ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාව: ආලෝකය ක්වොන්ටම් ගුණ

ඔබ කවදා හෝ බොහෝ ආලෝකය සංසිද්ධි ඇත්ත කවරේ දැයි ඔබ කල්පනා කර තිබෙනවාද? ආලෝකය සියලු ක්වොන්ටම් ගුණ - උදාහරණයක් ලෙස, ව්ද්යුත් ආචරනය, තාප තරංග, photochemical ක්රියාවලිය හා ඒ හා සමාන ගන්න. ඔවුන් සොයා ගෙන නොමැති නම්, විද්යාඥයන් ක්රියා ඇත්තෙන්ම මිය ගිය අවස්ථාවක දී, මෙන්ම, විද්යාත්මක හා තාක්ෂණික ප්රගතිය සිට මාරු වී ඇත නැත. ක්වොන්ටම් සමක්ෂක ඔවුන්ගේ කොටස අධ්යයනය, අවියෝජනීයව භෞතික විද්යාව පිළිබඳ එම ශාඛාව සමග සම්බන්ධ වන.

ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් ගුණ: මෙය අර්ථ

මෑතක් වන තුරු, මේ පිළිබඳව පැහැදිලි හා පුළුල් අර්ථ ප්රකාශ සංසිද්ධිය දෙන්න නොහැකි විය. ඔවුන් සාර්ථකව සූත්රය නමුත් භෞතික විද්යාවේ මුළු ප්රශ්නය පමණක් නොව ගොඩ මෙම පදනම මත, විද්යාව හා එදිනෙදා ජීවිතයේ දී භාවිතා වේ. අවසන් තීරණය පමණක් එහි පෙරගමන්කරුවන් කටයුතු සාරාංශ ගත වූ නවීන විද්යාඥයන් ලබා ගත සකස්. මේ අනුව, ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් තරංග ගුණ හා - එහි මල්වලට ලක්ෂණ ප්රතිඵලයක්, wherewith පරමාණු ඉලෙක්ට්රෝන වේ. ක්වොන්ටම් (හෝ ෆෝටෝනයක් ම) නිසා, ඉලෙක්ට්රෝනයකට මේ අනුව, විද ත් චුම්බක ස්පන්ධ ජනනය, ශක්ති මට්ටම අඩු කිරීමට පෙලඹෙන්නේ බව පිහිටුවා ඇත.

පළමු ප්රකාශ නිරීක්ෂණ

XIX столетии. ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් ගුණ ඉදිරියේ ගැන උපකල්පනය XIX සියවසේ දී පෙනී සිටියේය. විද්යාඥයින් විවර්තනය, නිරෝධනය සහ ධ්රැවාන්තගත වීමක් ලෙස සංසිද්ධි සොයා උනන්දුවෙන් ඇත. ඔවුන්ගේ උදව් සමග ආලෝකයේ විද්යුත් චුම්භක තරංග න්යාය මගිනි. එය ශරීරයේ උච්චාවචන තුළ ඉලෙක්ට්රෝන ව්යාපාරයේ වේගවත් කිරීම මත පදනම් විය. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ආලෝකය තරංග විසින් අනුගමනය වීමට නියමිතව තිබේ, ඔහු පිටුපසින් පෙනී සිටියේය. මෙම විෂයය පිළිබඳ පළමු කතෘගේ උපකල්පනය ඉංග්රීසි ඩී රේලීග් පිහිටුවා ඇත. ඔහු විකිරණ සමාන හා ස්ථිර තරංග පද්ධතිය ලෙස සලකනු, හා සහිත ඉඩ තුල ඇත. එහි නිගමනය අනුව, ඔවුන්ගේ නිෂ්පාදනය තරංග ආයාම අඩු වීමක් සමඟ දිගින් දිගටම, වැඩි කළ යුතු තව ද, පාරජම්බුල හා එක්ස් කිරණ ඇති කිරීමට අවශ්ය. භාවිතයේ දී, මෙම සියලු තහවුරු කර නොමැති අතර, එය තවත් චින්තකයෙකු විය.

