Fizikada yorug'lik hodisalari optikdir, chunki ular ushbu kichik bo'limga tegishli. Ushbu hodisaning ta'siri odamlar atrofidagi narsalarni ko'rinadigan qilish bilan cheklanmaydi. Bundan tashqari, quyosh yoritgichi kosmosda issiqlik energiyasini uzatadi, buning natijasida jismlar qiziydi. Shunga asoslanib, ushbu hodisaning tabiati haqida ma'lum farazlar ilgari surildi.
Energiya uzatish muhitda tarqaladigan jismlar va to'lqinlar tomonidan amalga oshiriladi, shuning uchun nurlanish korpuskulalar deb ataladigan zarralardan iborat. Shuning uchun Nyuton ularni shunday deb atadi, undan keyin bu tizimni takomillashtirgan yangi tadqiqotchilar Gyuygens, Fuko va boshqalar paydo bo'ldi. Yorug'likning elektromagnit nazariyasi biroz keyinroq Maksvell tomonidan ilgari surilgan.
Yorug'lik nazariyasining kelib chiqishi va rivojlanishi
Birinchi gipoteza tufayli Nyuton korpuskulyar tizimni shakllantirdi, u aniq tushuntirilgan.optik hodisalarning mohiyati. Turli xil rangli nurlanishlar ushbu nazariyaga kiritilgan strukturaviy komponentlar sifatida tasvirlangan. Interferensiya va difraksiyani 16-asrda golland olimi Gyuygens tushuntirgan. Bu tadqiqotchi to'lqinlarga asoslangan yorug'lik nazariyasini ilgari surgan va tavsiflagan. Biroq, yaratilgan barcha tizimlar o'zini oqlamadi, chunki ular optik hodisalarning mohiyatini va asoslarini tushuntirib bermadi. Uzoq izlanishlar natijasida yorug'lik emissiyasining haqiqati va haqiqiyligi, shuningdek, ularning mohiyati va asoslari haqidagi savollar hal etilmagan.
Bir necha asr o'tgach, Fuko boshchiligidagi bir qancha tadqiqotchilar Fresnel boshqa farazlarni ilgari sura boshladilar, buning natijasida to'lqinlarning korpuskulalar ustidan nazariy ustunligi aniqlandi. Biroq, bu nazariyaning kamchiliklari va kamchiliklari ham bor edi. Aslida, bu yaratilgan tavsif Quyosh va Yer bir-biridan uzoq masofada joylashganligi sababli kosmosda mavjud bo'lgan ba'zi moddalar mavjudligini ko'rsatdi. Agar yorug'lik erkin tushsa va bu ob'ektlardan o'tib ketsa, unda ularda ko'ndalang mexanizmlar mavjud.
Nazariyani yanada shakllantirish va takomillashtirish
Bu butun gipotezaga asoslanib, jismlar va molekulalarni to'ldiradigan dunyo efiri haqida yangi nazariyani yaratish uchun zarur shart-sharoitlar paydo bo'ldi. Va bu moddaning xususiyatlarini hisobga olgan holda, u qattiq bo'lishi kerak, natijada olimlar elastik xususiyatlarga ega degan xulosaga kelishdi. Aslida, efir kosmosdagi globusga ta'sir qilishi kerak, ammo bu sodir bo'lmaydi. Shunday qilib, bu modda hech qanday tarzda oqlanmaydi, faqat u orqali yorug'lik nurlanishi oqadi va uqattiqlikka ega. Bunday qarama-qarshiliklarga asoslanib, bu faraz shubha ostiga qo'yildi, ma'nosiz va keyingi tadqiqotlar.
Maksvell asarlari
Yorug'likning to'lqin xossalari va yorug'likning elektromagnit nazariyasi Maksvell o'z tadqiqotini boshlaganida bir bo'ldi, deyish mumkin. Tadqiqot jarayonida, agar ular vakuumda bo'lsa, bu miqdorlarning tarqalish tezligi mos kelishi aniqlandi. Empirik asoslash natijasida Maksvell yorug'likning asl tabiati haqidagi farazni ilgari surdi va isbotladi, bu faraz yillar va boshqa amaliyot va tajribalar bilan muvaffaqiyatli tasdiqlangan. Shunday qilib, o'tgan asrda yorug'likning elektromagnit nazariyasi yaratilgan bo'lib, u bugungi kunda ham qo'llaniladi. Keyinchalik u klassik deb tan olinadi.
