Давление света с точки зрения квантовой теории света

Величину светового давления проще посчитать, основываясь на квантовой теории света. Для качественного объяснения возникновения давления света можно считать фотоны маленькими шариками, ударяющимися о поверхность вещества и передающими этой поверхности вещества свой импульс. Т. е. световое давление с точки зрения квантовой теории света измеряется импульсом, передаваемым фотонами единице площади стенки в единицу времени.

Из механики известно, что давление определяется как .

При падении фотонов на черную (абсолютно поглощающую) поверхность происходит абсолютно неупругий удар, и изменение импульса фотона . При падении фотонов на зеркальную (абсолютно отражающую) поверхность происходит абсолютно упругий удар, и изменение импульса фотона . Пусть W – энергия светового потока, падающего в единицу времени на единицу площади стенки. Число фотонов, содержащихся в этом потоке . Импульс фотона Поглощающей поверхности фотон сообщает импульс а отражающей .

В случае произвольной поверхности часть фотонов будет поглощаться, а часть будет отражаться. Если коэффициент отражения поверхности , то число отразившихся фотонов будет равно , а число поглотившихся фотонов будет равно . Следовательно, давление света на произвольную поверхность

,

где - объёмная плотность энергии падающего излучения.

Таким образом, давление света одинаково успешно объясняется как волновой, так и квантовой теорией света. Следовательно, световое давление не может считаться убедительным доказательством справедливости существования квантовых свойств излучения.

Date: 2015-09-02; view: 1431; Нарушение авторских прав