Масса и импульс фотона. Давление света.
Фотон – элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле – света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Фотоны обозначаются буквой γ, поэтому их часто называют гамма-квантами. Фотон – безмассовая нейтральная частица. Массу покоя фотона считают равной нулю, основываясь на эксперименте и теоретических обоснованиях, описанных выше. Поэтому скорость фотона равна скорости света. Если энергия фотона равна E, то импульс p связан с энергией соотношением E = cp, где c – скорость света (скорость, с которой в любой момент времени движется фотон как безмассовая частица). Для сравнения, для частиц с ненулевой массой покоя связь массы и импульса с энергией определяется формулой E2 = c2p2+ m2c2. В вакууме энергия и импульс фотона зависят только от его частоты ν (или, что эквивалентно, от длины волны λ = c/ν;): E = ħω = hν;, p = ħk и следовательно, величина импульса есть: p = ħk = h/λ = hν/c, k – волновой вектор Давление света – давление, которое оказывает световое (и вообще электромагнитное) излучение, падающее на поверхность тела. Давление электромагнитного излучения является следствием того, что оно, как и любой материальный объект, обладающий энергией E и движущийся со скоростью v, также обладает импульсом p = Ev/c²;. А поскольку для электромагнитного излучения v = c, то p = E/c.
|