Yorug'likning to'lqin xususiyatlari: yorug'likning elektromagnit nazariyasi
Yangi gipoteza asosida l=c/n formulasi olingan boʻlib, bu uzunlikni chastotani hisoblashda topish mumkinligini koʻrsatadi. Yorug'lik emissiyasi elektromagnit to'lqinlardir, lekin ular faqat odamlar tomonidan sezilsa. Bundan tashqari, ularni shunday deb atash mumkin va 4 1014 dan 7,5 1014 Hz gacha bo'lgan dalgalanmalar bilan muomala qilinadi. Ushbu diapazonda tebranish chastotasi o'zgarishi mumkin va radiatsiya rangi har xil bo'ladi va har bir segment yoki oraliq uning uchun xarakterli va mos rangga ega bo'ladi. Natijada, belgilangan qiymatning chastotasi vakuumdagi to'lqin uzunligidir.
Hisoblash shuni ko'rsatadiki, yorug'lik emissiyasi 400 nm dan 700 nm gacha bo'lishi mumkin (binafsha vaqizil ranglar). O'tish paytida rang va chastota saqlanib qoladi va tarqalish tezligiga qarab o'zgarib turadigan va vakuum uchun belgilangan to'lqin uzunligiga bog'liq. Maksvellning yorug'likning elektromagnit nazariyasi ilmiy asosga asoslanadi, bu erda radiatsiya tananing tarkibiy qismlariga va bevosita unga bosim o'tkazadi. To'g'ri, bu tushuncha keyinchalik Lebedev tomonidan sinovdan o'tgan va empirik tarzda isbotlangan.
Yoruglikning elektromagnit va kvant nazariyasi
Yorug'lik jismlarining tebranish chastotalari bo'yicha tarqalishi va tarqalishi to'lqin gipotezasidan kelib chiqqan qonunlarga mos kelmaydi. Bunday bayonot ushbu mexanizmlarning tarkibini tahlil qilishdan kelib chiqadi. Nemis fizigi Plank bu natijani tushuntirishga harakat qildi. Keyinchalik u radiatsiya ma'lum qismlar - kvant shaklida sodir bo'ladi degan xulosaga keldi, keyin bu massa fotonlar deb ataldi.
Natijada optik hodisalarni tahlil qilish natijasida yorugʻlik emissiyasi va yutilishi massa tarkibi yordamida tushuntirilgan degan xulosaga keldi. Muhitda tarqaladiganlar esa to'lqin nazariyasi bilan izohlangan. Shunday qilib, ushbu mexanizmlarni to'liq o'rganish va tavsiflash uchun yangi kontseptsiya talab qilinadi. Bundan tashqari, yangi tizim yorug'likning turli xususiyatlarini, ya'ni korpuskulyar va to'lqinni tushuntirishi va birlashtirishi kerak edi.
Kvant nazariyasining rivojlanishi
Natijada Bor, Eynshteyn, Plank asarlari kvant deb atalgan ushbu takomillashtirilgan strukturaning asosi boʻldi. Bugungi kunga kelib, ushbu tizim tavsiflaydi va tushuntiradiyorug'likning klassik elektromagnit nazariyasi emas, balki fizik bilimlarning boshqa sohalari ham. Mohiyatan, yangi kontseptsiya jismlar va fazoda sodir bo'ladigan ko'plab xususiyat va hodisalarning asosini tashkil etdi va bundan tashqari, u juda ko'p sonli vaziyatlarni bashorat qildi va tushuntirdi.
Aslida yorug'likning elektromagnit nazariyasi turli dominantlarga asoslangan hodisa sifatida qisqacha tavsiflanadi. Masalan, optikaning korpuskulyar va to'lqin o'zgaruvchilari bog'lanishga ega bo'lib, Plank formulasi bilan ifodalanadi: e=ℎn, kvant energiyasi, elektromagnit nurlanish tebranishlari va ularning chastotasi, hech qanday hodisa uchun o'zgarmas doimiy koeffitsient mavjud. Yangi nazariyaga ko'ra, ma'lum o'zgaruvchan mexanizmlarga ega bo'lgan optik tizim kuchli fotonlardan iborat. Shunday qilib, teorema shunday eshitiladi: kvant energiyasi elektromagnit nurlanish va uning chastota o'zgarishiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Plank va uning yozuvlari
Axioma c=l, Plank formulasi natijasida e=hc / l hosil bo'ladi, shuning uchun yuqoridagi hodisa vakuumdagi optik ta'sir bilan to'lqin uzunligiga teskari degan xulosaga kelish mumkin. Yopiq fazoda o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, foton mavjud ekan, u ma'lum bir tezlikda harakat qiladi va tezligini pasaytira olmaydi. Biroq, u yo'lda uchrashadigan moddalarning zarralari tomonidan so'riladi, natijada almashinish sodir bo'ladi va u yo'qoladi. Proton va neytronlardan farqli o'laroq, u tinch massaga ega emas.
Elektromagnit to'lqinlar va yorug'lik nazariyalari hali ham qarama-qarshi hodisalarni tushuntirib bera olmaydi,masalan, bir tizimda aniq xususiyatlar, boshqasida esa korpuskulyar bo'ladi, lekin shunga qaramay, ularning barchasi nurlanish bilan birlashtirilgan. Kvant tushunchasiga asoslanib, mavjud xususiyatlar optik strukturaning tabiatida va umumiy materiyada mavjud. Ya'ni, zarralar to'lqin xossalariga ega va ular o'z navbatida korpuskulyardir.
