Фотоны

Логическое объяснение этих явно двойственных свойств может быть найдено при проведении экспериментов. В экспериментах по изучению фотоэлектрического эффекта наблюдалось действие индивидуальных фотонов, ударяющихся о твердую поверхность. В экспериментах по дифракции измерялся статистический эффект от большого числа фотонов и электронов. Таким образом, вещество и излучение можно считать состоящими из дискретных ча- [c.71]

Хотя этот принцип весьма общий, численная величина h является такой, что неточности не проявляются для окружающих нас тел с их массами и скоростями. Однако когда мы имеем дело с массой и скоростью фотонов и атомных частиц, неточности могут быть оценены и любая теория, с помощью которой можно попытаться описать поведение этих частиц, должна исходить из этих неточностей. Интересно заметить, что если бы численная величина h была близка к единице вместо 6,625 X 10" эрг сек, вычисление траектории мяча или ружейной пули было бы невозможно могла бы быть вычислена только вероятность того, что данный предмет можно обнаружить в определенном объеме и что он обладает количеством движения в заданном интервале. Ньютоновские законы движения, очевидно, справедливы для обычных систем только потому, что постоянная Планка — очень маленькая величина. [c.74]

На основании соотношения Эйнштейна для энергии фотона может быть получено уравнение для выражения зависимости длины волны от массы фотона [c.74]

Атом вещества, имея определенный запас энергии, находится в устойчивом энергетическом состоянии и располагается на определенном энергетическом уровне. Для выведения атома из устойчивого энергетического состояния его необходимо возбудить. Возбуждение ( накачку ) активного вещества осуществляют световой импульсной лампой. Возбужденный атом, получив дополнительный фотон от системы накачки, излучает сразу два фотона, в результате чего происходит своеобразная ценная реакция генерации лазерного излучения, [c.414]

Взаимодействие фотонов с возбужденными атомами дает лавинообразные потоки фотонов в различных направлениях. Наличие торцовых зеркальных [юверхностей рубинового стержня приводит к тому что при многократном отражении усиливаются свободные световые колебания в направлении оси стержня рубина вследствие стимулирования возбужденными атомами. Спустя 0,5 мс более половины атомов хрома приходит в возбужденное состояние, и система становится неустойчивой. Вся запасенная энергия в стержне рубина одновременно высвобождается, и кристалл испускает ослепительный яркий красный свет. Лучи света имеют высокую направленность. Расходимость луча обычно не превышает О, Г. Системой оптических линз луч фокусируется на поверхности обрабатываемой заготовки (рис. 7.15). [c.414]

Происходящих на стенках. Излучение внутри замкнутой полости находится в тепловом равновесии со стенками, т. е. должно существовать равновесие между испущенным и поглощенным излучением. Процессы, протекающие на атомном уровне при испускании и поглощении излучения в замкнутой полости, впервые были рассмотрены Эйнштейном в 1917 г. Он считал, что вероятность перехода атома из данного энергетического состояния в более низкое энергетическое состояние с испусканием фотона имеет вид [c.321]

Примеры более современных фотоэлектрических пирометров, освобожденных от внутренней образцовой лампы, показаны на рис. 7.32, а, б [44, 70]. Для сравнения двух внешних источников, например черного тела в точке золота и ленточной вольфрамовой лампы, используется свойственная фотоумножителю стабильность. Отношения яркостей в этих пирометрах измеряются либо посредством секторных дисков и прямых отношений счета фотонов [21] или фототоков, либо посредством удвоения яркости. [c.373]

Ркс. 5 2. Схема возникновения фотоэлектрона и характеристического излучения при поглощении фотона рентгеновского излучения [c.115]

Площадь нагрева электронным лучом может быть по сравнению с газовым пламенем и дугой в 1000 раз меньше (см. табл. 1), при плотности энергии в 1000 раз большей. При использовании фотонного луча эта разница еще значительнее. Высокая плотность энергии в малом пятне нагрева определяет основные преимущества при сварке электронным лучом и лазером — выгодную форму проплавления (ножевая, кинжальная) и возможность получения прецизионных соединений. Вместе с тем при сварке глубоко внедренным лучом возникают дополнительные трудности большая опасность пор и горячих трещин, колебания глубины проплавления и подрезы. [c.15]

