Планка и фотон

В 1905 г. Эйнштейн показал, что трудности могут быть преодолены, если применить постулаты Планка о квантах к фотоэлектрическому эффекту. Вместо того, чтобы относиться к падающему свету, как к излучению частоты v, он рассмотрел свет, как поток частиц, называемых сейчас фотонами. Каждый фотон обладает энергией fiv, где h — постоянная Планка. Фотон передает свою энергию электрону в металле часть ее используется для удаления электрона из поверхности металла, а остаток превращается в кинетическую энергию фотоэлектрона. Таким образом [c.21]

А. Введение. Согласно квантовой теории Планка любое поглощение энергии атомом или молекулой приводит к переходу одного или нескольких электронов в состояние с более высокой энергией. При возвращении в низшее состояние электрон испускает фотон — квант электромагнитного излучения, энергия которого, Дж, равна [c.192]

Решение. Энергия фотона ( ) связана с частотой излучения (v) известным соотношением Е — Н, где h — постоянная Планка, равная 6,63-10 Дж-с. Частота колебаний и длина волны связаны соотношением " = - 1 где с — скорость к — длина волны излучения [c.16]

Все же теория Бора была важным этапом в развитии представлений о строении атома как и гипотеза Планка—Эйнштейна о световых квантах (фотонах), она показала, что нельзя автоматически распространять законы природы, справедливые для больших тел — объектов макромира, на ничтожно малые объекты микромира — атомы, электроны, фотоны. Поэтому и возникла задача разработки новой физической теории, пригодной для непротиворечивого описания свойств и поведения объектов микромира. При этом в случае макроскопических тел выводы этой теории должны совпадать с выводами классической механики и электродинамики (так называемый принцип соответствия, выдвинутый Бором). [c.45]

Вскоре было установлено, что представление об электроне как частице, подчиняющейся законам классической механики, является ошибочным. Изучение природы и распространения света показало, что он обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами. На первые указывает явление фотоэффекта, на вторые — явления интерференции и дифракции света. Корпускулярные свойства фотона выражаются уравнением Планка [c.45]

Двойственная природа света. Впервые двойственная корпускулярно-волновая природа была установлена для света. В первой половине прошлого века в ре ]ультате изучения явлений интерференции и дифракции света было экспериментально доказано, что свет представляет собой электромагнитные волны. Возникновение в определенных условиях явлений интерференции и дифракции - характерная особенность любого волнового процесса. Однако в XX в. стали известны многочисленные явления, свидетельствующие о том, что свет представляет собой поток материальных частиц. На основе представлений Планка о передаче лучистой энергии квантами Эйнштейн предложил гипотезу о световых квантах, названных фотонами. Корпускулярные свойства света особенно отчетливо проявляются в явлении фотоэффекта. [c.18]

Однако в XX в. стало известно большое число явлений, свидетельствующих о том, что свет представляет собой поток материальных ча( тиц, получивших название световых квантов или фотонов. Представление о квантах, как уже указывалось выше, впервые было введено в науку в 1900 г. Планком. Корпускулярные свойства света особенно отчетливо проявляются в двух явлениях в фотоэффекте и эффекте Комптона. [c.20]

Уравнения Планка и Эйнштейна позволяют получить соотношение между длиной волны света и массой фотона. [c.22]

Классическая теория не смогла объяснить экспериментальные наблюдения для фотоэлектрического эффекта. Эйнштейн же с большим успехом воспользовался квантовой гипотезой Планка. В соответствии с квантовой теорией, когда фотон падает на поверхность металла, он передает свою энергию электрону на этой поверхности. Электрон затем вылетает с металлической поверхности, обладая кинетической энергией, равной энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для отрыва его от поверхности. Так как энергия фотона равна /iv, то выражение для энергии фотоэлектрона имеет вид [c.23]

