Квантовая природа света

по разделу «Квантовые свойства излучения. Основы квантовой физики и физики твердого тела»

Тепловое излучение. Основные характеристики теплового излучения. Законы теплового излучения

Природа теплового излучения. Характеристики теплового излучения: поток, энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости, поглощательная способность. Абсолютно черное тело. Экспериментальные законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.

Формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела

Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза Планка. Фотоны. Понятие об излучении (спонтанном и вынужденном) и поглощении (вынужденном) света. Вывод формулы Планка.

Фотоэффект и его законы.

Природа внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта. Работа выхода электрона из металла. Применение фотоэффекта.

Масса и импульс фотона. Давление света.

Корпускулярные свойства света. Возможность определения массы и импульса фотона. Давление света – как проявление корпускулярных свойств. Взаимосвязь давления с энергией фотонов и свойством поверхности. Квантовое и волновое объяснение давления света.

Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма свойств вещества. Формула де Бройля. Физический смысл волны де Бройля. Соотношение неопределенностей – как проявление корпускулярно-волнового дуализма свойств материи. Физическое объяснение соотношения неопределенностей на примере дифракции электронов.

Волновая функция и ее статистический смысл. Физические величины в квантовой механике.

Волновая функция и ее статистический смысл. Понятие плотности вероятности. Волновая функция свободной частицы. Условие нормировки. Операторы физических величин: оператор импульса, момента импульса, кинетической энергии, потенциальной энергии, полной энергии. Средние значения величин. Собственные значения и собственные функции операторов.