4_3__Kvant_vlastn_elmg_zareni
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
578
4.3. Kvantové vlastnosti elektromagnetického záření
4.3.1. Fotony, fotoelektrický a Comptonův jev
1. Klasifikovat obor kvantová optika.
2. Popsat foton a jeho vlastnosti jako kvantum energie elektromagnetického
záření pomocí Planckova a Einsteinova vztahu.
3. Vystihnout podstatu vnějšího fotoelektrického jevu kvalitativně jako
interakci fotonu a vázaného elektronu.
4. Vysvětlit podstatu vnějšího fotoelektrického jevu kvantitativně pomocí
Einsteinovy rovnice.
5. Znát užití fotonky jako významné aplikace Einsteinova vnějšího fotoefektu.
6. Vystihnout podstatu Comptonova jevu kvalitativně jako interakci fotonu a relativně
volného elektronu.
7. Vysvětlit podstatu Comptonova jevu kvantitativně pomocí zákona zachování energie.
8. Porovnat důsledky fotoelektrického jevu a jevu Comptonova především z hlediska
existence fotonu po dopadu záření.
Klasická fyzika zjednodušeně předpokládala, že všechny fyzikální děje
probíhají kontinuálně (spojitě). Teprve potvrzení kvantové hypotézy, že se
energie může měnit po určitých diskrétních (nespojitých) hodnotách, otevřelo
cestu kvantové fyzice jako moderní fyzice 20. století. Max Planck jako první
fyzik objevil, že zářící těleso vyzařuje elektromagnetickou energii v celistvých
násobcích kvant energie a předurčil tím základy nového a historicky převratného fyzikálního
oboru.
Kvantová optika se zabývá procesy vyzařování, pohlcování a šíření elektromagnetického
záření, dále interakcemi látky a pole, vlnovými a korpuskulárními vlastnostmi elementárních
částic. Stěžejními jevy kvantové povahy jsou Einsteinův fotoelektrický jev a Comptonův jev.
Oba jevy jsou především experimentálním důkazem kvantové povahy elektromagnetického
záření a zákona zachování energie a hybnosti při interakcích elementárních částic.
Einstein pojmenoval kvantum elektromagnetického záření specifickým názvem foton. Tím
odlišil charakter elementární částice pole (fotonu) od elementární částice látky (např.
elektronu). Foton má jako částice pole nulovou klidovou hmotnost, tj. existuje pouze za
pohybu, a to ve vakuu s maximální rychlostí c a s maximální hybností p = m c. Jeho
energie E je přesně určena prostřednictvím Planckova a Einsteinova vztahu