ප්ලාන්ක් සූත්රය

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. ජර්මන්-උපත භෞතික විද්යාඥ - - එම XX සියවසේ Maks ලෑලි මුල දී සිත්ගන්නා කල්පිතය ඉදිරිපත් කර ඇත. මීට පෙර සිතා ඇයට අනුව, ආලෝකය විමෝචනය හා අවශෝෂණය දිගින් දිගටම සිදු නොවේ, සහ කොටස් - quanta, හෝ ඔවුන් ෆෝටෝන ලෙස හැඳින්වේ ලෙස. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. ප්ලාන්ක් නියතය හඳුන්වා දෙන ලදී - සඳහා h නියෝජනය ප්රමාණවත් නොවීමද මෙහිදී සාධකයක්, හා ඒ සඳහා 6.63 × 10 ^-34 J · ගේ සමාන විය. v – частота света. v - - ආලෝකය සංඛ්යාත සෑම ෆෝටෝනයක් බලශක්ති ගණනය කිරීම සඳහා, තවත් එක් අගය අවශ්ය විය. ප්ලාන්ක් නියතය සංඛ්යාත ගුණ වන අතර මෙහි ප්රතිඵලයක් ලෙස තනි වූ ෆෝටෝන බලශක්ති ලබා ගත්තේ ය. ජර්මන් ජාතික විද්යාඥයා එච් හර්ට්ස් විසින් මීට පෙර තිබී සම්බ වූ අතර, ව්ද්යුත් ආචරනය ලෙස එය නම් කරන සරල සූත්රය, ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් ගුණ, දී නිවැරදිව හා නිවැරදිව ලබා සිට.

ව්ද්යුත් ආචරනය සොයා

අපි පවසා ඇති පරිදි, විද්යාඥ Genrih Gerts පෙර ආලෝකය nezamechaemye වන ක්වොන්ටම් ගුණ කෙරෙහි ද අවධානය යොමු කළ පළමු විය. ව්ද්යුත් ආචරනය විද්යාඥයෙකු සින්ක් තහඩු සහ electrometer ක පොල්ලක් ආලෝකමත් එක් විට 1887 දී සොයා ගන්නා ලදී. තහඩුව ධන ආරෝපණයක් එන කොහෙද නඩුවේ, electrometer රෝහලෙන් පිටව නැත. ඍන ලෙස ආරෝපනය විමෝචනය කරනු ලබන්නේ නම්, උපාංගය තහඩු පාරජම්බුල කිරණ වැටුන ගමන්ම, ඉටු කිරීමට ආරම්භ වේ. ඉලෙක්ට්රෝන - මෙම අත්-අත්දැකීම් එය තහඩු ආලෝකයට නිරාවරණය වන බව ඔප්පු කරන ලදී තුළ පසු සුදුසු නමක් ලැබී ඇති සෘණ විදුලි ගාස්තු, පතුරවන්න පුලුවන්.

ප්රායෝගික අත්දැකීම් Stoletova

ඉලෙක්ට්රෝන ප්රායෝගික පරීක්ෂණ රුසියානු පර්යේෂක ඇලෙක්සැන්ඩර් Stoletov සිදු කරන ලදී. ඔහුගේ පර්යේෂණ සඳහා ඔහු රික්තයක් වීදුරු බල්බ හා ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙකක් පාවිච්චි කළා. එක් ඉලෙක්ට්රෝඩයක් විදුලි සම්ප්රේෂණ සඳහා භාවිතා වන අතර, දෙවන ආලෝකමත් කරන ලදී, එය බැටරි ඍණාත්මක ධ්රැවය වෙත ගෙන එන ලදී. මෙම මෙහෙයුම්, වර්තමාන ශක්තිය වැඩි කිරීමට ආරම්භ, නමුත් අතර පසුව එය ආලෝකය විකිරණ නියත සහ සෘජුව සමානුපාතික බවට පත් විය. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, එය ඉලෙක්ට්රෝන චාලක ශක්තිය මෙන්ම වෝල්ටීයතා ප්රමාද ආලෝකය බලය මත පදනම් නොවී, සොයා ගෙන ඇත. නමුත් ආලෝකයේ සංඛ්යාතය වැඩි මේ අගය වර්ධනය හේතු වේ.

