Концепции современного естествознания. Кучеров В.В. и др. - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

обнаруживающие его корпускулярную природу (фотоэффект, явление Комптона, давление
света). Но
фотон представляет собой частицу особого рода, отличную от таких частиц, как
электрон, протон и т.п., которые могут существовать, двигаясь со скоростями, меньшими
с
(скорость света), и даже покоясь.
Масса же покоя фотона равна нулю, и фотон всегда
движется со скоростью с.
Электромагнитная волна обладает импульсом, соответственно импульсом обладает и
фотон.
c
h
c
E
P
ν
==
(701.15)
где
E
- энергия фотона,
ν
- частота электромагнитной волны.
Пусть на поглощающую свет поверхность падает поток фотонов, движущихся по нормали к
поверхности. Если плотность фотонов (количество фотонов в единице объема) равна
n ,то
общее количество падающих на поверхность
S за время t фотонов равно
nSctnSxnVN === и на единицу поверхности в единицу времени приходится
nc
St
N
=
фотонов. При поглощении каждый фотон сообщает стенке импульс
c
E
P
= . Умножив
P
на
nc , получим импульс, сообщенный в единицу времени единице поверхности, то есть
давление
p
света на стенку:
Ennc
c
E
p
== . (701.16)
Установка для демонстрации давления света представляет собой стеклянную колбу,
из которой откачан воздух. В колбе на тонкой игле вращается легкая крыльчатка с широкими
лопастями. Особенность крыльчатки в том, что одна ее сторона зеркальная, а другая черная.
По закону сохранения импульса:
- для черной поверхности (луч света не отражается)
крыльчаткисвет
pp
r
r
= (701.17)
- для зеркальной поверхности
отраженныйсветкрыльчаткипришедшийсвет
ppp
..
r
r
r
+
= (701.18)
если спроецировать на ось
х , то получим
крыльчаткисвет
отраженныйсветкрыльчаткипришедшийсвет
pp
ppp
=
−
=
2
..
(701.19)
Таким образом, зеркальная сторона испытывает
вдвое большее давление по
сравнению с черной и крыльчатка под действием результирующего момента сил начинает
вращаться.
Порядок демонстрации:
1.Установить колбу и включить перед ней источник света (в солнечную погоду
достаточно яркого солнечного света).
Контрольные вопросы:
1. Как применить закон сохранения импульса к демонстрации "давление света"?
2. Как применить закон сохранения энергии
к демонстрации "давление света"?
3. Почему из колбы откачан воздух.
Работа № 102А

Страницы