Слайд 1Гипотеза Планка о квантах. Фотон.
Слайд 2Вопросы
Какие свойства одновременно присущи свету?
Почему возникло представление о двойственности
корпускулярно – волновой природе света?
Какие источники света вам известны?
Чему равна
скорость распространения света в стекле (показатель преломления стекла n=1,5)?
150 000 км/с;
200 000 км/с
300 000 км/с
200 000 м/с
Слайд 3Какие волны называются когерентными?
Что называют интерференцией световых волн? Когда она
наблюдается?
Когда происходит условие минимума интерференции? условие максимума?
Что представляет собой
дифракция света?
Почему звуковые волны могут огибать раскрытый зонтак, а световые нет?
Вопросы
Слайд 4Какие воды электромагнитных волн вам известны?
Чем они отличаются друг от
друга?
Что такое инфракрасное излучение? Ультрафиолетовое?
Каков их приблизительный диапазон.
Каковы специфические особенности
этих излучений.
Можно ли загореть в солнечную погоду, сидя у закрытого окна?
Вопросы
Слайд 52. Что такое полное внутреннее отражение света?
Где оно применяется?
Слайд 8К концу XIX века ученые считали, что построение физической картины
мира практически закончено и следующим поколениям ученых останется только уточнять
цифры после запятых в физических константах.
e=1,602 176 565(35)·10−19 Кл
k=1,380 6488(13)·10−23 Дж·К−1
Слайд 9«Над физикой стоит ясное небо, все законы физики уже открыты,
осталось только два облачка».
Лорд Кельвин
Слайд 10Первым таким облачком Кельвин считал распространение электромагнитных волн в вакууме
с постоянной скоростью без какой-либо среды.
Лорд Кельвин
Слайд 11Второе облачко, по словам Кельвина, – это спектр излучения нагретых
тел. Если тело имеет высокую температуру, то оно может стать
источником видимого излучения. Трудность состояла в том, что теоретическая физика не могла объяснить спектр излучения нагретого тела.
Лорд Кельвин
Слайд 13Тепловое излучение
Тела излучают электромагнитные волны не только при
высокой температуре, но и при любой температуре, отличной от
абсолютного нуля.
Такое излучение
называют тепловым.
Слайд 14 Тепловое равновесие между телом и электромагнитным полем наблюдается
в результате излучения и поглощения электромагнитных волн.
Слайд 15РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
При излучении электромагнитных волн внутренняя энергия тела – уменьшается
(тело остывает);
Слайд 16РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
2. При поглощении электромагнитных волн внутренняя энергия тела –
увеличивается (тело нагревается);
Слайд 17 Электромагнитное излучение, находящееся в тепловом равновесии с телом, называется
равновесным.
Слайд 18«Ультрафиолетовая катастрофа»
В конце XIX века считалось твердо установленным, что нагретое
твердое тело излучает непрерывные световые волны.
Слайд 19«Ультрафиолетовая катастрофа»
Теоретические расчеты показывали: излучающая способность нагретого твердого тела в
ультрафиолетовой части его спектра, а тем более в рентгеновской части,
должна была бы беспредельно возрастать .
Слайд 20«Ультрафиолетовая катастрофа»
Парадокс классической физики, состоящий в том, что она не
могла объяснить данное явление
Слайд 21«Ультрафиолетовая катастрофа»
Английские ученые Релей и Джинс предприняли попытку объединить законы
теплового излучения в один. Этот закон очень хорошо подтверждал экспериментальные
данные, но он соответствовал только средней части спектра излучения для желтых и зеленых лучей. Когда происходило смещение в сторону синих, фиолетовых и ультрафиолетовых лучей, то этот закон нарушался.
Слайд 22Закон Рэлея - Джинса
Следовательно, в тепловом излучении должно быть много
ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, чего на опыте не наблюдалось. Затруднения
в согласовании теории с результатами эксперимента получили название ультрафиолетовой катастрофы.
Из закона Релея-Джинса, следовало, что чем короче длина волны, тем большей должна быть интенсивность теплового излучения
Слайд 23Причина
«ультрафиолетовой катастрофы»
Положение классической физики:
излучение непрерывно и
поэтому его поглощение и излучение веществом может изменяться непрерывно принимая
сколь угодно близкие значения.
Слайд 24Рождение
квантовой физики
В декабре 2000 года мировая научная общественность отмечала столетний
юбилей возникновения новой науки – квантовой физики и открытие новой
фундаментальной физической константы – постоянной Планка.
Слайд 25В 1900 году Макс Планк выдвинул квантовую гипотезу.
Раздел физики –
квантовой физикой.
Слайд 26МАКС ПЛАНК
(1858 –
1947)
Чтобы избежать «ультрафиолетовой катастрофы», необходимо допустить, что
излучению, как и веществу, свойственна дискретность, т.е. электромагнитное поле поглощается и излучается веществом отдельными порциями - квантами.
Слайд 27Гипотеза Планка
Атомы вещества излучают и поглощают энергию отдельными
порциями – квантами.
