Fisika kuantum: sifat kuantum cahya sing

Apa kowe tau panginten apa ngebentuk ing kasunyatan akeh fénoména cahya? Contone, njupuk efek fotoelektrik, panas ombak, pangolahan fotokimia lan kaya - kabeh situs kuantum cahya. Yen padha ora ditemokaké, ilmuwan karya ora bakal pindhah saka titik mati, nyatane, uga proses ilmiah lan technical. Sinau bagean sing optik kuantum, kang inextricably disambung karo cabang padha fisika.

situs kuantum cahya: definisi

Nganti saiki, interpretasi cetha lan komprehensif iki kedadean optik ora bisa menehi. Padha wis kasil digunakake ing ilmu lan saben dinten gesang, ing basis kanggo mbangun ora mung rumus nanging kabèh masalah ing fisika. Ngramu netepake final dipikolehi mung saka ilmuwan modern sing nyimpulaken kagiyatan ingkang rumiyin. Mangkono, ing situs gelombang kuantum cahya lan - akibat saka fitur saka emitters sawijining, atom disampekake sing elektron. Quantum (utawa foton) wis kawangun amarga kasunyatan sing elektron gerakane ngisor tingkat energi, mangkono ngasilaken pulses panitahan-Magnetik.

Observasi optik pisanan

XIX столетии. Panyangka babagan ngarsane saka situs kuantum cahya muncul ing abad XIX. Ilmuwan wis katutup lan gentur fénoména kayadéné difraksi, interferensi, polarisasi. Kanthi bantuan, teori gelombang elektromagnetik saka cahya iki asalé. Sampeyan iki adhedhasar nyepetake saka gerakan elektron sak robah awak. Akibaté, heats, ngiring dening ombak cahya muncul konco wong. hipotesis pengarang kang ing subyek wis kawangun ing kebangsaané Inggris D. Rayleigh. Panjenenganipun dipunanggep minagka sistem radiasi gelombang witjaksono lan permanen, lan ing papan Dibuwang. Miturut Serat, kanthi nyuda ing dawa gelombang output sing ngirim nambah terus-terusan, malih, sing duwe ultraviolet lan x-cahyo. Ing laku, kabeh iki wis durung dikonfirmasi, lan njupuk Teori liyane.

rumus Planck kang

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. Ing awal abad XX Maks Plank - fisikawan Jerman-lair - wis sijine nerusake lan hipotesis menarik. Miturut dheweke, emisi lan panyerepan cahya ora dumadi terus-terusan, minangka sadurunge panginten, lan bagian - quanta, utawa lagi disebut foton. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. Planck kang pancet dipuntepangaken - faktor proportionality dituduhake dening huruf h, lan iku padha karo 6,63 × 10 ^-34 J · s. v – частота света. Supaya ngetang energy foton saben, perlu siji liyane Nilai - v - frekuensi cahya. Planck kang pancet pingan dening frekuensi, lan minangka asil dipikolehi energi saka foton tunggal. Wiwit ilmuwan Jerman kanthi bener aman ing rumus prasaja, ing situs kuantum cahya, kang sadurunge wis ketemu dening H. Hertz, lan ditetepake minangka efek fotoelektriké.

Panemon ing efek fotoelektrik

Kita wis ngandika, ilmuwan Genrih Gerts ana pisanan sing narik kawigaten manungsa waé menyang situs kuantum nezamechaemye cahya kalawau. Ing efek fotoelektrik ditemokaké ing taun 1887 nalika ilmuwan gabungan murup piring seng lan gada Elektrometer ing. Ing kasus ngendi piring nerangake muatan positif, elektrometer ora kosong, bisa diperlokake. Yen daya negatif punika cemlorot, piranti wiwit kalong, sanalika plate tumiba ray ultraviolet. Sak iki tangan-pengalaman iku iki mbuktekaken sing plate wis kapapar cahya bisa radiate biaya listrik negatif, kang sawisé olèh jeneng cocok - elektron.

Praktis pengalaman Stoletova

nyobi praktis karo elektron conducted peneliti Russian Alexander Stoletov. Kanggo nyobi kang digunakake bohlam kaca vakum lan loro elektrods. Salah elektroda iki digunakake kanggo transmisi daya, lan liya iki dipadhangi lampu, lan digawa menyang Pole negatif saka baterei. Sak operasi iki, saiki wiwit kanggo nambah kekuwatan, nanging sawise nalika dadi pancet lan langsung ceceg kanggo radiasi cahya. Akibaté, iku ketemu sing energi kinetik elektron uga delaying voltase ora gumantung ing daya cahya. Nanging Tambah ing frekuensi cahya njalari tuwuh tokoh iki.

New kuantum cahya: efek fotoelektriké lan hukum sawijining

Sak pangembangan Hertz kang teori lan laku Stoletov wis mundur telung hukum dhasar, kang, kang nguripake metu, ing foton sing fungsi:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. 1. cahya Power sing tumiba ing permukaan awak langsung ceceg kanggo kekuatan saka saiki kahanan kang gawe jenuh.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. cahya Power ora nggawa energi kinetik photoelectron, nanging frekuensi cahya iku sabab saka wutah linear paling anyar.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. Ana jenis "pinggiran abang efek fotoelektriké." Ing baris ngisor iku yen frekuensi kurang saka lampu indikator frekuensi minimal kanggo bahan diwenehi, efek fotoelektriké wis diamati.