Сущность получения лазерного луча заключается в следующем. За счет накачки внешней энергии (электрической, световой, тепловой, химической) атомы активного вещества излучателя переходят в возбужденное состояние. Через некоторый промежуток времени возбужденный атом может излучить полученную энергию в виде фотона и возвратиться в исходное состояние. Фотон представляет собой элементарную частицу, порцию света, обладающую нулевой массой покоя и движущуюся со скоростью, равной скорости света, в вакууме. Фотоны возникают (излучаются) в процессах перехода атомов, молекул, ионов и атомных ядер из возбужденных состояний в более стабильные состояния с меньшей энергией. При определенной степени возбуждения происходит лавинообразный переход возбужденных атомов активного вещества-излучателя в более стабильное состояние. Это создает когерентное, связанное с возбужде- [c.16]

Освобождающаяся энергия может быть излучена в виде фотона с энергией We + 13,6 эВ. Возможен также ступенчатый переход, при котором атом сначала оказывается в одном из доступных возбужденных состояний, а затем перескакивает на нормальный уровень. Это изображено на правой стороне диаграммы. [c.47]

Так как свободные электроны обладают непрерывным набором энергий, то фотоны, излучаемые в процессе рекомбинации, образуют сплошной спектр, на который накладывается линейчатый спектр возбужденных атомов, образующихся при ступенчатых переходах. [c.47]

Если атому, находящемуся на основном уровне ео, сообщить энергию, он может перейти на один из возбужденных уровней. Наоборот, возбужденный атом может самопроизвольно (спонтанно) перейти на один из нижележащих уровней, испустив при этом определенную порцию энергии в виде кванта света (фотона). Если излучение происходит при переходе атома с уровня энергии е на уровень е , то частота испускаемого (или поглощаемого) кванта света [c.119]

Кроме тормозного излучения, имеющего непрерывный спектр, возникает другое излучение, именуемое характеристическим или фотонным, которое возникает в результате изменения энергетического состояния атомов и имеет дискретный (прерывистый) характер. При выбивании электрона с внутренней оболочки атома под действием тормозного излучения последний приходит в возбужденное состояние. Освобожденное в оболочке место тотчас заполняется другим электроном с более удаленных оболочек. После этого атом приходит в нормальное состояние и испускает квант характери- [c.188]

В следующей главе мы увидим, что для обычных газов такие условия никогда не достигаются. Но они характерны, например, для газа электронов в металле или для газа фотонов, существующих внутри нагретой полости. [c.150]

В соответствии с квантовой теорией носителями энергии излучения являются фотоны, представляющие собой поток частиц, взаимодействующий с веществом. Фотон характеризуется прежде всего величиной своей энергии, равной произведению hv, где /1=6,625-КФ Дж- с — постоянная Планка, а -V — частота колебаний эквивалентного электромагнитного поля, с Ч Длина волны X (м) связана с V через соотнощение [c.12]

Выражение (2-85) определяет энергию, излучаемую одним диполем на частоте то. С корпускулярной точки зрения излучение, заполняющее полость, можно представить в виде фотонного газа. Если энергию одного фотона умножить на число фотонов, находящихся в данном квантовом состоянии, то это будет не что иное, как энергия излучения, приходящаяся на данную частоту [c.63]

Мы. приняли ранее, что излучение нашего тела является серым , следовательно, серым будет фотонный газ в полости. Для определения энергии серого излучения в интервале частот V, v + Av, кроме энергии одного фотона, надо знать число фотонов в этом интервале. Число фотонов связано с энергией фотона и определяется законом распределения. [c.64]

Повторив вывод закона Планка, проделанный Бозе [36] для фотонного газа с энергией фотона, равной До, для фотонного газа с энергией, равной Еу, можно получить уравнение (2-18) распределения энергии в спектре серого тела. Мы указывали, что для вычисления по выражению (2-18) необходимо было определить постоянные С и Структура и физический смысл С и С"а аналогичны Су и Са (1-7), т. е. для серого излу чения имеем [c.64]