ආලෝකය නව ක්වොන්ටම් ගුණ: ව්ද්යුත් ආචරනය සහ එහි නීති

හර්ට්ස් න්යාය සංවර්ධනය තුළ හා Stoletov ගැනුන්ගේ ලෙස කරන මූලික නීති තුනක්, ඉවත් කර ඇත පුහුණු, මෙම ෆෝටෝන ක්රියාත්මක වේ:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. 1. ශරීරයේ මතුපිට මත වැටෙන බව විදුලිබල ආලෝකය සන්තෘප්තිය වත්මන් ශක්තිය කෙලින්ම අනුලෝමව සමානුපාතික වේ.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. විදුලි ආලෝකය මීතේන්වල ඇති චාලක ශක්තිය බලපාන නීතියක් නොවේ, නමුත් ආලෝකයේ සංඛ්යාතය නවතම රේඛීය වර්ධනය හේතුව වේ.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. කාරුණික නැහැ, "ප්රකාශ ව්ද්යුත් ආචරනය රතු අද්දර." ඒ අතරට, සංඛ්යාත දී ඇති ද්රව්ය සඳහා වන අවම සංඛ්යාත දර්ශකයක් ආලෝකය කට වඩා අඩු නම්, ව්ද්යුත් ආචරනය නිරීක්ෂණය කර ඇති බවට ය. ය

දෙකක් න්යායන් ගැටීමෙන් අපහසුතා

සූත්රය මැක්ස් ප්ලාන්ක් ව්යුත්පන්න පසු, විද්යා උභතෝකෝටික මුහුණ දුන්නා. ටිකක් පසුව විවෘත වූ අතර මීට පෙර ව්යුත්පන්න තරංග, ආලෝකය හා ක්වොන්ටම් ගුණ, විද්යාව, භෞතික විද්යාව පිළිබඳ පොදුවේ පිළිගත් නීති රාමුව තුල පවත්නා නොහැකි විය. විද්යුත් චුම්භක, පැරණි න්යාය අනුව, සියලු ආලෝකය දිනට යෙදෙන, ශරීරයේ ඉලෙක්ට්රෝන එකම සංඛ්යාතයකින් බල දෝලනයක් පැමිණ යුතුය. මෙය ඉතා අපහසු බව අනන්ත චාලක ශක්තිය ජනනය වනු ඇත. එපමනක් නොව, විවේක අවශ්ය ප්රමාණය සමුච්චය සඳහා ව්ද්යුත් ආචරනය, ප්රායෝගිකව, නැති අංශු මාත්රයක හෝ ප්රමාද වන අතර, ඉලෙක්ට්රෝන ශක්ති, විනාඩි ගනන් කිරීමට හැකි විය අවශ්ය වන්නේ පවතිනු ඇත. තවදුරටත් අවුල් සහගත photoelectrons බලශක්ති ආලෝකය බලය මත රඳා පවතී නැත යන කාරනය සිට ද විය. එපමනක් නොව, ව්ද්යුත් ආචරනය රතු අද්දර නැත, ආලෝකය හා ඉලෙක්ට්රෝන චාලක ශක්තිය සංඛ්යාත සමානුපාතික ගණනය නැත විවෘත කර තිබේ. පැරණි න්යාය පැහැදිලිව භෞතික සංසිද්ධීන්ගේ ඇසට පෙනෙන පැහැදිලි නොහැකි, සහ නව තවමත් සම්පූර්ණයෙන්ම වැඩ කළා නැත.

