Презентация, доклад по физике по теме:Кванты

первых таких теорий была изложена в «Книге об оптике» Ибн ал-Хайсамом в 1021 году. В ней световой луч представлен в виде потока мельчайших частиц, которые «испытывают нехватку всех заметных качеств, кроме энергии». Но ни одна из них не могла объяснить такие явления, как, например, дифракция. В середине 18 века появилась волновая теория света, авторами которой стали независимо друг от друга Рене Декарт, Роберт Гук и Христиан Гюйгенс. Но теория дискретного строения света считалась основной до начала 19 века во многом из-за влияния авторитета Исаака Ньютона, придерживавшегося этой теории. В начале 19 века Томас Юнг и Огюстен Френель доказали своими опытами, что свет обладает свойствами волны.
В 1865 г. Джеймс Максвелл предположил, что свет - это электромагнитная волна. Экспериментально это подтвердил Генрих Герц обнаруживший радиоволны в 1888 году.

История развития концепции фотона

он же фотон. В современной физике рассматривается как одна из элементарных частиц, которая переносит электромагнитное взаимодействие; фундаментальная составляющая света и всех других форм электромагнитного излучения.
2.Скорость движения в вакууме равна «с» у фотона любой энергии .
3.В среде его скорость уменьшается, но после прохождения среды фотон мгновенно восстанавливает свою скорость до «с» Фотоны разных энергий меняют скорость по-разному, в зависимости от свойств среды( коэффициент преломления) .
4. Не имеет массы покоя.
5. Фотону свойственен корпускулярно-волновой дуализм: т.е.фотон представляет собой совокупность двух электрических полей (плюс и минус) и двух магнитных полей (N и S).При этом фотон электронейтральнен, т.е. не имеет электрического заряда.
С одной стороны фотон представляет собой компактную, неделимую частицу, у которой электромагнитные поля возрастают от нуля до некоторого максимума и вновь падают до нуля,т.е. фотон имеет линейный размер (начало и конец).

теоретических обоснованиях

в XVII веке для объяснения отклонения хвостов комет при пролёте их вблизи Солнца.

представлений о волновой природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствие. Свет - это электромагнитная волна. Она создаёт электрическое поле. Под его действием электроны в теле, встречающемся на её пути, совершают колебания. В теле возникает электрический ток, направленный вдоль напряжённости электрического поля. Со стороны магнитного поля на электроны действует сила Лоренца. Её направление совпадает с направлением распространения световой волны. Эта сила и есть сила светового давления.


По расчётам Максвелла, солнечный свет производит на чёрную пластину, расположенную на Земле, давление р = 4 ·10-6 Н/м2),а на светоотражающую в 2 раза больше

Отец
видел в сыне будущего коммерсанта. Мальчик был отдан в коммерческую школу, а затем в реальное училище. Но юноша тяготел к науке. В 1884 гoдy так как доступ в университет для него, как выпускника реального училища, был закрыт, он пoстyпил в МВТУ. С 1887 пo 1891 г.г. работал в лaбoрaтoриях Стрaсбyргa и Бeрлинa. В 1891 в Гeрмaнии зaщитил диссeртaцию. Пo вoзврaщeнии рaбoтaл aссистeнтoм A. Г. Стoлeтoвa в Мoскoвскoм yнивeрситeтe. После смерти Столетова возглавил лабораторию. В 1911 г.подал в отставку вместе с другими сотрудниками в знак протеста против попыток правительства нарушить автономию университета. Для Лебедева это решение было актом большого граждан­ского мужества, ибо с уходом из университета он лишался лабора­тории. И хотя ему была предоставлена возможность соз­дать (на частные средства) новую лабораторию в городском университете им. А. Л. Шанявского, полностью оправиться от со­бытий 1911 г. ученый не смог. Лебедев умер от болезни сердца в 1012.

Но выводы Максвелла были лишь теоретическим предположением. Опыты, проведенные в 1899 г. Лебедевым, подтвердили предположение Максвелла о том, что световое давление на твёрдые тела существует. Позднее Лебедев измерил давление света на газы, которое оказалось намного меньше давления света на твердые тела.

баллоне, из которого выкачан воздух падал свет. Справа пластинки черные, слева-блестящие. При отражении от зеркала свет передает ему в единицу времени в два раза больше импульса, чем свет, падающий на поглощающую пластину такой же площади. Из-за разницы давлений подвес поворачивался . По углу поворота определяли силу закручивания и, следовательно, световое давление. Измерения дали значение давления, которое с точностью до 20 % совпадало с теорией Максвелла.

каждого фотона при соударении с поверхностью изменяется. Следовательно, в соответствии со вторым законом Ньютона возникает импульс силы.

световое давление, оказываемое на поверхность тела:

кван­товой теорией. Опыты П. Н. Лебедева по измерению давления света явились фундаментальным доказательством и волновой, и квантовой природы света.

которой, хвост кометы при приближении к Солнцу всегда направлен от Солнца;

давление излучения от горячего ядра звезды противодействует гравитационному сжатию звезды.

идею полетов в космос с помощью солнечного паруса, используя давление, создаваемое солнечным светом или лазером на зеркальную поверхность. Парус не нуждается в ракетном топливе, и время его действия не ограничено.

В феврале 1993 года на корабле «Прогресс-М15» был проведен уникальный эксперимент «Знамя-2» по развертыванию крупногабаритного экрана, солнечного паруса. Цель эксперимента у советских ученых была не только в этом: «Знамя-2» мог стать прототипом фотонного двигателя - космического паруса.

лазерной физики.
Артуром Эшкиным, который изобрел оптические пинцеты. С их помощью можно манипулировать частицами, атомами, вирусами, и другими живыми клетками с помощью лазерного света. Этот инструмент позволил Эшкину использовать давление излучения для передвижения физических объектов. Ученый смог подталкивать маленькие частицы при помощи лазерного света к центру луча и удерживать их там.

(фотоэффект) корпускулярные: свет ведёт себя подобно потоку частиц. Чем больше частота, тем больше энергия и импульс фотона и сильнее выражены квантовые свойства света, при уменьшении частоты больше проявляются волновые. Свет обладает дуализмом (двойственностью свойств): при распространении проявляются его волновые свойства, а при излучении и поглощении (т.е. при взаимодействии с веществом) – корпускулярные (квантовые). Это не значит, что свет излучается как поток частиц, затем превращается в волну и распространяется волной, а при поглощении опять превращается в поток частиц – фотонов. Свет одновременно обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами.

Уравнения, связывающие корпускулярные (энергия, импульс) и волновые (частота или длина волны):