Квантовая оптика

При изучении теплового излучения прежде всего необходимо усвоить принципиальную разницу между тепловым излучением и другими видами из­лучений. Тепловое излучение имеет равновесный характер и осуществля­ется за счет уменьшения, внутренней энергии тел. Необходимо разобрать­ся в понятиях, характеризующих тепловое излучение, в экспериментальных законах теплового излучения (законах Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина) и невозможности их классического обоснования. Принципиально важно усвоить, что законы теплового излучения могут быть поняты и объяснены только на основе квантовых представлений. Студент должен знать гипоте­зу Планка о квантовании энергии излучения осциллятора. На основе этой идеи Планком были получены формула распределения энергии в спектре из­лучения абсолютно черного тела, формула Планка, с помощью которой мож­но теоретически получить все известные законы теплового излучения.

Принципиально важно понять, что изучение вопроса о распределе­нии энергии в спектре абсолютно черного тела привело, в конечном счете, к переходу от классической физики к квантовой. Развитие гипотезы Планка привело к созданию квантовой теории света, в рамках которой получи­ли объяснение такие явления, как фотоэлектрический эффект, эффект Комптона, давление света.

При изучении внешнего фотоэффекта необходимо понять сущность явления, знать и уметь формулировать законы Столетова, объяснять эти законы на основании формулы Эйнштейна для внешнего фотоэффекта, знать практическое применение данного явления.

Рассматривая эффект Комптона, следует чётко представлять сущ­ность явления и обратить внимание на то обстоятельство, что законы сох­ранения энергии и импульса имеют универсальный характер и оказываются справедливыми в каждом отдельном акте взаимодействия фотона с веще­ством.

Изучая давление света, студент должен понять, что это явление может быть объяснено как на основе волновой, так и на основе кванто­вой теории света.

Принципиально важно, чтобы в процессе изучения волновой и кван­товой оптики у студента сформировалось представление о корпускулярно-волновом дуализме света, как проявление взаимосвязи двух основных форм материи - вещества и поля. Понимание корпускулярно-волнового ду­ализма света должно подготовить студента к восприятию корпускулярно-волнового дуализма вещества.