1 Какое из утверждений: «Свет — это поток фотонов» или «Явления интерференции и дифракции подтверждают волновой характер света» — является верным? Ответ поясните.
Утверждение «Явления интерференции и дифракции подтверждают волновой характер света» является верным. Эти явления могут быть объяснены только с точки зрения волновой природы света, так как интерференция и дифракция происходят вследствие сложения волн, что невозможно для чисто корпускулярной теории. Хотя свет обладает также корпускулярными свойствами, интерференция и дифракция являются однозначными доказательствами его волновой природы.
2. Объясните явление давления света. С позиций какой теории — волновой или корпускулярной — объясняется это явление?
Явление давления света объясняется тем, что свет, обладая энергией и импульсом, способен оказывать механическое воздействие на освещаемые объекты. Давление света объясняется в рамках корпускулярной теории: фотоны передают свою энергию и импульс поверхности, на которую падают. В волновой теории это явление также можно описать с помощью электромагнитного поля, оказывающего давление на заряженные частицы.
3. Почему давление света на чёрную поверхность в 2 раза больше, чем на белую?
Давление света на чёрную поверхность в два раза больше, чем на белую, потому что чёрная поверхность полностью поглощает свет, передавая весь импульс фотонов, а белая поверхность отражает свет, меняя направление движения фотонов. При полном отражении фотон передаёт поверхности в два раза больше импульса, чем при полном поглощении.
4. Как изменяются свойства электромагнитного излучения с увеличением частоты излучения?
С увеличением частоты излучения увеличивается энергия фотонов, а длина волны уменьшается. Это приводит к тому, что излучение приобретает более выраженные квантовые свойства, и для высокочастотных волн (например, рентгеновских и гамма-лучей) становится невозможным игнорировать корпускулярную природу света.
5. Как вы понимаете положение о том, что корпускулярно-волновой дуализм есть общее свойство материи?
Корпускулярно-волновой дуализм означает, что все частицы материи, включая фотоны и элементарные частицы, обладают одновременно как волновыми, так и корпускулярными свойствами. В зависимости от условий эксперимента вещество и излучение могут проявлять себя либо как частицы, либо как волны.
6. В чём состоит принцип дополнительности?
Принцип дополнительности, сформулированный Бором, утверждает, что корпускулярные и волновые свойства света и частиц дополняют друг друга, но не могут быть одновременно наблюдаемыми в одном и том же эксперименте. Это означает, что в одном эксперименте можно зафиксировать либо волновые, либо корпускулярные свойства объекта, но не оба сразу.