Quantum fizika: işıq kvant xassələri

Əgər fakt çox yüngül hadisələrə nədən haqqında fikir var? Məsələn, fotoelektrik təsir, istilik dalğaları, fotokimyəvi proseslərin və kimi almaq - yüngül bütün kvant xassələri. onlar aşkar olmasaydı, elm işləri əslində, ölü nöqtədən hərəkət, eləcə də elmi-texniki tərəqqi olmazdı. inextricably fizika eyni filialı ilə bağlıdır kvant optika, onların bölmə öyrənilməsi.

işıq Quantum xassələri: a müəyyən

Son vaxtlara qədər, bu aydın və hərtərəfli şərh optik fenomen verə bilər. Onlar uğurla formula lakin fizika bütün problem deyil, yalnız qurmaq üçün bu əsasda, elm və gündəlik həyatda istifadə olunur. son müəyyən yalnız onun sələfləri fəaliyyətini yekunlaşdırdı müasir elm əldə etmək hazırlamaq. Belə ki, işıq kvant dalğa xassələri və - onun emitentlər xüsusiyyətləri bir nəticəsi onunla atomlar elektron var. Quantum (və ya foton) səbəbiylə elektron beləliklə elektro-maqnit paxlalı yaradan, enerji səviyyəsi aşağı hərəkət ki formalaşır.

ilk optik araşdırmalar

XIX столетии. işıq kvant xassələrinin olması barədə fərziyyə XIX əsrdə ortaya çıxdı. Alimlər aşkar və səylə diffraction, müdaxilə və qütbləşmə kimi hadisələrin var. Onların köməyi ilə, işıq elektromaqnit dalğa nəzəriyyəsi əldə olunub. Bu orqan rəqslərinin zamanı elektronların hərəkəti sürətləndirilməsi əsaslanır. Nəticədə, işıq dalğaları izlədi heats, onun arxasında çıxdı. Bu mövzuda ilk müəllif fərziyyə ingilis D. Rayleigh yaratmışdır. O, radiasiya bərabər və daimi dalğaları sistemi hesab və məhdudlaşmır kosmik edir. Onların çıxış dalğa azalma davamlı artırmalıdır ilə nəticələrə görə, üstəlik, ultrabənövşəyi və x-şüaları üçün tələb olunur. Təcrübədə, bütün bu təsdiq və başqa nəzəriyyəçi etdi olunmayıb.

Plank nin formula

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. Alman əsilli fizik - - XX əsrin Maks Plank əvvəlində maraqlı bir fərziyyə irəli sürüb. Onun sözlərinə görə, emissiya və işıq udma əvvəllər fikir kimi, davamlı baş vermir və hissələri - quira, və ya onlar fotonlar deyilir kimi. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. məktub h təmsil mütənasiblik amil və bu 6.63 × 10 ^-34 J · s bərabər idi - Plank daim tanıtdı. v – частота света. v - - işıq tezliyi hər foton enerji hesablamaq üçün, bir daha çox dəyər lazımdır. Plank daimi tezliyi vurulur, və nəticədə bir foton enerji əldə. Alman alimi dəqiq və doğru bir sadə formula, əvvəllər H. Hertz aşkar edilmişdir işıq kvant xassələri, təmin, və fotoelektrik effekt kimi təyin edir.

fotoelektrik effekt kəşf

Dediyimiz kimi, alim Genrih Gerts yüngül nezamechaemye əvvəllər kvant xüsusiyyətləri diqqət çəkdi edən ilk idi. bir alim bir sink boşqab və elektrometr bir rod ziyalı qoşulub fotoelektrik effekt 1887-ci ildə kəşf edilib. boşqab müsbət ittihamı gəlir halda, elektrometr xəstəxanadan deyil. mənfi ittiham emissiya varsa, cihaz qısa müddətdə nömrəli ultrabənövşəyi ray düşür, yerinə başlayır. elektron - Bu zamanı praktiki təcrübə işıq məruz nömrəli sonra müvafiq adını aldı mənfi elektrik ittihamlar, ziyalanmaq bilər ki, sübut edilmişdir.

