Квантовая теория света

Человеческое сознание влияет на квантовый мир?

Демонстрация, опровергнувшая предположения великого Исаака Ньютона о природе света, была ошеломляюще проста. Это «можно с легкостью повторить, где бы ни сияло солнце», — заявил английский физик Томас Юнг в ноябре 1803 года членам Королевского общества в Лондоне, описывая то, что сейчас известно, как эксперимент на двух щелях, или опыт Юнга. Юнг не искал сложных путей и не сделал из своего опыта фиглярское шоу. Он просто придумал элегантный и решительный эксперимент, демонстрирующий волновую природу света на примере обычных подручных материалов, и тем самым опроверг теорию Ньютона о том, что свет сделан из корпускул или частиц.

Сомнительное понятие измерения

В современной интерпретации опыта пучок монохроматического света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Он регистрирует попадание частиц, прошедших сквозь прорези. В случае фотонов это фотопластинка. По логике вещей, следовало бы ожидать, что фотоны должны пройти через одну щель или другую и накапливаться за ними.

Но это не так. Они идут в определенные части экрана, а другие просто избегают, создавая чередующиеся полосы света и темноты — так называемые интерференционные полосы. Они получаются, когда два набора волн перекрывают друг друга. Там, где волны окажутся в одной фазе, из амплитуды сложится и получится усиливающая интерференция — светлые полосы. Когда волны находятся в противофазе, возникает ослабляющая интерференция — темные полосы.

Физика 9 класс

«Воздействие радиации» — Что вокруг нас радиоактивно. Воздействие радиации. Трещины и щели. Препараты. Здоровье человека. Период полураспада. Что такое период полураспада. Мощность излучения. Что такое изотопы. Нормальный радиационный фон. Заряженные частицы. Экспозиция. Радиоактивность и радиация. Передается ли радиация как болезнь. Действие излучения. Биологическое воздействие радиации. Как радиация может попасть в организм.

««Равноускоренное движение» 9 класс» — Исследуем равноускоренное движение, меняя исходные данные. Расчёт пути. Шаг по времени. Построение графиков. Исследование модели. Формулы равноускоренного движения. Равноускоренное движение. Расчёт скорости. Опишите характер движения тела. Строим ось времени. Уравнение координаты материальной точки имеет вид x = 15 — 3t + 0,5 t. Расчёт координаты. Напишите уравнение зависимости скорости от времени.

«Музыка и физика» — Звуковые колебания и волны. Графики колебаний различной амплитуды. Распространение звуковых волн. Виолончель. Орган. Органные трубы. Слуховой аппарат человека. Тон музыкальной настройки. Связи в окружающем мире. Духовые музыкальные инструменты. Инфразвук. Шумовые музыкальные инструменты. Скрипка и гитара. Клавишные музыкальные инструменты. Активизировать умственную деятельность. Ударные музыкальные инструменты.

«Человек в мире звуков» — Что порождает инфразвук. Летучая мышь издает короткие ультразвуковые сигналы. «Нем, как рыба». Ухо- приемник звука. Пробный эксперимент. Содержание. Имеет ли звук цвет. Цели и задачи. Рекорды звуковго голоса человека. Цветной слух. Голос- источник звука. Что порождает ультразвук. Много случаев столкновения птиц с турбореактивными самолетами. Диапазон области слышимых звуков. На что похожи звуки рыб.

«Задачи на звук» — 6. Верите ли вы, что астронавты на Луне пели песни, сняв скафандры? 8. Колебания частотой свыше 20000 Гц — ………. 3. Верите ли вы, что источником звука являются колебания? 3. Число колебаний, совершенных в единицу времени — …….. 1. На Луне произошел сильный взрыв. 9. Колебания частотой менее 16 Гц — ………. 2. Верите ли вы, что комар быстрее машет крыльями, чем муха. 4. Верите ли вы, что период колебания математического маятника зависит от амплитуды колебания?

