Презентация - Давление света - Опыты П.Н. Лебедева

Давление света. Опыты П.Н.Лебедева
Алексеева С.Ю.
МОУ «Приволжская средняя общеобразовательная школа» Волжского муниципального района Республика Марий Эл

Давление света с точки зрения волновой теории
В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствие (благодаря действию силы Лоренца).
на рисунке υ - направление скорости электронов под действием электрической составляющей электромагнитной волны).

Давление света с точки зрения квантовой теории
Квантовая теория света объясняет световое давление как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества.

Модели
При падении света на зеркальную поверхность удар фотона считают абсолютно упругим, поэтому изменение импульса и давление в 2 раза больше, чем при падении на черную поверхность (удар неупругий).

Трудности, возникшие на пути к осуществлению идеи
Проблема: 1. Измеряемая величина очень мала. Как измерить ничтожно малое давление света?
Решение проблемы: Размеры крыльчатки: Высота – 4 см Ширина – 2 см Диаметр крылышек – 0,5 см Толщина крылышек: 0,1 – 0,01 мм

Значение опытов П.Н. Лебедева
Доказали справедливость теории электромагнитного поля Д. К. Максвелла; Явились одним из краеугольных камней квантовой теории света и теории относительности; Доказали наличие у света импульса, а значит, и массы, то есть существование фотонов (световых частиц); Доказали, что свет - один из видов материи, а не механические волны в эфире.

Лебедев Петр Николаевич (24.II.1866–1.III.1912)
В 1887–91 работал в Страсбурге и Берлине в лабораториях А. Кундта, Ф. Кольрауша и Г. Гельмгольца. В 1891, возвратившись на родину, начал преподавать в Московском университете (профессор с 1900), где организовал лабораторию. В 1911 вышел в отставку (в знак протеста против реакционных действий министерства народного просвещения Л. А. Кассо) и на частные средства создал физическую лабораторию в университете Шанявского. Исследуя действие волн на резонаторы, Лебедев впервые установил общие для волн различной природы (звуковых, гидравлических, электромагнитных) закономерности. Он показал, что при резонансе для всех видов волн наблюдается максимум отталкивание резонаторов. Стремясь экспериментально подтвердить электромагнитную природу света, в 1895 создал тончайшую установку, с помощью которой впервые получил миллиметровые электромагнитные волны, а затем установил их отражение, двойное лучепреломление, интерференцию и др. явления, присущие световым волнам. В 1901 впервые обнаружил и измерил давление света на твердое тело, подтвердив количественно теорию Максвелла. В 1909 Лебедеву удалось решить труднейшую экспериментальную задачу – установить и измерить давление света на газы. Исследовал также роль вращения Земли в возникновении земного магнетизма. Лебедев создал первую в России физическую школу, его именем назван Физический институт АН СССР.

В этом же году приступает к опытам по измерению светового давления на газы. Через 8 лет упорного труда в 1909 году сообщает о том, что задача измерения давления света на газ им решена. В 1911 г. в знак протеста против удушения свободы царским правительством в числе 124 лучших преподавателей уходит из университета, лишаясь
средств к существованию и научной лаборатории. Вместе с ним ушли и его ученики. Был приглашён для работы в Стокгольм. Патриот России Лебедев отвергает лестное предложение. На пожертвования передовых людей создаёт новую лабораторию. Но его силы подорваны. 14 марта 1912 г. в возрасте 46 лет он умирает.