Энергия кванта прямо
пропорциональна частоте излучения.
h– постоянная Планка
+
Слайд 28Единицы измерения энергии
Энергия измеряется в джоулях (Дж).
2. Энергия измеряется в
электрон-вольтах (эВ)
1 эВ = 1,6 × 10-19 Дж
Слайд 29- интенсивность света (поверхностная плотность потока излучения), при S=1 м2
и t=1 с.
Энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте.
Слайд 30Энергия квантов разного цвета имеет разное значение и зависит от
частоты цвета.
Слайд 31ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ
Слайд 32ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НЕ ТОЛЬКО ИЗЛУЧАЕТСЯ КВАНТАМИ, НО И РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ И
ПОГЛОЩАЕТСЯ В ВИДЕ КВАНТОВ (Эйнштейн)
Слайд 34Корпускулярно-волновой дуализм
1. При распространении света проявляются его волновые свойства.
2.
При взаимодействии с веществом (излучении и поглощении) – корпускулярные, т.е.
ведет себя как поток частиц.
Слайд 35 Свойства света, обнаруживаемые при излучении и поглощении, называют корпускулярными.
Световая
частица, называется фотоном или квантом электромагнитного излучения.
Слайд 36Корпускулярно – волновой дуализм
свет - волна
свет – поток частиц
интерференция
дифракция
поляризация
фотоэффект
(красная граница)
коротковолновая граница рентгеновских спектров
эффект Комптона
Нильс Бор –
принцип дополнительности: для описания того или иного явления надо использовать или волновую или корпускулярную теорию света, но не ту и другую одновременно.
Слайд 37 В современной физике ФОТОН рассматривается как одна
из элементарных частиц.
Таблица элементарных частиц уже многие десятки лет
начинается с фотона.
ФОТОН
Слайд 38ФОТОН
Фотон - материальная, электрически нейтральная частица, квант электромагнитного поля (переносчик
электромагнитного взаимодействия).
Фотон – элементарная частица, лишенная массы покоя и электрического
заряда, но обладающая энергией и импульсом. Это квант электромагнитного поля, которое осуществляет взаимодействие между заряженными частицами
Слайд 39Основные свойства фотона
1. Является частицей электромагнитного поля.
2. Движется со скоростью
света.
3. Существует только в движении.
4. Остановить фотон нельзя: он либо
движется со скоростью, равной скорости света, либо не существует; следовательно, масса фотона равна нулю.
Из коллекции www.eduspb.com
Слайд 40Характеристики фотона
Скорость движения фотона в вакууме: с
Частота фотона:
ν
Длина волны фотона:
Белый свет – поток фотонов всевозможных частот из диапазона от 4.1014 Гц до 7,5.1014 Гц.
Монохроматический свет - поток фотонов определенной частоты.
Слайд 41Энергия фотона:
Где ,
Характеристики фотона
Слайд 42Энергия фотона:
Где ,
Характеристики фотона
Слайд 44
МАССА
Фотон не имеет
массу покоя.
Характеристики фотона
Слайд 46Величины, характеризующие свойства фотона
Волновые:
Длина волны – λ
Частота - ν
Скорость волны
- v
Период - T
Квантовые:
Масса движения
Импульс
Заряд (q= 0 Кл)
Энергия движения
Скорость света
(в вакууме - 3*108 м/с)
Слайд 47Энергия фотона:
Импульс фотона
Масса фотона
Вектор импульса фотона направлен
по световому пучку
Характеристики фотона
Слайд 49Постоянная Планка
h = 6, 626 * 10 – 34 Дж
Слайд 50ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
ДАВЛЕНИЕ СВЕТА
Световое давление (опыты П.Н.Лебедева).
Слайд 51Эффект А. Комптона
(рассеяние фотонов электромагнитного излучения на свободных электронах).
ФАКТЫ,
ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
Слайд 52Эффект А. Комптона (рассеяние фотонов на электронах).
ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
Слайд 53 1. Фотон лишен массы покоя, т.е. он не существует
в состоянии покоя, и при рождении сразу имеет скорость света.
2.
Фотон имеет импульс, который направлен по световому лучу.
p = mc = hν/с = h/λ
3. Чем больше частота, тем больше энергия и импульс фотона и тем отчетливее выражены корпускулярные свойства света.
Слайд 54Домашние задачи
Рассматривая предмет в собирающую линзу, его располагают на
расстоянии 4 см от нее. При этом получают мнимое изображение,
в 5 раз большее самого предмета. Какова оптическая сила линзы?
На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поместить предмет, чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета?
На каком расстоянии перед рассеивающей линзой с оптической силой -3 дптр надо поместить предмет, чтобы его мнимое изображение получилось посередине между линзой и ее мнимым фокусом?
Слайд 55Вы изучили все слайды? Тогда жмите на ссылку и проходите
тест.
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdXLFbSWD3vjs5mXdSGfdWfLvJEQ8pc_0TsnFFSTatPLmy1cw/viewform?usp=sf_link
