Физика. Волновая и квантовая оптика. Барсуков В.И - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4
К концу XIX столетия, на основе экспериментальных данных,
свидетельствующих о взаимосвязи световых, электрических и магнит-
ных явлений, Д. Максвеллу удалось создать электромагнитную теорию
света, а Х. Лоренцу – электронную теорию строения вещества.
Обе теории основывались на гипотезе об эфире, только «упругий
эфир» был заменён «эфиром электромагнитным» (теория Максвелла)
или «неподвижным эфиром» (теория Лоренца). Теория Максвелла не
смогла объяснить процессов поглощения и испускания света, фото-
электрического эффекта, комптоновского рассеяния и др. Теория
Лоренца, в свою очередь, не смогла объяснить многие явления,
связанные с взаимодействием света с веществом, в частности, вопрос
о распределении энергии по длинам волн при тепловом излучении
чёрного тела.
Перечисленные затруднения и противоречия были преодолены в
1900 г. М. Планком, выдвинувшим гипотезу, согласно которой излу-
чение и поглощение света происходит не непрерывно, а дискретно,
определёнными порциями (квантами), энергия которых определяется
частотой
ν
:
ν
=
ε
h
. (1)
Теория Планка не нуждалась в понятии об эфире. Она объяснила
тепловое излучение чёрного тела. Эйнштейн А., опираясь на гипотезу
Планка, в 1905 г. создал квантовую теорию света, согласно которой не
только излучение света, но и его распространение происходит в виде
потока световых квантов – фотонов, энергия которых определяется
соотношением (1), а масса
c
h
c
h
с
m
λ
=
ν
=
ε
=
22
ф
. (2)
Квантовые представления о свете хорошо согласуются с законами
излучения и поглощения света, законами взаимодействия света с ве-
ществом. Явления же интерференции, дифракции и поляризации света
легко объясняются на основе волновых представлений.
Всё многообразие изученных свойств и законов распространения
света, его взаимодействия с веществом показывает, что свет имеет
сложную природу. Он представляет собой единство противоположных
видов движения – корпускулярного (квантового) и волнового (элек-
тромагнитного). По современным представлениям свет представляет
двойственную корпускулярно-волновую природу. Учитывая, что соот-
ношения (1) и (2) связывают корпускулярные характеристики излуче-
ния – массу и энергию кванта с волновыми – частотой колебаний и
длиной волны, можно сказать, что свет представляет собой единство
дискретности и непрерывности.

Страницы