Презентация "Давление света. Опыты П.Н.Лебедева" по физике – проект, доклад

Давление света. Опыты П.Н.Лебедева

© В.Е. Фрадкин, 2004

Из коллекции www.eduspb.com

Давление света с точки зрения волновой теории

В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствие (благодаря действию силы Лоренца).

на рисунке υ - направление скорости электронов под действием электрической составляющей электромагнитной волны).

Давление света с точки зрения квантовой теории

Квантовая теория света объясняет световое давление как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества.

Полный импульс, получаемый поверхностью тела, равен

Световое давление:

Пусть на поверхность абсолютно черного тела площадью S перпендикулярно к ней ежесекундно падает N фотонов

Каждый фотон обладает импульсом

Модели

При падении света на зеркальную поверхность удар фотона считают абсолютно упругим, поэтому изменение импульса и давление в 2 раза больше, чем при падении на черную поверхность (удар неупругий).

Лебедев Петр Николаевич (24.II.1866–1.III.1912)

В 1887–91 работал в Страсбурге и Берлине в лабораториях А. Кундта, Ф. Кольрауша и Г. Гельмгольца. В 1891, возвратившись на родину, начал преподавать в Московском университете (профессор с 1900), где организовал лабораторию. В 1911 вышел в отставку (в знак протеста против реакционных действий министерства народного просвещения Л. А. Кассо) и на частные средства создал физическую лабораторию в университете Шанявского. Исследуя действие волн на резонаторы, Лебедев впервые установил общие для волн различной природы (звуковых, гидравлических, электромагнитных) закономерности. Он показал, что при резонансе для всех видов волн наблюдается максимум отталкивание резонаторов. Стремясь экспериментально подтвердить электромагнитную природу света, в 1895 создал тончайшую установку, с помощью которой впервые получил миллиметровые электромагнитные волны, а затем установил их отражение, двойное лучепреломление, интерференцию и др. явления, присущие световым волнам. В 1901 впервые обнаружил и измерил давление света на твердое тело, подтвердив количественно теорию Максвелла. В 1909 Лебедеву удалось решить труднейшую экспериментальную задачу – установить и измерить давление света на газы. Исследовал также роль вращения Земли в возникновении земного магнетизма. Лебедев создал первую в России физическую школу, его именем назван Физический институт АН СССР.

Опыты Лебедева

Это давление оказалось ~4.10-6 Па. Предсказание Дж. Максвеллом существования светового давления было экспериментально подтверждено П. Н. Лебедевым, который в 1900 г. измерил давление света на твердые тела, используя чувствительные крутильные весы. Теория и эксперимент совпали. Опыты П. Н. Лебедева — экспериментальное доказательство факта: фотоны обладают импульсом