Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.6: Квантова теорія світла

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    77132

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Згідно з квантовою теорією світла Ейнштейна, монохроматичну світлову хвилю кутової\(\omega\) частоти, що поширюється через вакуум, можна розглядати як потік частинок, званих фотонами, енергії

    \[\label{e2.17} E = \hbar\,\omega,\]де\(\hbar = h/2\pi = 1.0546\times 10^{-34}\,{\rm J\,s}\). Оскільки класичні світлові хвилі поширюються з фіксованою швидкістю\(c\), цілком очевидно, що фотони також повинні рухатися з цією швидкістю. Відповідно до спеціальної теорії відносності Ейнштейна, тільки безмасові частинки можуть рухатися зі швидкістю світла у вакуумі. Значить, фотони повинні бути безмасовими. Спеціальна відносність також дає наступний зв'язок між енергією\(E\) та імпульсом\(p\) безмасової частинки,\[p = \frac{E}{c}.\] Зверніть увагу, що попереднє співвідношення узгоджується з рівнянням (2.4.12), тому що якщо світло складається з потоку фотонів, для яких\(E/p=c\), то щільність імпульсу світла повинна бути щільністю енергії, розділеною на\(c\). З попередніх двох рівнянь випливає, що фотони несуть імпульс\[\label{e2.19b} p = \hbar\,k\] уздовж свого напрямку руху, тому що\(\omega/c = k\) для світлової хвилі. [Див. Рівняння (2.4.5).]

    Дописувачі та атрибуція