Планком проблемы излучения абсолютно черного тела все экспериментальные работы подтверждали волновую теорию излуче- ния. Однако с 1900 г. накопившееся очень большое число экспериментальных фактов несомненно указывало на корпускулярную природу электромагнитного излучения, что не ограничивалось рассмотренными конкретными примерами. Так, Эйнштейн, а позднее Дебай разрешили проблему удельной теплоемкости твердых тел на основе квантовых положений, а Комптон так объяснил рассеяние Х-лучей электронами при их взаимодействии, как если бы оно произошло между релятивистскими бильярдными шарами. Имея в виду обилие доказательств в пользу квантовой теории, можно было бы склониться к мнению, что цикл замкнулся, и ученые опять вернутся к основным взглядам Ньютона. Но это абсолютно не так. Конечно, нельзя отрицать, что электромагнитное излучение, как уже было показано, имеет как волновой, так и корпускулярный характер. Это ставит перед нами дилемму фотон — волна или частица Эта проблема не относится к числу легко разрешимых решение ее не может быть получено при просто химическом или физическом подходе. Здесь приоткрывается новая страница естествознания. Эта проблема имеет и определенный философский характер. [c.38]

Исходя из известной в механике аналогии между траекториями частиц и световыми лучами с одной стороны и из установленной к тому времени двойственной природы света (волна — фотоны) и положений теории относительности, де Бройль высказал идею о двойственной природе электрона и вообще всех частиц (1923). Согласно де Бройлю, устанавливается соответствие между движением частицы и распространением некоей волны, причем величины, описывающие волну, должны быть связаны с динамическими характеристиками частицы соотношениями, которые содержат постоянную Планка /г . [c.7]

Энергия фотона (квант лучистой энергии) определяется уравнением Планка [c.66]

У ниве реальная постоянная Планка и квантовая механика. В 1900 г. немецкий физик Планк, изучая распределение энергии в спектре лучеиспускания абсолютно черного тела, пришел к заключению, что всякое излучение и поглош,ение световой энергии происходит малыми порциями, имеющими определенное значение для каждого вида излучения. Эта порция энергии получила название квант света, квант энергии, или фотон. Планк установил, что энергия кванта ( ) прямо пропорциональна частоте излучения (V), т. е. [c.10]

Теперь вполне естественной кажется мысль о массе и импульсе р фотона. Сопоставим уравнения Планка и Эйнштейна [c.27]

Для фотонов — квантов электромагнитного излучения выполняется соотношение Планка (4.1). Следовательно, [c.51]

Развитая Планком теория излучения черного тела основана на утверждении, что свет обладает свойствами частицы н что эти частицы излучения, или фотоны, определенной частоты V имеют соответствующую фиксированную энергию е, определяемую соотношением [c.12]

Важной особенностью многоквантовых механизмов возбуждения является возможность использования суммарной энергии нескольких фотонов, хотя для каждого отдельного фотона энергия квантована в соответствии с соотношением Планка. Оптическое поглощение теперь уже зависит от интенсивности падающего излучения, т. е. закон Ламберта — Бера (разд. 2.4) не выполняется. Такое поведение наиболее понятно для многоквантового процесса возбуждения с участием виртуальных промежуточных уровней. Система, полностью прозрачная при низкой интенсивности облучения, может поглощать излучение той же длины волны, но при высокой интенсивности. Хороший пример поглощения прозрачным газом обсуждается в разд. 5.5 флуоресценция в парах цезия возбуждается интенсивным излучением, частота которого не соответствует ни одному из однофотонных переходов. [c.75]

Концентрация энергии двух раздельно поглощенных квантов на одной молекулярной частице была продемонстрирована 1 аиболее четко в экспериментах по сенсибилизированному антистоксовому излучению, хотя этот эффект характерен для всех процессов кумуляции энергии. Объяснение этого кажущегося нарушения закона зависимости энергии кванта от частоты света (соотношения Планка), а также закона Штарка — Эйнштейна приводит к пониманию первичных процессов фотосинтеза, где именно такая концентрация энергии фотона необходима для протекания фотохимических реакций. [c.138]

Для объяснения законов распределения энергии в спектрах нагретых твердых тел Планком в 1900 г. была развита квантовая теория. Планк допускал, что энергия излучается атомами не непрерывно, а порциями — квантами (фотонами). Энергия кванта пропорциональна частоте излучаемого света [c.59]

Современная квантовомеханическая теория строения атомов и молекул, разработанная Де-Бройлем, Шредингером, Гейзенбергом и др., учитывает двойственность природы электронов и других микрообъектов, т. е. их корпускулярно-волновые свойства. Свет также обладает корпускулярно-волновыми свойствами, что обнаруживается в ряде различных явлений в его интерференции и дифракции, с одной стороны, в его фотоэффекте и давлении — с другой. Двойственность природы света обнаруживается и в уравнении, связывающем количество движения фотона тС с длиной волны X. Это уравнение легко получается из уравнений Планка (И,6) и Эйнштейна (В,1). Сопоставляя эти два уравнения, получим [c.64]