kalih teori tabrakan Kangelan

Sawise rumus asalé Max Planck, Ilmu ngadhepi karo bingung. Sadurunge asalé gelombang, lan sifat kuantum cahya, kang padha mbukak sethitik mengko, ora bisa ana ing framework saka hukum ditrima fisika. Sesuai karo elektromagnetik, teori lawas, kabeh elektron saka awak, kang tumiba ing cahya sing teka menyang oscillation dipeksa ing frekuensi kang padha. Iki bakal generate energi kinetik tanpa wates sing cukup mokal. Menapa malih, kanggo klempakan saka jumlah required saka liyane bakal tetep energi elektron punika perlu kanggo bisa kanggo puluhan menit, nalika efek fotoelektrik, ing laku, ana ora wektu tundha slightest. kebingungan luwih jumeneng uga saka kasunyatan yen energi saka photoelectrons ora gumantung ing daya cahya. Menapa malih, wis ora pojok abang efek fotoelektriké, lan iki ora diwilang ceceg kanggo frekuensi saka elektron energi kinetik cahya wis dibukak. Teori lawas ora bisa nerangake cetha saged dipuntingali kanthi mripat fénoména fisik, lan kang anyar pranyata wus durung isa metu.

Rasionalisme Alberta Eynshteyna

Mung ing taun 1905, satunggiling fisikawan gedhe Albert Einstein nuduhake ing laku lan digawé ing teori, apa iku - ing alam bener cahya. Lan gelombang situs kuantum, mbukak dening loro ngelawan saben hipotesis ing bagean witjaksono gawan kanggo foton. Kanggo ngrampungake Gambar kurang mung prinsip discreteness, IE lokasi pas foton ing papan. Saben foton - partikel sing bisa digunakke utawa cemlorot minangka wutuh. Elektron "ngulu" foton mlebu mundhak daya ing Nilai saka energi digunakke dening partikel. Luwih, nang photocathode elektron gerakane kanggo sawijining permukaan, nalika njagi "dosis kaping pindho" energi, kang output punika energi kinetik. Ing proses iki prasaja, lan efek fotoelektrik wis digawa metu ing kang ora reaksi telat. Ing Rampung èlèktron mrodhuksi kuantum dhewe, kang tumiba ing lumahing awak, radiating karo malah luwih energi. Sing luwih nomer foton diprodhuksi - radiasi luwih kuat, mungguh, lan horeg saka gelombang cahya mundak akeh.

Piranti gampang, kang adhedhasar prinsip efek fotoelektriké

Sawisé panemon digawe dening ilmuwan Jerman ing awal abad rong puloh, aplikasi bakal menyang situs kuantum cahya kanggo Pabrik macem-macem piranti. Pepanggihan, kang operasi jroning efek fotoelektrik, disebut solar sel, wakil gampang kang - vakum. Antarane cacat bisa disebut doyo saiki banget, sensitivitas kurang radiation gelombang dawa, kang kok ora bisa digunakake ing sirkuit AC. Piranti vakum iki digunakake digunakake ing Fotometri, padha ngukur kekuatan saka padhang lan kualitas cahya. Dheweke uga main peran penting ing fototelefonah lan sak puter maneh audio.

Photovoltaic sèl karo fungsi antaran

Iku cukup beda jenis piranti, kang adhedhasar situs kuantum cahya. sing waé - kanggo ngganti Kapadhetan operator. fenomena iki kadhangkala disebut jroning efek fotoelektrik internal, lan basis saka photoconductors operasi. semikonduktor sing muter peran penting banget ing gesang kita saben dina. Kanggo pisanan wiwit nggunakake montor retro. Banjur padha nyedhiyani electronics lan baterei operasi. Ing tengah abad rong puloh wiwit aplikasi solar sel kuwi kanggo bangunan spaceships. Nganti saiki, amarga efek fotoelektrik internal operate turnstiles ing sepur, kalkulator hotspot lan solar.

reaksi fotokimia

Cahya, ing alam kang ana mung sebagian kasedhiya ilmu ing abad rong puloh, ing kasunyatan, iku mengaruhi kimia lan biologi pangolahan. Bab pangaribawa saka aliran wiwit proses disosiasi molekul kuantum lan setunggal karo atom. Ing èlmu, iki dikenal minangka fotokimia, lan ing alam siji kawujudan sawijining punika fotosintesis. Iku amarga ombak pangolahan cahya saka emisi bahan kimia tartamtu diprodhuksi déning sèl menyang papan ekstraseluler kang tanduran dadi ijo.

Mengaruhi situs kuantum cahya lan sesanti manungsa. Njupuk ing retina, foton micu proses bosok saka molekul protein. Katrangan iki diangkut dening syaraf ing otak, lan sawise perawatan, kita bisa kabeh ndeleng lampu. molekul protein dhek jaman semana wis dibalèkaké lan sesanti punika tampung kanggo kondisi anyar.

asil

Kita nemu ing Course saka artikel iki, kang utamané ing situs kuantum cahya sing ditampilake ing kedadean disebut jroning efek fotoelektrik. Saben foton wis daya lan massa, lan Enengena karo elektron tumiba menyang iku. Kuantum lan elektron dadi siji, lan energi digabungake sing diowahi dadi energi kinetik, kang, strictly ngandika, perlu kanggo implementasine saka efek fotoelektriké. Oscillation gelombang mangkono diprodhuksi bisa nambah energi foton, nanging mung kanggo langkah tartamtu.

efek fotoelektrik dina iku sawijining komponen penting saka paling jinis peralatan. Sawijining basis bangunan kapal papan lan satelit, berkembang solar sel sing digunakake minangka sumber saka energi tambahan. Kajaba iku, ing ombak cahya duwe impact gedhe ing pangolahan kimia lan biologi ing bumi. Beyo saka suryo srengenge biasa tetanduran ijo, atmosfer bumi wis dicet cat kebak biru, lan kita waca donya iku.