energiájú foton Mivel m = 0, a foton lendület
azaz hullámhossz fordítottan arányos impulzus.
Hagyja DS proschadku esik, és elnyeli a fényt. Során dt dS a helyén tartalmazza az összes fotonok a mennyiség dV = cdtdS. Számuk N = NDV = n cdtdS. ahol n - obemnaya fotonsűrűség (a fotonok száma egységnyi térfogatra). Ezek a fotonok majd át a helyén impulzus dP = PN = (HV / c) n cdtdS és hozzon létre nyomást
ahol w - térfogatsűrűség a beeső elektromágneses energia mérjük J / m 3 (J / m 3 = m × n / m = 3 N / m2 = Pa).
Teljes fény visszaverése nyomás páros R = 2w. A reflexiós együtthatót # 961; P = (1+ r) w. (6)
8.3.Vneshny fotoelektromos hatás és annak törvényeit. Einstein egyenletet a külső PhotoEffect
Ábra. A 2. ábra a függését a fotoáram I U feszültség az elektródák közötti különböző intenzitású fény (besugárzás E).
Stoletov létrehozta a következő törvények, a külső fotoelektromos hatás:
1. A maximális frekvencia fotoelektronovopredelyaetsya kezdeti sebességét a fény, és nem függ a az intenzitása.
2. minden egyes anyag (katód) létezik krasnayagranitsa fényelektromos hatás, azaz a minimális frekvencia v0, ahol a fényelektromos hatás is lehetséges.
3. A fotoelektromos arányos a telítési besugárzott E a katód.
Az első két törvény nem magyarázhatók alapján a klasszikus elmélet, mely szerint a kitermelés az elektronok a katód az eredménye „ringató” az elektromágneses hullám, hogy az amplifikálandó növelésével fényintenzitás.
Külső fotoelektromos hatás jól magyarázza kvantumelmélet. Ezen elmélet szerint, az elektron kap egyszerre a teljes fotonenergia e = hv, amely fogyasztott végrehajtani a elektron kilépési munkáját egy anyag (katód) és egy kinetikus elektron energia:
Ez az egyenlet az úgynevezett Einstein egyenlet a külső PhotoEffect.
(7) követi a törvényeket Stoletov. Különösen, a maximális kezdeti sebességét az elektronok határozzuk meg a kapcsolatban. TE függ csak a frekvencia v a katód anyagának és (AO).
Vörös határ v0 megfelel vmax = 0
Amikor v> V0 (vagy L
Ez az, hogy növelje a röntgensugár hullámhossza annak szóródási anyag. Változás hullámhossz
Ahol LC = h / (mc) - Compton-hullámhossza, m - elektron nyugalmi tömeg. Lc = 2,43 × 10 -12 m = 0,0243 (1 A = 10 -10 m).
Minden a funkciók a Compton hatás figyelembevételével magyarázható a szórás, mint egy folyamat rugalmas ütközés a röntgen fotonok szabad elektronok, amelyben tiszteletben a törvény az energiamegmaradás és a lendület megőrzése.
Szerint (9) változása hullámhossz Dl ez függ a szórási szög q és nem függ a hullámhossz liter X-sugárzás és az anyag formája.