Корпускулярно-волновой дуализм утвердился вначале в учении о природе электромагнитного излучения, механизм которого связан с перескоком электронов с более удаленных от ядра атома стационарных орбит на более близкие. При этом происходит излучение, а при перескоке в обратном направлении — поглощение фотонов, энергия которых Е определяется уравнением Планка [c.46]

Постоянная Планка и фотон [c.65]

В последние годы XIX ст. было обнаружено, что свет, выходящий из отверстия в нагретом полом теле, не имеет характеристических линий испускания — его интенсивность плавно изменяется с изменением длины волны, причем такое распределение интенсивности света зависит от температуры и не зависит от природы нагретого тела. Физики-теоретики, занимавшиеся проблемой испускания света нагретыми телами, еще до 1900 г. пришли к выводу, что на основании представлений об испускании и поглощении света колеблющимися молекулами нагретого тела они не могут объяснить наблюдаемое распределение энергии излучения. Тогда немецкий физик Макс Планк (1858—1947) высказал мысль о возможности создания удовлетворительной теории при допущении, что нагретые тела не могут испускать или поглощать свет определенной длины волны в произвольно малых количествах, а должны испускать или поглощать лишь определенный квант света, характерный для данной длины волны. Хотя теория Планка не требовала считать сам свет состоящим из порций энергии — световых квантов или фотонов, Эйнштейн уже в 1905 г. указал на ряд других обстоятельств, подтверждающих эту концепцию. [c.65]

Одной из важнейших форм энергии является электромагнитное излучение, которое может рассматриваться как состоящее из частиц , получивших название фотонов и имеющих энергию, зависяхцую от частоты излучения Рис. 1. Схеиатвческая дна-в соответствии с законом Планка Ерь = кг, грамма уровней энергиимоле-где к — универсальная постоянная (6,62 х кулы. [c.293]

Квантование энергии. Электромагнитные волны и скорость света, длина волны, частота и волновое число. Электромагнитный спектр. Излучение абсолютно черного тела. Кванты и постоянная Планка. Фотоэлектрический эффект и фотоны. Спектры поглощения и испускания. Серии Лаймана, Баль.мера и Пашсна уравнение Рндберга. [c.328]

Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]

ФОТОН — элементарная частица с массой покоя, равной нулю, вследствие чего Ф. всегда движется со скоростью света. Спнн Ф. равен 1. Ф. представляет собой порцию электромагнитного излучения, например, видимого света, рентгеновского или -излучения. Ф. называют также квантами — световыми квантами, рентгеновскими квантами или у-квантами. Ф. могут испускаться или поглощаться любой системой, содержащей электрические заряды или по которой проходит ток. Ф. с высокой энергией (7-кванты) испускаются при распадах атомных ядер и элементарных частиц, и могут вызывать расщепление атомных ядер и образование элементарных частиц. Понятие Ф. введено в 1899 г. М. Планком для объяснения распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Существование Ф. означает, что электромагнитные волны с частотой V излучаются и поглощаются только определенными порциями (квантами) с энергией, равной hv (где /г — постоянная Планка). [c.268]

ХУ1-3-11. Полость объемом V при температуре Т содержит фо-нионы (ложные фотоны), находящиеся в равновесии со стенками. Ложные фотоны сходны с фотонами тем, что они — бозоны, каждый с энергией 1г их общая энергия сохраняется только при условии добавочного сжатия сумма квадратов их частот остается постоянной. Получите уравнение, аналогичное закону распределения Планка, для числа ложных фотонов с частотой между V и V [c.170]

Согласно квантовой теории, энергия фотона — кван-Персходя иа более та света с частотой v — равна ftv, где h — постоян-ни.зкую орбиту, ная Планка (6,626-10 Дж-с). Чтобы электрон .чектрон испускает мог перейти с орбиты с энергией Е на другую орбиту квапг свет.) с энергией В-2, поглощаемый свет должен иметь частоту, определяемую уравнением Планка [c.37]