§ 3. Опыт Боте.

Чтобы объяснить распределение энергии в спектре равновесного теплового излучения, достаточно, как показал Планк, предположить, что свет испускается только порциями с энергиями . Для объяснения фотоэффекта и всех его особенностей , достаточно предположить, что свет поглощается только порциями . Эйнштейн предположил, что свет распространяется в пространстве в виде дискретных частиц, первоначально которых называли световыми квантами, а позднее- фотонами. Непосредственным подтверждением данного факта служил опыт Боте.

На фольгу падает слабое рентгеновское излучение. Под действием этого излучения фольга флуорисцирует, т.е является источником вторичного излучения. Если вторичное излучение подчиняется полевым законам, то на первый и второй газоразрядные счетчики придут два сигнала, которые будут зарегистрированы на ленте между двумя специальными механизмами двумя черточками, лежащими друг напротив друга. На опыте получилось, что метки от специальных механизмов не находятся друг напротив друга, значит излучение в пространстве распространяется в виде неких частиц с энергией

Масса фотона: ;

Импульс:

Импульс был получен впервые на установке Лебедева.

Теоретически многочисленными опытами было установлено, что:

1) фотоны имеют массу покоя, равную нулю;

2) фотоны всегда движутся со скоростью света.

Сказанное означает, что фотоны представляют собой частицу особого рода, отличающуюся от электрона, протона и т.д. , которые могут двигаться со скоростями, меньшими скорости света, и имеют массу покоя.

§ 4. Эффект Комптона.

В 1923 г. Комптон, исследуя рассеяние рентгеновского излучения в различных веществах, обнаружил, что наряду с излучением с первоначальной длины волны имеется излучение с отличной длиной волны. Разность оказалась зависящей только от , образуемого направлением рассеянного излучения с направлением первичного пучка.

Все особенности эффекта Комптона можно объяснить, рассматривая процесс рассеяния как процесс упругого соударения рентгеновских фотонов со свободными электронами.

Комптоновская длина волны для электрона:

Мы рассмотрели ряд явлений, в которых поток света ведет себя как поток частицы. Дифракция, интерференция могут быть объяснены с помощью волновой теории.

Таким образом, свет обнаружит корпускулярно-волновой дуализм.

Раздел 7. Элементы квантовой оптики. § 1. Внешний фотоэффект.

Свойства фотоэффекта:

1. Для каждого вещества существует меньше которого фотоэффект не наблюдается. Это красная граница фотоэффекта.

2. Если будем увеличивать интенсивность света, то фотон тоже будет увеличиваться при т.е. .

3. Если U=0, то фотон будет, т.е. электроны обладают скоростями и без дополнительных усилий достигнут второго электрода. При U_з ни один электрон не достигнет второго электрона. Запирающее напряжение не зависит от I(интенсивности),а зависит от частоты

.

Эти свойства объяснить невозможно с помощью волновой оптики. Эйнштейн предположил, что свет – это порции электромагнитной энергии или кванты. Энергия одного кванта , если V=0 -- красная граница фотоэффекта.