Фотоны. Квантовая теория

1. Фотоны

2. ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ

НАЧАЛО XX ВЕКА - 40-е ГОДЫ XX ВЕКА

3. ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ

МАКС ПЛАНК
(1858 - 1947)

4. ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ

АЛЬБЕРТ
ЭЙНШТЕЙН
(1879 – 1955)

5. ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ

НИЛЬС БОР
(1885 – 1962)

6. ПРЕДМЕТ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ
ИЗЛУЧЕНИЕ —
распространяющееся в
пространстве
возмущение
электрических и
магнитных полей.

7. ОСНОВНОЕ ПОНЯТИЕ

КОРПУСКУЛА (Ньютон)
КВАНТ (Планк)
ФОТОН (Льюис)

8. Волна

- распространение колебаний в
пространстве с течением времени

9. Волны и частицы

Непрерывны в
пространстве
«Размазаны»
Задаются
амплитудой,
фазой, частотой,
периодом
Локальны
Неделимы
Задаются
координатой,
скоростью
энергия, импульс, масса

10. Вывод

В классической физике волны и частицы
исключают друг друга

11. Фотон

- порция света
- квант света
- материальная, электрически
нейтральная частица
- квант электромагнитного излучения

12. Свойства фотона

1.
2.
3.
4.
5.
Частица электромагнитного поля
Движется со скоростью света
Существует только в движении
Остановить фотон нельзя: он движется со
скоростью света или не существует. Масса
покоя = 0
Заряд =0

13. СВОЙСТВА ФОТОНА

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ФОТОНА

14. ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. ЭНЕРГИЯ
E h
h
E
2
h
2
34
1, 05 10 Дж с
E=h·
т.к. = c/
E = h · c/
E=mc
2

15. ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОСТОЯННАЯ ПЛАНКА
– 34
h = 6,63 · 10 Дж·с

16. ХАРАКТЕРИСТИКИ

2. МАССА
E
m 2
c
h
m 2
c
h
m
c

17. ХАРАКТЕРИСТИКИ

3. ИМПУЛЬС
p c
p mc
E
p
c
h
p
c
h
p

18. ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА

19. ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА

ЭФФЕКТ
КОМПТОНА явление изменения
длины волны
электромагнитного
излучения вследствие
рассеивания его
электронами

20. ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА

ЛЮМИНИСЦЕНЦИЯ —
свечение вещества,
происходящее после
поглощения им
энергии возбуждения

21. ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА

ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА

22. Фотон обладает

квантовыми и волновыми свойствами,
они не исключают, а дополняют друг друга.
В микромире исчезает ограничение между
корпускулярными и волновыми свойствами
объекта

23. КВАНТОВО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ

СВЕТ
ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ –
ВОЛНА
ПРИ ИЗЛУЧЕНИИ И
ПОГЛОЩЕНИИ –
ПОТОК КВАНТОВ

24. Формулы, объединяющие волновые и квантовые свойства света

25. ФИЛОСОФСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТЕОРИИ

ЗАКОН ЕДИНСТВА И БОРЬБЫ
ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЕЙ
ЕДИНСТВО ПРЕРЫВНОСТИ И
НЕПРЕРЫВНОСТИ

26. Гипотеза де Бройля

е и другие частицы обладают и волновыми
свойствами
- формула де Бройля

27. Это интересно

Энергия фотонов зависит от длины волны
Фотоны видимого излучения не могут проникать внутрь
организма ,а поглощаются в наружном покрове кожи
Фотоны ультрафиолетового излучения задерживаются
пигментным слоем кожи, что приводит к загару.
Фотоны рентгеновского и γ-излучения попадают в организм.
Могут вызвать мутации.

28. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ФОТОЭЛЕМЕНТЫ
ФОТОГРАФИЯ
ЛАЗЕР
ЛАМПЫ ДНЕВНЕГО СВЕТА
ЛЮМИНОФОРЫ (светящиеся вещества)

29.

В оправе кружевной Вселенной жемчуга,
Познанья в ней затейливы узлами.
Творцы идей, как млечная дуга,
Алмазной россыпью довлеют над умами .
Их Млечный путь к рассветному лучу
Мерцает в грёзах лунного сиянья,
Я в думах их, их крыльями лечу,
С мечтой Икара, в тайны Мирозданья.