Жарық қысымы

1 слайд
Оқу мақсаты: 11.8.1.7 - жарықтың кванттық теориясы негізінде жарық қысымының табиғатын түсіндіру

1 слайд

2 слайд
1.Фотоэффект деп қандай құбылысты айтамыз? 2.Фотоэффектінің тәжірибелік заңдарын айтып беріңдер. 3.Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуін жазыңдар. 4.Фотон деген не? 5.Фотонның импульсі, тыныштық массасы, энергиясы неге тең?

2 слайд

3 слайд
Жарық қысымын ескерудің маңызы «ЭХО» деп аталған американдық жасанды жер серігі – диаметрі 30 метр болатын жеңіл шар күн сәулелері қысымының әрекетінен әрбір айналымында өз орбитасынан 5 метрге ауытқып, нәтижесінде жасанды серіктің орбитада болу ұзақтығы 20 жылдың орнына 1 жылға да жетпеген. Астрономиялық және атомдық құбылыстарда жарық қысымы үлкен роль атқарады. Астрофизикада жарық қысымы газ қысымымен бірге гравитациялық күштерге қарсы әрекет етіп жұлдыздардың тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

3 слайд

4 слайд
(рис. 6.12). Жарық қысымы туралы болжам 1619 ж. жарық қысымы туралы болжамды алғаш рет неміс ғалымы И. Кеплер (1571-1630) Күнге жақын ұшқан кезде кометалардың құйрықтарының ығысуын түсіндіру үшін айтқан болатын.

4 слайд

5 слайд
Жарық қысымы 1873 жылы Джеймс Максвелл, жарық электромагниттік толқын болғандықтан жолындағы кедергіге қысым түсіруі тиіс деген қорытындыға келді. Дәлелдеу үшін бұл қысымды өлшеу қажет еді. Көптеген ғалымдар өлшеуге тырысты, бірақ бұл қысым өте аз, сондықтан сәтсіз болды. Алғашқы рет 1900 жылы орыс ғалымы П.Н. Лебедев жарықтың қатты денеге түсіретін қысымын өлшеді. 1908 жылы жарықтың газдарға түсіретін қысымын өлшеді. Петр Николаевич Лебедев (1866-1912) — орыстың экспериментатор физигі, бірінші болып жарық қысымының бар екендігін тәжірибеде дәлелдеді. Мәскеу университетінің профессоры (1900-1911), Ресейде алғаш физиктер мектебін ашты. 1895 жылы миллиметрлік электромагниттік толқындарды тәжірибе арқылы алды және зерттеді. Жарықтың электромагниттік теориясының сандық дәлелдемесін көрсетті. Ресей Ғылым Академиясының Физикалық институты Лебедевтің есімімен аталады. П.Н. Лебедев Д.К. Максвелл

5 слайд

6 слайд
Д.К. Максвеллдің электромагниттік теориясында жарық қысымының есептелуі Ашық күні ауданы 1 м 2 болатын айналық бетке түскен Күннің жарығы оған 4,1•10 -6 Н күшпен әрекет етеді.

6 слайд

7 слайд
Толқындық теория бойынша жарық қысымы

7 слайд

8 слайд
П.Н. Лебедев тәжірибесі Жарық қысымы шағылу коэффициеттіне тәуелді: А) айналық беттен шағылғанда қанатша (2) р 2 ≈ 2р импульс алады. Ә) қара қанатша (1) жарықты жұтады және импульсі р 1 ≈ р. Жарық қысымын эксперименттік өлшеу ( ≈10 -6 Н/м 2 ) 2%-ға дейінгі дәлдікпен Максвеллдің теориялық есептеуімен сәйкес келді

8 слайд

9 слайд
Жарық қысымын кванттық теория негізінде түсіндіру Жарық бөлшектері – фотондар, затқа түскенде оған өздерінің импульсін береді және оған белгілі бір күшпен әрекет етеді, ол күшті жарық қысымының күші деп атайды.

9 слайд

10 слайд
Ауданы S болатын абсолют қара дене бетіне ∆t уақыт ішінде N фотондар перпендикуляр түссін. Әрбір фотонның импульсі: c h р   Жалпы қысым күші: tc Nh t p F       Жарық қысымы: c I tсS N S F p     h Жарық интенсивтігі I - энергетикалық сипаттама: tS W tS N I     1 Е  22 Дж I м Вт см    Бұл қара бетке түсетін қысым c I p 2  Ақ бетке және айналық бетке түсетін жарық қысымы Жарық қысымын кванттық теория негізінде түсіндіру

10 слайд

11 слайд
Жарық қысымы Жарық бетке перпендикуляр түседі c I р c 2I p c I р   )1( ρ – шағылу коэффициенті, aйналық бет үшін ρ=1 Егер толық жұтылу болса (абсолют қара бет үшін), онда ρ=0

11 слайд

12 слайд
№1. Ауданы 1 м 2 дене бетіне 1 с ішінде 10 5 фотон түседі, толқын ұзындығы 500 нм. Егер дене беті айналық бет болса, жарық қысымы қандай болады? ? 105 10 1 1 : 7 5 2       р м N ct мS Бер     St W I c I p 2    hcN NhNEW  1 жарықтың интенсивтігі Жарықтың толық энергиясы:

12 слайд

13 слайд
№3. Ғарыштық аппараттың орбитасын түзету үшін күн желкенін пайдалану ұсынылған – аппаратқа бекітілген жеңіл, үлкен ауданды, жұқа, шаршы пленка, ол Күн сәулелерін айналық шағылдырады. Ғарыштық аппарат массасын анықтаңыз. Желкеннің өлшемі 100м х100 м, оған күн сәулелері 10 -4 g үдеу береді. 1 м 2 бетке перпендикуляр түсетін күн сәулелерінің қуаты I = 1370 Вт/м 2 . ? Вт/м1370 10а м10S : 2 4- 24     m I g Бер S F p c I p 2  cm 2IS m pS m F а  ac IS m 2  Iжарықтың интенсивтігі немесе 1 м 2 -тағы қуаты.

13 слайд

14 слайд

14 слайд