Praktiki təcrübə Stoletova

elektronların ilə praktiki təcrübələr rus tədqiqatçısı Aleksandr Stoletov keçirilmişdir. təcrübələr üçün o bir vakuum şüşə ampul və iki elektrodlar istifadə olunur. One elektrod enerji ötürülməsi üçün istifadə edilmişdir, ikinci işıqlandırdı, və batareyanın mənfi qütbü gətirildi. Bu əməliyyat zamanı cari gücünü artırmaq başlayır, lakin bir müddət sonra daimi və işıq radiasiya birbaşa proporsional bir oldu. Nəticədə, bu kinetik elektronların enerji, eləcə də gərginlik gecikdirən kimi işıq gücü asılı deyil ki, aşkar edilmişdir. Amma işıq tezliyi artması bu rəqəmi inkişaf səbəb olur.

işıq New kvant xassələri: fotoelektrik effekt və qanunlar

Hertz nəzəriyyəsi və təcrübəsi Stoletov inkişafı zamanı məlum olub ki, fotonlar fəaliyyət var, üç əsas qanunları, geri edilmişdir:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. bədən səthində düşür 1. Power yüngül doyma cari gücü mütənasibdir.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. Power yüngül photoelectron kinetik enerji təsir etmir, lakin yüngül tezliyi son xətti artım səbəb olur.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. bir növ var "fotoelektrik effekt qırmızı kənarında." bottom line tezlik bir material üçün minimum tezliyi göstərici işıq az olduqda, fotoelektrik effekt müşahidə olunur.

iki nəzəriyyə toqquşması çətinliklər

formula Max Planck əldə sonra, Elm dilemma ilə qarşı-qarşıya. bir az sonra açıq Əvvəllər əldə dalğa, və işıq kvant xassələri, fizika ümumi qəbul qanunlar çərçivəsində mövcud bilmədi. elektromaqnit uyğun olaraq, işıq düşür köhnə nəzəriyyə, bədənin bütün elektron, eyni tezlikdə məcburi rəqs minir. Bu olduqca qeyri-mümkün bir sonsuz kinetik enerji yaradacaq. fotoelektrik effekt, praktikada kiçik gecikmə yoxdur Bundan başqa, elektron enerji qalacaq istirahət tələb olunan məbləğin yığılması üçün dəqiqə onlarla etmək lazımdır. Əlavə qarışıqlıq photoelectrons enerji işıq gücü asılı deyil ki, ondan da yaranmışdır. Bundan başqa, fotoelektrik effekt qırmızı kənarında deyil, və açılmışdır işıq elektron kinetik enerji tezliyi mütənasib hesablanır deyil. köhnə nəzəriyyə fiziki hadisələrin göz aydın görünən izah edə bilmədi, və yeni hələ tam işlənib deyil.

Rasionalizm Alberta Eynshteyna

Yalnız 1905-ci ildə, böyük fizik Albert Einstein təcrübə göstərdi ki, bu nə nəzəri ifadə - işıq əsl təbiəti. Və fotonların xas bərabər hissələri bir-birinə fərziyyələr iki əks açıq kvant dalğa xassələri. şəkil məkanında fotonların dəqiq yeri, yəni diskretlik yalnız prinsipi yoxdur başa çatdırmaq üçün. Hər bir foton - sorulur və ya bütövlükdə emissiya edilə bilər bir hissəcik. Elektron daxili foton hissəciklər tərəfindən udulur enerji dəyəri onun ittiham artırır "udma". kinetik enerji çevrilir çıxış enerji bir "ikiqat doza" qoruyarkən Əlavə daxilində fotokatodlu elektron, onun səthinə hərəkət edir. Bu sadə şəkildə, və fotoelektrik effekt olan heç bir gecikmiş reaksiya həyata keçirilir. elektron başa hətta daha çox enerji ilə radiasiya bədənin səthində düşür bir kvant özü istehsal edir. istehsal fotonların böyük sayı - müvafiq olaraq daha güclü radiasiya, və işıq dalğa dəyişməsi artır.

