Mavzu: Mandelshtam-brillyuen majburiy sochilishi. Reja

2.2. Yorug’lik bosimining fotonlar nazariyasiga talqiq qilinishi
Fotonlar nazariyasida yorug’likning bosimini fotonlar impulsining yutuvchi yoki qaytaruvchi devorga uzatilish natijai deb talqin qilish mumkin.Chastotasi 𝑣 gat eng bo’lgan monoxramatik yorug’likning devorga tik tushayotgan va 1 sm² yuzaga 1 s da E gat eng energiyani olib keladigan oqimida N ta foton bo’lib, N ning qiymati quyidagi shartdan aniqlanadi.

Yani .Xar bir foton ga teng impulsga ega bo’lgani uchun u yuuvchi devorga impuls, qaytaruvchi devrga esa 2 impu;s uzatadi.
Shunday qilib absolute yutuvchi devorning 1 sm² yuzaga 1 s ichida uzatiladigan impulse quyidagiga teng bo’ladi.

Lekin 1 sm² yuzaga 1 s da berilgan impuls hu yuzaga tasir qiladigan bosimning o’zidir.Shuday qilib yutuvchi devorchaga tasir qilayotgan bosim p= , to’liq qaytaruvchi devorchaga tasir qilayotgan bosim esa p= ga teng bo’ladi.Qaytarish koefitsiyenti R gat eng bo’lgan umumiy holda 1 s ichida tushayotgan fotonlarining to’liq N sonidan (1-R)N tasi yutiladi,RN tasi qaytadi.Ular tomonidan sirt birligiga uzatilgan impuls

Bo’lib maksvel formulasiga to’g’ri keladi.Yorug’lik bosimi xodisasi korpuskular yoki to’lqin nazariyasida qanday talqin etilgan bolmasin, bunday bosimning mavjudligini tajribada aniqlashning o’zi juda katta axamiyatga ega. NU fakt yorug;li nuri faqat energiyanigina emas balki impu;sgaham ega ekanligini ko’rsatib yorug’likning moddiya ekanligini, yorug’lik ham modda bilan birga materiyaning bir ko’rinishi ekanligini shak shubxasiz isbotlaydi.
Hozirgi vaqtda ko’p optik hodisalarni faqat yorug’likni kvant nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Masalan, absolyut qora jismning nurlanishi, fotoeffekt, Kompton effekti va boshqalar. YOrug’likni kvant nazariyasini yaratishda A.Eynshteynning «yorug’lik kvantlari» mavjud degan g’oyasi rol o’ynadi, shunga ko’ra yorug’likni elementar zarrachalar — fotonlar oqimidan iborat deb qaraldi. Eynshteynning gipotezasi qator tajribalarda tasdiqlandi. YOrug’lik zarralari — fotonlarning mavjudligi tajribalarda tasdiqlangandan so’ng yorug’likni foton nazariyasi yoki kvant nazariyasi vujudga keldi. Bu nazariya optika tarixida bo’lgan korpuskulyar nazariyani eslatadi. Bu yorug’likning kvant nazariyasiga ko’ra bitta foton quyidagi energiyaga ega bo’ladi :
(8.1)
bunda h — Plank doimiysi, - yorug’lik chastotasi.
Foton massasi uchun shunday formula mavjud:
(8.2)
bu yerda s — vakuumda yorug’likning tarqalish tezligi. |
Bu formula harakatdagi foton massasi uchun o’rinli. Demak, foton tinchlikdagi massaga ega emas. Foton yutilganda uning massasi va energiyasi moddaning zarralariga beriladi. Foton impulsi quyidagiga teng:
. (8.3)
Fotonning vakuumdagi tezligi s . Demak, yorug’likni ham to’lqin, ham zarracha sifatida ko’rish mumkin. Optikada buni dualizm deb ataladi.