හේතුවාදය ඇල්බර්ටා Eynshteyna

පමණක් 1905 දී, මහා භෞතික විද්යාඥයකු වන ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් ඒ මොකක්ද, ප්රායෝගිකව පෙන්නුම් හා න්යාය වර නගනු - ආලෝකය සැබෑ ස්වභාවය. සහ ක්වොන්ටම් තරංග ගුණ, ෆෝටෝන ආවේණික සමාන කොටස්වලින් ප්රතිවිරුද්ධ එකිනෙකා කල්පිත දෙකක් මගින් විවෘත කරන්න. ඡායාරූපයේ discreteness පමණක් මූලධර්මය තොර සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා, අවකාශය තුළ ෆෝටෝන පිළිබඳ නිශ්චිත ස්ථානය සමුදායයි. සෑම ෆෝටෝනයක් - අවශෝෂණය හෝ සමස්තයක් ලෙස විමෝචනය කළ හැකි බව අංශු. ඉලෙක්ට්රෝන වූ ෆෝටෝන ආමුඛ "හීන" අංශු මගින් අවශෝෂණය බලශක්ති වටිනාකම මත එහි භාර වැඩි කරයි. තවද, එහි මතුපිට ඇති පභාකැෙතෝඩයක් ඉලෙක්ට්රෝන චලනය තුළ, ප්රතිදාන චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වන ශක්ති "ද්විත්ව මාත්රාවක්", පවත්වා ගෙන යන අතර. මෙම සරල ආකාරයෙන්, සහ ප්රකාශ ව්ද්යුත් ආචරනය කිසිදු ප්රමාද ප්රතිචාරය කරන සිදු කරනු ලබයි. ඉලෙක්ට්රෝනය අවසානය වන විට ඊටත් වඩා ශක්ති විකිරණය, ශරීරයේ මතුපිට යෙදෙන, ක්වොන්ටම් ම නිෂ්පාදනය කරයි. පිළිවෙළින් වඩා බලවත් කිරණ, සහ ආලෝකය තරංග වර්ධනය ඉහළ පහළ - ඉදිරිපත් ෆෝටෝන සංඛ්යාව වැඩි වේ.

ව්ද්යුත් ආචරනය මූලධර්මය මත පදනම් වන සරලතම උපාංග,

විසිවන සියවසේ මුල දී ජර්මානු විද්යාඥයන් විසින් කරන ලද සොයා ගැනීම් පසු, අයදුම්පත් විවිධ උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ආලෝකය ක්වොන්ටම් ගුණ සිදු වෙනවා. කාගේ මෙහෙයුම ව්ද්යුත් ආචරනය යනු නව නිපැයුම්,, සූර්ය කෝෂ කැඳවා, කරන සරලතම නියෝජිත - වැකුම්. එහි අවාසි අතර දුර්වල වත්මන් සන්නායකතාව, එය ප්රධා පරිපථ වලදී භාවිතා කළ නොහැක ඇයි වන දිගු තරංග විකිරණ, අඩු සංවේදීතාව ලෙස ද හැඳින්විය හැක. වැකුම් උපකරණය පුළුල් ලෙස සන්ධායිත භාවිතා වේ, ඔවුන් දීප්තිය සහ සැහැල්ලු ගුණාත්මක ශක්තිය මැනීමට. ඔහු ද fototelefonah හා දෘශ්ය ධාවනය තුළ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.

සන්නයනය කාර්යයන් සමග ප්රකාශ වෝල්ටීය කෝෂ

එය ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් ගුණ මත පදනම් වන උපකරණ, පිළිබඳ ඉතා වෙනස් ආකාරයේ විය. ඔවුන්ගේ අරමුණ - ගුවන් ඝනත්වය වෙනස් කිරීමට. මෙම සංසිද්ධිය ඇතැම් විට අභ්යන්තර ව්ද්යුත් ආචරනය ලෙස වන අතර, එය ක්රියාත්මක photoconductors පදනම වේ. මෙම අර්ධ සන්නායක අපගේ එදිනෙදා ජීවිතය තුළ ඉතා වැදගත් භූමිකාවක් ඉටු කර ඇත. පළමු වතාවට ඔවුන් එහි රෙට්රො මෝටර් රථ භාවිතා කිරීමට ආරම්භ විය. එවිට ඔවුන් ඉලෙක්ට්රොනික හා බැටරි මෙහෙයුම ලබා දෙයි. විසිවන සියවසේ මැද සංස්කරණයකින් ගොඩනැගීම සඳහා සූර්ය කෝෂ අයදුම් කිරීමට ආරම්භ විය. මේ වන තෙක්, අභ්යන්තර ව්ද්යුත් ආචරනය නිසා උමං මඟ, අතේ ගෙන යා හැකි ගණක සහ සූර්ය කෝෂ තුළ කැරකෙන දොරටු ක්රියාත්මක වේ.