«Энергосбережение в быту» — Возобновляемые. Экономите ли вы дома электроэнергию? В геологическом масштабе восполняются за миллионы лет. Экономия электрической энергии. Нерациональное неограниченное потребление энергии поставило человечество на грань экологической катастрофы. Энергосбережение можно считать новым источником энергии. Экономия тепла. Энергосбережение – новый «источник» энергии! Какие способы энергосбережения вы знаете?

«Физика 9 класс»

Световые кванты

Ключевые слова конспекта «Световые кванты»: Квантовая гипотеза Планка. Фотон. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Давление света. Корпускулярно-волновой дуализм.
Раздел ЕГЭ по физике: 5.1. Корпускулярно-волновой дуализм

Квантовая гипотеза Планка. Фотон

Квантовая гипотеза Планка: излучение электромагнитных волн атомами и молекулами вещества происходит не непрерывно, а дискретно, т. е. отдельными порциями – квантами. Энергия кванта прямо пропорциональна частоте излучения:

Е = hv,

где h = 6,62 • 10–34 (Дж • с) – постоянная Планка.

Фотон – это квант света, представляющий из себя электрически нейтральную частицу, которая не имеет массы покоя, а существует только при движении ее со скоростью света в вакууме с = 3 • 108 м/с.

Энергия и импульс фотона выражаются через волновые физические характеристики – частоту и длину волны:

Е = m • с2

Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта

Фотоэффект – это явление взаимодействия света с веществом в результате, которого происходит вырывание фотоэлектронов. При внешнем фотоэффекте фотоэлектроны покидают поверхность тела. При внутреннем фотоэффекте фотоэлектроны остаются внутри вещества.

Работа выхода – минимальная работа, которую нужно совершить для выхода электрона из металла. Работа выхода зависит только от рода материала и определяется по таблице.

Законы внешнего фотоэффекта:

  • Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света, падающего на вещество.
  • Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается при увеличении частоты падающего на вещество излучения и не зависит от интенсивности света.
  • Для каждого вещества существует максимальная длина электромагнитной волны λmax (красная граница фотоэффекта), за которой начинается фотоэффект. Облучение вещества световыми волнами большей длины фотоэффект не вызывают.

Данные законы были установлены опытным путем, их невозможно объяснить с помощью волновой теории света. Явление фотоэффекта и его законы были объяснены А. Эйнштейном с помощью квантовой теории света.

Каждый фотон взаимодействует только с одним электроном.

Закон сохранения энергии называют уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

Энергия фотона идет на совершение работы выхода и на сообщение выбитому фотоэлектрону кинетической энергии.

Давление света

Давление света – это давление, которое создает электромагнитная волна, падая на поверхность тела.

Давление света на зеркальную поверхность в два раза больше, чем на черную (поглощающую) поверхность.

Изменение импульса фотона при отражении от зеркальной поверхности Δр = 2р. Изменение импульса фотона при поглощении есть Δр = –р.

Если коэффициент отражения энергии препятствием равен R, а число падающих фотонов на единицу поверхности препятствия, при интенсивности света I равно:

N = I / (h • v)

то из них N • R фотонов отразится, a N •  (1 – R) – поглотится поверхностью препятствия.

Полное давление света на поверхность препятствия равно:

Корпускулярно-волновой дуализм

Корпускулярно-волновой дуализм – это проявление в поведении одного и того же объекта как корпускулярных, так и волновых свойств.

Свет обладает одновременно как волновыми свойствами (интерференция, дифракция, поляризация) так и корпускулярными свойствами (давление света, фотоэффект), т. е. ведет себя как корпускула (частица).

Сами по себе волновая и корпускулярная модели света являются односторонними, имеющими ограничения. В совокупности они позволяют подойти к более полному описанию реального мира.

Конспект урока по физике в 10-11 классах «Световые кванты». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
  • Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
  • Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике
Ссылка на основную публикацию