Рассмот- рим еще весьма интересные опыты С. И. Вавилова с флуктуа- циями видимого света. Если световой поток действительно пред- ставляет собой совокупность отдельных фотонов, то согласно за- конам статистической физики он может флуктуировать, т. е„ число фотонов в единице объема может с течением времени хао- тически изменяться. Известно также, что для человеческого глаза существует рез- кий зрительный порог ощущения: если энергия излучения, па- дающего на сетчатку глаза, меньше некоторой определенной ве- личины, то глаз совершенно не ощущает света. Этими двумя свойствами и воспользовался С. И. Вавилов для непосредствен- ного наблюдения квантовых флуктуации света. По оценке Вавилова, число фотонов, необходимых для того, чтобы вызвать зрительное ощущение глаза, достаточно долго пробывшего в темноте, составляет около 200. При этом неболь- шое уменьшение (примерно на 10 фотонов) может привести к тому, что свет уже не будет воздействовать на глаз наблюдателя. Пропуская лучи зеленого цвета (к этому цвету глаз человека наиболее чувствителен) через отверстие диска (фиг. 2.2), вра- щающегося с частотой, подобранной таким образом, чтобы глаз мог отдыхать (вспышка создавалась длительностью 0,1 сек, а в течение 0,9 сек глаз отдыхал), наблюдатель мог фиксировать вспышку, нажимая кнопку хронографа. Яркость светового источ- ника можно было непрерывно уменьшать. В результате опыта оказалось, что вначале наблюдатель от- мечает каждую вспышку. При дальнейшем же понижении яр- кости вспышки перестают соответствовать каждому прохожде- нию света через отверстие диска, т. е. начинают наблюдаться флуктуации: в одном случае вспышки видны, в другом — нет, хотя яркость при этом не изменяется. Это говорит о том, что при понижении интенсивности число фотонов в данном пучке ЧАСТЬ Т НЕРЕЛЯТИВИСТСКАЯ КВАНТОВАЯ МЕХАНИК* Глав наблюдателя Диафрагма i Источник сбета Вращающийся диск с отберстием Фиг. 2.2. Схема опытов Вавилова е флуктуация ми света. флуктуирует настолько сильно, что изучаемый пучок может стать то видимым, то невидимым. Таким образом, С. И. Вавилов показал, что пучок света наряду с интенсивностью, частотой и по- ляризационными свойствами дол- жен характеризоваться также и флуктуациями. Этот эксперимен- тальный результат подтверждает фотонную природу света и позво- ляет дать новую интерпретацию корпускулярно-волнового дуализ- ма не только для световых явлений, но и в квантовой механике вообще (см. § 3 и 22).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Опыт Вавилова с флуктуациями видимого света» з дисципліни «Квантова механіка і атомна фізика»