Следует отметить, что при поглощении света атомами или молекулами среды в каждом элементарном акте уничтожается один фотон, вследствие чего происходит переход атома (молекулы) в возбужденное состояние. При этом энергия фотона должна соответствовать разности энергий между основным и возбужденными состояниями. Такое поглош,ение называется однофотонным. [c.280]

Понятие о световом кванте. Формула (15.3а) получена, как мы уже видели, на основе качественно новой — квантовой — теории, согласно которой излучение и поглощение света происходит порциями — квантами. В дальнейшем А. Эйнштейн выдвинул гипотезу о том, что не только поглощение и излучение, а также распространение света происходит дискретно, порциями. Кванты света получили название фотонов. [c.338]

Как было указано, Эйнштейн, развивая идею Планка, сделал второй шаг на пути развития квантовой теории, выдвинув новую гипотезу, согласно которой само электромагнитное излучение состоит из отдельных корпускул (квантов) — фотонов с энергией о = и импульсом р hv/ . Гипотеза Эйнштейна в дальнейшем была подтверждена многочисленными экспериментальными фактами и легла в основу объяснения ряда оптических явлений, с которыми не могла справиться волновая теория света. [c.338]

Спонтанное и вынужденное испускание, поглощение. Если данный атом в произвольный момент времени t находился в возбужденном энергетическом состоянии Е , то через интервал времени dt этот атом может либо остаться в том же состоянии, либо самопроизвольно (спонтанно) перейти в нижнее основное состояние с энергией El (рис. 15.1). При этом возникает фотон с энергией hv — = 2 — 1- Испускание подобного рода — испускание света атомами при их самопроизвольном переходе с возбужденных уровней на более низкие энергетические уровни — называется спонтанным испусканием (излучением). Поскольку спонтанный переход происходит независимо от действия внеш- [c.339]

Квантовая теория явления Комптона. Явление Комптона было объяснено на основе квантовой теории света. Совпадение результатов квантовой теории с опытными данными говорит в пользу фотонной теории света. Следовательно, явление Комптона является одним из экспериментальных фактов, подтверждающих квантовую теорию света. Эффект Комптона ценен еще и тем, что им проверялся в процессах с участием фотонов не только закон сохранения энергии (как это было при фотоэффекте), но также и закон сохранения импульса. [c.347]

Будем рассматривать взаимодействие рентгеновского излучения с веществом как процесс столкновения рентгеновских фотонов со свободными электронами. Столкновение фотона со свободными [c.347]

Мы часто будем говорить о системе , подразумевая под этим некоторое макроскопическое образование, существующее в пространстве и времени и доступное для обычных процессов измерения. Такого рода системы могут состоять из больщого числа материальных частиц или полевых величин, например фотонов, или из тех и других. В любом случае речь будет идти о динамических системах, обладающих чрезвычайно [c.12]

Шум и другие свойства фотоумножителей, существенные для оптической термометрии, были широко исследованы в работах [18—20, 22, 23, 29]. Выбор способа работы фотоумножителей методом постоянного тока [44] или методом счета фотонов в основном зависит от вкуса потребителя. Не существует никаких заметных преимуществ одного метода перед другим. В обоих случаях необходимо, чтобы фотоумножителю не мешали избыток шума, усталость или нелинейность. Метод счета фотонов имеет, однако, преимущество в том, что зависимость амплитуды сигнала от усиления меньще и ослабляется эффект утечек тока внутри фотоумножителя или около его цоколя. Кроме того, сигнал имеет цифровую форму, которая облегчает прямую связь с ручной цифровой обработкой и с контрольно-компьютерной системой. В обоих методах — на постоянном токе и методе счета фотонов — критичным является контроль температуры фотоумножителя, так как спектральная чувствительность (особенно вблизи длинноволновой границы), а также темновой ток зависят от температуры. Фотоумножители с чувствительным в красной области спектра фотокатодом 8-20, такие, как ЕМ1-9558 (щтырьковая замена для ЕМ1-9658 фотоумножителя 8-20), для понижения темнового тока должны работать при температуре примерно —25 °С. Применение чувствительного в красной области фотокатода позволяет работать с длинами волн примерно до 800 нм, хотя если прибор предназначен исключительно для воспроизведения МПТШ-68 выше точки золота, такие длины волн требуются редко. [c.377]

