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どっちかっていうと数学のベクトルの知識ですかね
光子の速度ベクトルをc→としてx軸方向の単位ベクトルex→を考えると
その２つのベクトルを含む平面を考える
その平面でc→とex→のなす角度をθとして考えている
そもそも
運動量ベクトルp→=hν/c✖️(c→/c)なので
ただし(c→/c)は速度方向の単位ベクトル
c→=(cx,cy,cz)であることを考えると
x方向成分はhν/c✖️ (cx/c)なのは当たり前なんですけどね
物理
高校生
解決済み
(1)についての質問です。解答で、cx＝ccosθとしてるところが何故かわからないですx-z平面上で光速cで運動してるなら納得できるのですが、x-y-z平面で運動するならc＝(cx2+cy2+cz2)1/2乗になると思いました。
56 光の粒子性
一辺がLの立方体の容器内を振動数
の多数の光子が光速cで不規則に運
動している。 この容器の面と光子は完全
弾性衝突するものとし, プランク定数を
んとする。 光子の運動量の向きはその速
度の向きと一致しているので、光子の運
L
S2
y
(3
動量の成分は,速度のx 成分 Cx を用
いて、
X
L
| × cx と書ける。 さて, cx>0 として,t秒間に1個の光
であり,その間に面
子がx軸に垂直な面Sに衝突する回数は(2)
Sが受ける力積は (3) となる。 光子の運動方向は十分不規則であ
りの平均値はx=(4) × c2と書ける。そこで、容器内
の光子数をNとすると, 全光子から面Sが受ける力は (5)と表さ
れる。 したがって,この光子気体の圧力P は, 体積Vを用いて (6)
となり,単位体積あたりのエネルギーUを用いると, P=(7) と書
(名古屋大+東北大+大阪府立大)
ける。
Level (1)~(7) ★
Point & Hint
光の圧力(光圧)の問題。 気体の分子運動論をバックグラウンドとして解いて
いく。
HECTURE
(1) 光子の速度ベクトルと運動量ベクトルは
(2)
右のようになる。
Cx=ccos0 であり
px=
hv
C
cos 0 = =hyxCx
c²
※子は面に2の距離を動くごとに
C
速度
C
運動量
Dx
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