Энергия и импульс световых квантов.

1905 г. А. Эйнштейн развил идею квантования Планка и предложил считать свет – газом частиц, которые он назвал фотонами.

Развивая идею Планка, Эйнштейн приписывал каждому фотону энергию , в соответствии с формулой Планка. Однако, если частица имеет энергию, она должна иметь и импульс. В этой связи Эйнштейн предложил приписать фотону следующий импульс: .

Далее Эйнштейн предложил рассматривать взаимодействие излучения с веществом, как взаимосвязь частиц вещества с фотонным газом. При этом, согласно Эйнштейну, обязательно должны выполняться ЗСЭ и ЗСИ. Рассмотрим, для простоты, взаимодействие одного фотона с одним электроном. Пусть – энергия фотона до взаимодействия, а - энергия фотона после взаимодействия. Соответственно, пусть E, – энергия электрона до взаимодействия, а E’, ’ – энергия электрона после взаимодействия. Тогда при взаимодействии фотона с электроном выполняется следующий закон:

;

Записанные выше законы сохранения включают в себя 3 известных процесса взаимного излучения с веществом: поглощение, излучение и рассеяние света.

Поглощение:

Излучение:

Рассеяние:

 

Явление фотоэффекта (схема эксперимента и проблемы, определение).

 

Комптоновское рассеяние света.

ϑ

Диаграмма рассеяния (ϑ-тетта).