Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 17 стр.

(1-ρ)N, поглотится. Каждый поглощенный фотон передает поверхности
импульс р = hv/c, а каждый отраженный - 2р= 2hv/c (так как при отражении от
поверхности импульс фотона меняется на обратный, при этом изменение
импульса фотона равно ∆p = p − (− p) = 2 p ). Давление света Р на поверхность
численно равно импульсу, который передают единице поверхности за единицу
времени (1 с) N фотонов (отраженные и поглощенные):

             P =Ротр + Ротр = ρ N ·2hv/c + (1 - ρ)N ·hv/c = (1 + ρ)N · hv/c, (1.18)
    Поскольку N⋅hv есть энергия всех фотонов, падающих на 1 м2 в 1 с, т. е.
интенсивность света I, то формула для давления света (1.18) может быть
записана:
                                             I
                                 P = (1 + ρ ) .
                                             c
                        I
С учетом того, что        =w   –   объемная плотность энергии излучения, то
                        c
окончательное выражение для давления света имеет вид:
                                               I
                                   P = (1 + ρ ) = (1 + ρ ) w .                (1.19)
                                               c
    Эта формула, выведенная на основе квантовых представлений, совпадает с
выражением, полученным из электромагнитной ( волновой) теории Максвелла.
Таким образом, давление света одинаково успешно объясняется и волновой, и
квантовой теориями.
    Экспериментальное доказательство существования светового давления на
твердые тела и газы были получены в опытах П.Н. Лебедева в 1899 г.
    Еще      одно    явление,    подтверждающее      квантовую       природу
электромагнитного излучения, было открыто в 1922-1923 гг. Комптоном и
названо его именем. Он исследовал рассеяние рентгеновского излучения
легкими веществами – графитом, парафином и др. Комптон обнаружил, что
рассеянные рентгеновские лучи имеют длину волны λ ′ большую, чем длина
волны λ падающих лучей. Оказалось, что разность длин волн ( λ ′ – λ ) зависит
только от величины угла рассеяния θ и не зависит от свойств рассеивающего
вещества и длины волны λ падающего излучения:

                                       h
                     ∆λ = λ ′ − λ =        (1 − cos θ ) = λc (1 − cos θ ) ,
                                      m0 c
                                      h
где через λс обозначена величина          = 2,42⋅10-12 м –   так называемая
                                     m0 c
комптоновская длина волны (m0 – масса покоя электрона, c – скорость света, h –
постоянная Планка).
    Явление Комптона не укладывается в рамки волновой теории света.
Согласно этой теории, электромагнитная волна, проникая в вещество,

                                           17