Давление света 11 класс Урок лекция

света
11 класс
Урок лекция

быть знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, и

вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытом»
Признание лорда Кельвина Тимирязеву
«Лебедев владел искусством экспериментирования в такой мере, в какой едва ли кто другой владеет в наше время»
Немецкий учёный В. Вин
«Я считаю Ваш результат одним из важнейших достижений физики за последние годы…» Ф. Пашен

квантовой теорий.
Расчёт светового давления в теории Максвелла.
Идея опытов П.Н. Лебедева

по измерению светового давления.
Трудности, возникшие на пути к осуществлению идеи и способы их устранения.
Значение опытов Лебедева.
Пётр Николаевич Лебедев – уникальный физик-экспериментатор.

электромагнитной волны, представляющей совокупность взаимодействующих между собой электрического и

магнитного полей, распространяющихся в вакууме со скоростью 300000км/с

Поясните, что изображено на рисунке.

падении плоской электромагнитной волны на поверхность вещества площадью S напряжённость

Е электрического поля волны вызывает в веществе направленное движение свободных зарядов, то есть в веществе возникает электрический ток, на который магнитное поле с индукцией В действует с силой Ампера. Её направление определяют с помощью правила левой руки.

Сила Ампера направлена в сторону распространения волны (это и есть сила светового давления)

волны действует на свободные заряды в пластине с переменной силой,

под действием которой заряды начинают совершать колебания. На такие заряды магнитное поле действует с силой Лоренца, направление которой находят по правилу левой руки. Эта сила направлена в сторону распространения волны. Таким образом, свет оказывает давление на тела.

поглощаемая площадкой в 1 кв. метр за 1 с (мощность

волны), С – скорость света, Р – световое давление

В яркий день свет Солнца, падающий на зеркальную поверхность действует на неё с силой 4,1•10-6 Н

лампы) надо сфокусировать на легкоподвижной крыльчатке, подвешенной на нити в

баллоне, из которого выкачан воздух. Силу светового давления измерить по углу закручивания нити.

Свет

мала. Как измерить ничтожно малое давление света?
Решение проблемы:
Размеры крыльчатки:

Высота – 4 см
Ширина – 2 см
Диаметр
крылышек – 0,5 см
Толщина
крылышек: 0,1 – 0,01 мм

проблемы:
Нагретая светом поверхность крыльчатки испытывает со стороны отскакивающих от неё

молекул газа действие большей силы, причём радиометрические силы в тысячи раз больше сил светового давления.

Решение проблемы:
Уменьшение толщины крылышек до предела
(0,1 – 0,01 мм)

действием света
Сущность проблемы:
От освещённой части баллона молекулы отскакивают с большими

скоростями и с большей силой действуют на крылышко.

Решение проблемы:
1. Использование светофильтров, задерживающих тепловые лучи;
2. Баллон имеет большие размеры, чтобы молекулы потеряли за счёт столкновений свою скорость.

проблемы:
Нагретый газ у освещённой стороны крылышка поднимается вверх, на его

место приходит более холодный газ с теневой стороны.

Решение проблемы:
Свет
попеременно
направляется
то на одну,
то на другую
поверхность
крылышка

проблемы:
И конвекционный, и радиометрический эффекты тем слабее, чем выше вакуум.
Решение

проблемы:
Помещение в баллон капли ртути, пары которой вытесняют воздух, откачиваемый насосом, после чего баллон охлаждают. Пары ртути конденсируются, повышая вакуум.

Лебедева
1. Доказали справедливость теории электромагнитного поля Д. К. Максвелла;
2. Явились

одним из краеугольных камней квантовой теории света и теории относительности;
3. Доказали наличие у света импульса, а значит, и массы, то есть существование фотонов (световых частиц);
Доказали, что свет - один из видов материи, а не механические волны в эфире.

кванты, попадая на вещество, передают ему свой импульс и тем

самым, действуют на него с силой, которую и называют силой светового давления.

Николаевич Лебедев наряду с М.В. Ломоносовым одна из замечательных фигур

истории русской физики»
Академик С. И. Вавилов
Родился в 1866 году в семье
состоятельного коммерсанта.
В 1887 г. уезжает в Германию, где
начинает заниматься проблемой
взаимодействия электромагнитных
волн и молекул вещества.

С 1891 г. после возвращения на родину работает в Московском

университете. Выполняет ряд тонких экспериментальных исследований по изучению свойств

электромагнитных волн и их действия на резонаторы. В этом же году приступает к опытам по измерению светового давления на твёрдые тела.
В 1889 г. делает первое сообщение о результатах опытов, которые согласуются с теорией Максвелла.

давления на газы. Через 8 лет упорного труда в 1909

году сообщает о том, что задача измерения давления света на газ им решена.
В 1911 г. в знак протеста против удушения свободы царским правительством в числе 124 лучших преподавателей уходит из университета, лишаясь

средств к существованию и научной лаборатории. Вместе с ним ушли и его ученики. Был приглашён для работы в Стокгольм. Патриот России Лебедев отвергает лестное предложение. На пожертвования передовых людей создаёт новую лабораторию. Но его силы подорваны. 14 марта 1912 г. в возрасте 46 лет он умирает.