Schimbarea frecvenței sau lungimii de undă a fotonilor atunci când sunt împrăștiați de electroni sau nucleoni.
efect Compton, descoperit de el în 1923, este diferit de efectul fotoelectric pe care un foton transferă energia particulelor de materie nu complet. Când considerații teoretice, efectul Compton (dacă difuzia razelor de lumină monocromatică se întâmplă substanță - grafit, parafină), se consideră că electron liber.
Imprastierea unui foton de un electron liber este considerata drept procesul de coliziune elastica.
Se presupune ca electronul a fost inițial în repaus și după ciocnire se deplasează cu o viteză V, comparabil cu skorostyuCnaletayuschego fotoni.
În cazul unui eveniment elementar de împrăștiere, trebuie respectate legile conservării energiei și momentului (momentului):
Rezolvând aceste ecuații împreună, obținem o ecuație pentru lungimea de undă necunoscută a fotonului împrăștiat.
și anume este clar că > 0. și anume o parte a energiei fotonice este dată electronului;
acest lucru a dus la o scădere a frecvenței sau o creștere a fotonului.
Denotând creșterea lui by Δμ. E. (-0), obținem:
Lungimea de undă Compton
Din ecuația rezultă:
1) modificarea lungimii de undă a radiației în timpul împrăștierii cu un electron liber este independentă de lungimea de undă a radiației incidentate;
2) dacă θ = 180 (distanța inversă), atunci schimbarea lungimii de undă este maximizată:
3) decât mbolshe, izmenenie0 mai puțin și dacă împrăștierea este legat de electroni, schimbul de energie și impuls are loc cu un atom, și, prin urmare, cel mai mare număr de atomi, Compton compensate iprakticheski neglijabil coincide s0.
III. Presiune ușoară.
Presiunea luminii este acțiunea mecanică produsă de presiunea undelor electromagnetice atunci când cade pe orice suprafață.
Luați în considerare presiunea luminii din două poziții ale naturii radiației: cu unde (A) și cuantic (B).
Un val electromagnetic intră pe o suprafață plană P. vectori
Sub acțiunea lui
Sub acțiunea lui
se dovedește că încărcăturile sunt presate în corpul fp. Calculul prin teoria electromagnetică dă presiunea luminii:
unde EE este iluminarea energetică a suprafeței, adică densitatea de flux a energiei luminoase a radiației electromagnetice care este perpendiculară pe suprafața planului P;
ρ este coeficientul de reflexie de pe suprafață;
ω este planul energetic;
Fe este fluxul de radiații.
n este numărul de fotoni incidenți pe suprafață pe unitate de timp.
Pentru prima dată presiunea luminii a fost dovedită experimental de către omul de știință rus P.N. Lebedev, mai întâi pe corpuri solide și în 1907 pentru gaze și măsurat.
Teoria cuantică a luminii explică presiunea ușoară ca urmare a transmiterii fotonilor de către fotoni către atomi sau molecule de pe suprafața corpului.
Luați în considerare în două moduri.
1 fel. Lăsați fluxul fotonic N să cadă pe suprafața corpului:
N este numărul de fotoni incidenti pe unitate de timp.
mF este masa de fotoni.
mF ∙ C este impulsul fotonului,
unde C este viteza luminii.
În timpul dt, numărul de fotoni -
a) fracțiunea de reflexie → va da peretelui cantitatea de mișcare de 2 mf;
b) fracțiunea de absorbție - → va transfera la perete cantitatea de mișcare 2mf · s.
Cantitatea totală de mișcare transferată pe perete este egală cu impulsul forțelor de presiune.
Presiunea luminii solare pe o suprafață neagră de 1 metru pătrat este de 4 ∙ 10 -6 N.
2 fel. Fie fluxul fotonilor cu numărul N să cadă pe suprafața corpului cu coeficientul de reflexie ρ.
Numărul de fotoni reflectați este ρN;
numărul de fotoni absorbiți este (1 - ρ) N.
Un foton detașat transmite un impuls:
Fotonul absorbit transmite un impuls:
Impulsul total primit de site:
unde
Dispozitivele, prin care se determină presiunea luminii, se numesc radiometre.