Задание: Ответить на вопросы по тексту

08.05. Физика ТЭМ-10т

Тема урока:Давление света. Химическое действие света

Фамилия __________________________

Задание: Ответить на вопросы по тексту

1)Кем было предсказано, что свет оказывает давление?

2)Кем впервые измерено давление света?

3)Укажите примеры проявления давления света

4)Что определяет силу давления света?

5)Почему возникает давление света согласно электродинамике Максвелла?

6)В результате чего появляется давление света с точки зрения квантовой теории?

7)Как называетсяхимический процесс, протекающий под действием видимого света и ультрафиолетовых лучей?

8)Чем характеризуется химическое действие света?

9)Приведите примеры, в основе которых лежит химическое действие света

Давление света

Максвелл на основе электромагнитной теории света предсказал, что свет должен оказывать давление на препятствия.

Под действием электрического поля волны, падающей на поверхность тела, например металла, свободный электрон движется в сторону, противоположную вектору .
На движущийся электрон действует сила Лоренца, направленная в сторону распространения волны.

Суммарная сила, действующая на электроны поверхности металла, и определяет силу светового давления.

Для доказательства справедливости теории Максвелла было важно измерить давление света.
Многие ученые пытались это сделать, но безуспешно, так как световое давление очень мало.
В яркий солнечный день на поверхности площадью 1 м² действует сила, равная всего лишь 4 • 10^-6 Н.

Впервые давление света измерил русский физик Петр Николаевич Лебедев в 1900 г.

Прибор Лебедева состоял из очень легкого стерженька на тонкой стеклянной нити, по краям которого были приклеены легкие крылышки.
Весь прибор помещался в сосуд, откуда был выкачан воздух.
Свет падал на крылышки, расположенные по одну сторону от стерженька.
О значении давления можно было судить по углу закручивания нити.

Трудности точного измерения давления света были связаны с невозможностью выкачать из сосуда весь воздух (движение молекул воздуха, вызванное неодинаковым нагревом крылышек и стенок сосуда, приводит к возникновению дополнительных вращающих моментов).
Кроме того, на закручивание нити влияет неодинаковый нагрев сторон крылышек.
Сторона, обращенная к источнику света, нагревается сильнее, чем противоположная сторона.
Молекулы, отражающиеся от более нагретой стороны, передают крылышку больший импульс, чем молекулы, отражающиеся от менее нагретой стороны.

Лебедев сумел преодолеть все эти трудности, несмотря на низкий уровень тогдашней экспериментальной техники, взяв очень большой сосуд и очень тонкие крылышки.
В конце концов существование светового давления на твердые тела было доказано, и оно было измерено.
Полученное значение совпало с предсказанным Максвеллом.

Впоследствии после трех лет работы Лебедеву удалось осуществить еще более тонкий эксперимент: измерить давление света на газы.

Появление квантовой теории света позволило более просто объяснить причину светового давления.
Фотоны, подобно частицам вещества, имеющим массу покоя, обладают импульсом.
При поглощении их телом они передают ему свой импульс.
Согласно закону сохранения импульса импульс тела становится равным импульсу поглощенных фотонов.
Поэтому покоящееся тело приходит в движение.
Изменение импульса тела означает согласно второму закону Ньютона, что на тело действует сила.

Опыты Лебедева можно рассматривать как экспериментальное доказательство того, что фотоны обладают импульсом.

Хотя световое давление очень мало в обычных условиях, его действие тем не менее может оказаться существенным.
Внутри звезд при температуре в несколько десятков миллионов кельвинов давление электромагнитного излучения должно достигать громадных значений.
Силы светового давления наряду с гравитационными силами играют значительную роль во внутризвездных процессах.

Давление света согласно электродинамике Максвелла возникает из-за действия силы Лоренца на электроны среды, колеблющиеся под действием электрического поля электромагнитной волны.
С точки зрения квантовой теории давление появляется в результате передачи телу импульсов фотонов при их поглощении.

Химическое действие света

Отдельные молекулы поглощают световую энергию порциями - квантами hv.
В случае видимого и ультрафиолетового излучений эта энергия достаточна для расщепления многих молекул.
В этом проявляется химическое действие света.

Любое превращение молекул есть химический процесс.
Часто после расщепления молекул светом начинается целая цепочка химических превращений.
Выцветание тканей на солнце и образование загара - это примеры химического действия света.

Важнейшие химические реакции под действием света происходят в зеленых листьях деревьев и траве, в иглах хвои, во многих микроорганизмах.
В зеленом листе под действием Солнца осуществляются процессы, необходимые для жизни на Земле, они дают нам кислород для дыхания.

Листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и кислород.

Происходит это, как установил русский биолог К.А.Тимирязев, в молекулах хлорофилла под действием красных лучей солнечного спектра.
Пристраивая к углеродной цепочке атомы других элементов, извлекаемых корнями из земли, растения строят молекулы белков, жиров и углеводов, все это происходит за счет энергии солнечных лучей.

Здесь особенно важна не только сама энергия, но и та форма, в которой она поступает.
Фотосинтез может протекать только под действием света определенного спектрального состава.

Механизм фотосинтеза еще не выяснен до конца.

Химическое действие света лежит в основе фотографии.

http://class-fizika.ru/11_66.html

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте