Корпускулярно-волновой дуализм

СВЕТ - ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА
Дисперсия света
Интерференция света
Дифракция света
Поляризация света

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА
Зависимость показателя преломления от частоты (длины волны) света

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Впервые наблюдал Томас Юнг (1800 г.)
Опыт Юнга по определению длины световой волны:

УСИЛЕНИЕ И ОСЛАБЛЕНИЕ СВЕТА

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ОТ ДВУХ ТОЧЕЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ

КОЛЬЦА НЬЮТОНА
Объясните образование колец Ньютона
Между поверхностью линзы и плоской поверхностью образуется воздушный клин, таким образом создаётся разность хода лучей 1 и 2. Происходит интерференция этих лучей.

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
Явление нарушения прямолинейности распространения света

Объясните опыт

НАРУШЕНИЕ ФРОНТА ВОЛНЫ
Теорию дифракции света разработал Огюстен Френель в 1816 г.

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ
Возмущение в любой точке пространства является результатом интерференции когерентных вторичных волн, излучаемых каждой точкой фронта волны.

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?
В дисперсионном спектре наибольшее отклонение у лучей фиолетового цвета, а в дифракционном – у красного.

d·sinα = mλ

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
Поляризаторы – устройства для преобразования естественного света в поляризованный
Явление поляризации доказывает поперечность световых волн
Явление, при котором колебания векторов напряжённости и магнитной индукции в световой волне совершаются в одной определённой плоскости .

Естественный свет – колебания векторов В и Е происходят во всевозможных плоскостях
Поляризованный свет - колебания векторов В и Е происходят в одной, определенной плоскости
Поляризованный свет - колебания векторов В и Е происходят в одной, определенной плоскости

ЯВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И ДИФРАКЦИИ СВИДЕТЕЛЬСТВУЮТ О ВОЛНОВОЙ ПРИРОДЕ СВЕТА, А ЯВЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ УКАЗЫВАЕТ НА ПОПЕРЕЧНОСТЬ СВЕТОВЫХ ВОЛН.
О какой природе света свидетельствуют явления
интерференции, дифракции и поляризации?

СВЕТ - ПОТОК ЧАСТИЦ (КВАНТОВ)
Тепловое излучение
Фотоэффект
Давление света
Химическое действие света

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
В конце 19 века в физике сложилась проблема расхождения эксперимента по тепловому излучению и теории, его объяснявшей, – «ультрафиолетовая катастрофа»

ГИПОТЕЗА ПЛАНКА
Свет излучается не непрерывно (как волна), а отдельными порциями – квантами (дискретно).
E = hν

ФОТОНЫ
Обладают энергией
Движутся со скоростью света с
Имеют массу покоя
Масса движущегося фотона
Импульс фотона равен

ФОТОЭФФЕКТ
Открыл явление
Г. Герц в 1887 г.
Установил законы А.Г. Столетов
Объяснил фотоэффект
А. Эйнштейн (Нобелевская премия 1921 г.)

1 ЗАКОН ФОТОЭФФЕКТА
Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности падающей световой волны.
Успешно объясняется и волновой, и квантовой теорией света

2 ЗАКОН ФОТОЭФФЕКТА
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте излучаемого света и не зависит от интенсивности падающего света

3 ЗАКОН ФОТОЭФФЕКТА
Для каждого вещества существует наименьшая частота света (красная граница фотоэффекта), ниже которой фотоэффект невозможен.

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА

ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА
Ряд химических реакций невозможен без воздействия на молекулы фотонов. Фотосинтез реализуется за счет энергии солнечного излучения.
Фотография основана на изменении свойств фотоэмульсий под действием света.
Выцветание тканей и солнечный загар также связаны с энергией фотонов.

ОБЪЯСНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЯВЛЕНИЯ ФОТОЭФФЕКТА ПРИВЕЛИ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ НОВОГО ВЗГЛЯДА НА ПРИРОДУ СВЕТА: СВЕТ ИМЕЕТ ПРЕРЫВИСТУЮ (ДИСКРЕТНУЮ) СТРУКТУРУ, ОН ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ПОТОК ЧАСТИЦ (КОРПУСКУЛ) – ФОТОНОВ
Какой вывод можно сделать о природе света, исходя из изучения явлений фотоэффекта и теплового излучения?

КОРПУСКУЛЯРНО – ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ – ПРОЯВЛЕНИЕ В ПОВЕДЕНИИ ОДНОГО И ТОГО ЖЕ ОБЪЕКТА КАК КОРПУСКУЛЯРНЫХ, ТАК И ВОЛНОВЫХ СВОЙСТВ

КОРПУСКУЛЯРНО – ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ ЧАСТИЦ
1923г. – гипотеза де Бройля: корпускулярно – волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов, а не только света.
1927 г. – экспериментальное обнаружение Дж. Томсоном дифракции электронов.

СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ ГЕЙЗЕНБЕРГА
Произведение неопределенности координаты частицы на неопределенность ее импульса не меньше постоянной Планка.
Физический смысл соотношения неопределенностей в том, что нельзя независимо рассматривать корпускулярные и волновые характеристики микрочастиц: они взимосвязаны.
Δx∙Δp ≥ h