Кроме тормозного излучения, имеюи1его непрерывный спектр, возникает другое излучение, именуемое х а р а к т е р и с т и ч е с к им или фотонным, которое возникает в результате измене11ия энергетического состояния атомов и имеет дискретный (прерывистый) [c.115]

Статистическая физика—наука о самых общих свойствах макроскопических объектов, т.е. таких объектов, которые составлены из множества микроскопических частиц. Этими частицами могут быть, например, атомы или молекулы, и тогда мы имеем дело с неметаллически1Щ1 твердыми телами, жидкостями или газами. Ими могут быть электроны и ионы, составляющие плазму, или электроны и ионы, образующие металл. Свет, рассматриваемый как совокупность фотонов, или ядерная материя, рассматриваемая как совокупность нуклонов, тоже являются макроскопическими объектами и подлежат изучению методами статистической физики. [c.9]

Энергия фотона при Ч астоте у равна hv, при частоте Уо—hvo Обозначим величину этой энергии через о-С другой стороны, мы установили, что энергия, излучаемая одним диполем, по выражению (2-85) на частоте Уо равна 1. Нетрудно видеть, что отношение 1/уо будет отличным от отношения о/уо- Отношение Ео1ха = к, т. е. постоянной Планка, а Ефуо равно g причем gпостулатов Планка при выводе им законов черного излучения. [c.63]

Как следует из (15.19), фотоэффект в металлах может возникнуть только при /zv 5зу4, в противном случае энергия фотона будет недостаточной для вырывания электрона из металла. Наименьшая частота света v , под действием которого происходит фотоэффект, определяется, очевидно, из условия [c.344]

Ввиду того что интенсивность света прямо пропорциональна количеству фотонов, увеличение интенсивности падающего света приводит к увеличению числа вырванных электронов, т. е. к увеличению фототона. [c.344]

Отметим, что энергия фотонов нелазерных излучений с той же частотой, что у излучения рубинового лазера (1,8 эВ), явно недостаточна для осуществления внутреннего фотоэффекта в dS, ширина зоны у которого 2,4 эВ. Единственной причиной возникновения внутреннего фотоэффекта под действием мощного лазерного излучения явилось поглощение более одного фотона в каждом акте. [c.345]

Многофотонный фотоэффект приводит к исчезновению красной границы фотоэффекта, определяемой формулой (15.20а), и ее смещению в длинноволновую часть шкалы электромагнитных волн. Это вполне понятно, так как при многофотонном, например -фотонном, фотоэффекте в левой части выражения (15.19) будет присутствовать энергия не одного, а п квантов. В частности, если энергии всех поглощенных квантов равны, то для п-фотонного фотоэффекта условие (15.20) будет иметь вид = А, где /г ш 1 — энергия одного фотона. Тогда v,j n = Alhit = h uH/hn, т. е. красная граница , выраженная в частотах, в этом случае станет в п раз меньше по сравнению с однофотонным фотоэффектом. [c.345]

Теоретическая механика (1976) -- [ c.297 ]

Равновесная и неравновесная статистическая механика Т.2 (1978) -- [ c.206 ]

Теория и приложения уравнения Больцмана (1978) -- [ c.11 , c.126 , c.194 , c.195 ]

Техническая энциклопедия Том20 (1933) -- [ c.284 ]

Теория твёрдого тела (1980) -- [ c.250 ]

Введение в физику лазеров (1978) -- [ c.110 , c.273 ]

Теория ядерных реакторов (0) -- [ c.251 ]

Физика твердого тела Т.2 (0) -- [ c.0 ]

Статистическая механика Курс лекций (1975) -- [ c.237 , c.284 ]

Физика твердого тела Т.1 (0) -- [ c.0 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...