fotoelektrik təsir prinsipinə əsaslanır sadə cihazlar,

XX əsrin əvvəllərində alman alimləri tərəfindən kəşflər sonra, proqram müxtəlif cihazlar istehsalı üçün işıq kvant xassələri daxil olur. günəş hüceyrələri adlı kimin əməliyyat fotoelektrik təsir edir Inventions, sadə nümayəndəsi - vakuum. onun mənfi cəhətləri zəif cari keçiricilik, uzun dalğa radiasiya aşağı həssaslıq, adlandırmaq olar arasında AC sxemlər istifadə edilə bilməz niyə olan. vakuum cihaz geniş photometry istifadə olunur, onlar parlaqlıq və yüngül keyfiyyətli gücü ölçmək. O, həmçinin fototelefonah və audio playback zamanı mühüm rol oynayır.

keçirilməsi funksiyaları ilə fotovoltaik hüceyrələri

Bu işıq kvant xassələri əsaslanır cihazlar, çox fərqli bir növü idi. Onların məqsədi - daşıyıcısı sıxlığı dəyişdirmək üçün. Bu fenomen bəzən daxili fotoelektrik təsir adlanır və bu əməliyyat photoconductors əsasıdır. Bu yarımkeçiricilər gündəlik həyatımızda çox mühüm rol oynayır. İlk dəfə onlar retro avtomobil istifadə etməyə başladı. Sonra onlar elektronika və batareya əməliyyat təmin edir. XX əsrin ortalarında uzay qurmaq üçün belə günəş hüceyrələri tətbiq başladı. İndiyədək daxili fotoelektrik təsir metro, portativ kalkulyatorlar və günəş panelləri turniketlər fəaliyyət göstərir.

fotokimyəvi reaksiyalar

İşıq, təbiət XX əsrdə yalnız qismən mövcud elm idi, əslində, bu, kimyəvi və bioloji proseslərin təsir göstərir. axını təsiri altında kvant molekulyar dissosiasiya prosesi və atomları ilə birləşməsi başlayır. elm, bu Photochemistry kimi tanınır və onun təzahürləri biri təbiət fotosintez edir. Bu bitki yaşıl olur vasitəsi extracellular kosmosa hüceyrələri tərəfindən istehsal bəzi maddələrin emissiyasının işıq dalğaları proseslərə bağlıdır.

işıq və insan görmə kvant xassələri təsir. retina əldə bir foton protein molekulların parçalanması prosesi tetikler. Bu məlumat beyin neurons ilə nəql olunur və müalicə sonra, biz bütün işıq bilərsiniz. Nightfall zülal molekulu bərpa və görmə yeni şəraitə məskunlaşmış olunur.

nəticələr

Biz əsasən işıq kvant xassələri fotoelektrik effekt adlı fenomen göstərilir bu məqalədə zamanı aşkar. Hər bir foton öz pulsuz və kütləvi və elektron ilə qarşı-qarşıya zaman düşür. Quantum və elektron bir olmaq, onların birgə enerji fotoelektrik effekt həyata keçirilməsi üçün zəruri ciddi danışan kinetik enerji, çevrilir. beləliklə istehsal dalğa rəqs foton enerji artırmaq, lakin yalnız müəyyən bir tədbir ola bilər.

Fotoelektrik effekt gün avadanlığı ən növləri mühüm komponentidir. onun əsasında bina kosmik gəmilər və peyklər, günəş hüceyrələri yardımçı enerji mənbəyi kimi istifadə olunur inkişaf edir. Bundan əlavə, yüngül dalğalar Yer kimyəvi və bioloji proseslərin böyük təsir göstərir. bitki yaşıl adi günəş işığı xərc, yer atmosfer mavi tam palitrası boyalı və bu kimi dünya görmək.