photochemical ප්රතික්රියා

ආලෝකය, විසිවන සියවසේ දී විද්යාව පමණක් අර්ධ වශයෙන් ලබා ගත හැකි වූ ස්වභාවය, ඇත්තෙන්ම, එය රසායනික හා ජීව විද්යාත්මක ක්රියාවලි බලපායි. ගලා බලපෑම යටතේ ක්වොන්ටම් අණුක විඝටනය ක්රියාවලිය ආරම්භ කිරීම හා පරමාණු සමග ඒකාබද්ධ. විද්යාව, මෙම photochemistry ලෙස හඳුන්වන අතර, එහි ප්රකාශනයන් එක් ස්වභාවය ප්රභාසංශ්ලේෂණය වේ. එය ශාක කොළ බවට පත් සේවක් extracellular අවකාශය, සෛල මගින් නිෂ්පාදනය යම් ද්රව්ය වායු විමෝචන ආලෝකය තරංග ලෙස සකස් කිරීමට නියමිතය.

ආලෝකය හා මානව දර්ශනය ක්වොන්ටම් ගුණ බලපායි. දෘෂ්ටි විතානයේ මත ලබා ගැනීම, ෆෝටෝන ප්රෝටීන් අණු වියෝජනය වේ ක්රියාවලිය මූලික හේතුව. මෙම තොරතුරු මොළයේ ඇති නියුරෝන මගින් ප්රවාහනය, සහ ප්රතිකාර පසු, අප සියලු දෙනා ආලෝකය දකින්න පුළුවන්. ආටිලරි ප්රෝටීන අණුවක් ප්රතිස්ථාපනය සහ දැක්ම නව කොන්දේසි අනුගත වේ.

ප්රතිඵල

අපි ආලෝකය ක්වොන්ටම් ගුණ ව්ද්යුත් ආචරනය නමින් සංසිද්ධිය පෙන්වා ඇත ප්රධාන වශයෙන් වන, මේ ලිපිය තුල සොයා. සෑම ෆෝටෝනයක් එහි ගාස්තුව සහ ස්කන්ධය සහ ඉලෙක්ට්රෝනයක මුහුණ ඒ තුළට වැටෙන විට. ක්වොන්ටම් හා ඉලෙක්ට්රෝන බවට පත්වී ඇත, සහ ඔවුන්ගේ ඒකාබද්ධ ශක්තිය දැඩි කතා කරන, ව්ද්යුත් ආචරනය ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා අවශ්ය, චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. මේ අනුව ඉදිරිපත් රැල්ල දෝලනයක් නමුත් යම් පියවරක් ගැනීමට, ෆෝටෝන ශක්තිය වර්ධනය විය හැක.

අද ප්රකාශ ව්ද්යුත් ආචරනය උපකරණ බොහෝ වර්ග අත්යවශ්ය අංගයකි. එහි පදනම ගොඩනැගීම අභ්යවකාශ යානා හා චන්ද්රිකාවල, සූර්ය කෝෂ වර්ධනය සහායක බලශක්ති ප්රභවයක් ලෙස භාවිතා වේ. මීට අමතරව, ආලෝකය තරංග පෘථිවියේ රසායනික හා ජීව විද්යාත්මක ක්රියාවලිය මත විශාල බලපෑමක් ඇත. ශාක කොළ සාමාන්ය හිරු එළිය, වියදම්, ඒවා පෘථිවි වායුගෝලය නිල් පූර්ණ පලත් සිත්තම්, සහ එය ලෙස අපි ලෝකය බලන්න.