Nur manbalari
Yorug'likning elektromagnit nazariyasining asoslari aksiomaga asoslanadi, unda: molekulalar, jismlarning atomlari ko'rinadigan nurlanish hosil qiladi, bu optik hodisaning manbai deb ataladi. Ushbu mexanizmni ishlab chiqaradigan juda ko'p sonli ob'ektlar mavjud: chiroq, gugurt, quvurlar va boshqalar. Bundan tashqari, har bir bunday narsalarni nurlanishni amalga oshiradigan zarrachalarni isitish usuli bilan belgilanadigan ekvivalent guruhlarga bo'lish mumkin.
Tuzilgan chiroqlar
Yorqinning asl kelib chiqishi tanadagi zarrachalarning xaotik harakati tufayli atomlar va molekulalarning qo'zg'alishi bilan bog'liq. Bu harorat etarlicha yuqori bo'lganligi sababli sodir bo'ladi. Nurlangan energiya ularning ichki quvvati ortib, qizib ketishi tufayli ortadi. Bunday ob'ektlar yorug'lik manbalarining birinchi guruhiga kiradi.
Atomlar va molekulalarning qizg'in nurlanishi moddalarning uchuvchi zarralari asosida paydo bo'ladi va bu minimal to'planish emas, balki butun oqimdir. Bu erda harorat alohida rol o'ynamaydi. Bu nurlanish luminesans deb ataladi. Ya'ni, bu har doim tananing elektromagnit nurlanish, kimyoviy ta'sirlardan kelib chiqqan tashqi energiyani o'zlashtirishi tufayli yuzaga keladi.reaksiya, protonlar, neytronlar va boshqalar.
Va manbalar lyuminestsent deb ataladi. Ushbu tizimning yorug'likning elektromagnit nazariyasining ta'rifi quyidagicha: agar tana energiyani yutgandan keyin biroz vaqt o'tib, tajriba bilan o'lchanadigan bo'lsa va u harorat ko'rsatkichlari tufayli emas, balki nurlanish hosil qilsa, demak, u yuqoridagilarga tegishli. guruh.
Luminesansning batafsil tahlili
Ammo bunday xususiyatlar bu guruhni toʻliq tavsiflab bera olmaydi, chunki uning bir nechta turlari mavjud. Aslida, energiyani o'zlashtirgandan so'ng, jismlar akkor bo'lib qoladi, keyin radiatsiya chiqaradi. Qo'zg'alish vaqti, qoida tariqasida, o'zgaradi va ko'plab parametrlarga bog'liq, ko'pincha bir necha soatdan oshmaydi. Shunday qilib, isitish usuli bir necha turdagi bo'lishi mumkin.
Rayifikatsiyalangan gaz toʻgʻridan-toʻgʻri tok oʻtgandan keyin nurlanishni boshlaydi. Bu jarayon elektroluminesans deb ataladi. Yarimo'tkazgichlarda va LEDlarda kuzatiladi. Bu shunday sodir bo'ladiki, oqimning o'tishi elektronlar va teshiklarning rekombinatsiyasini beradi, bu mexanizm tufayli optik hodisa paydo bo'ladi. Ya'ni energiya elektrdan yorug'likka, teskari ichki fotoelektrik effektga aylanadi. Kremniy infraqizil emitent hisoblanadi, galiy fosfidi va kremniy karbid esa ko'rinadigan hodisani amalga oshiradi.
Fotoluminesansning mohiyati
Tana yorug'likni yutadi, qattiq va suyuqliklar esa asl nusxadan har jihatdan farq qiladigan uzun to'lqin uzunliklarini chiqaradifotonlar. Akkor uchun ultrabinafsha nurlanish ishlatiladi. Ushbu qo'zg'alish usuli fotoluminesans deb ataladi. Bu spektrning ko'rinadigan qismida sodir bo'ladi. Radiatsiya o'zgaradi, bu haqiqatni 18-asrda ingliz olimi Stoks isbotlagan va hozir aksiomatik qoidaga aylangan.
Yorug’likning kvant va elektromagnit nazariyasi Stoks tushunchasini quyidagicha ta’riflaydi: molekula nurlanishning bir qismini o’ziga singdiradi, so’ngra issiqlik uzatish jarayonida uni boshqa zarrachalarga o’tkazadi, qolgan energiya optik hodisani chiqaradi. hn=hn0 – A formulasi bilan ma'lum bo'lishicha, lyuminesans emissiya chastotasi so'rilgan chastotadan pastroq bo'lib, to'lqin uzunligi uzunroq bo'ladi.
Optik hodisaning tarqalishi uchun vaqt doirasi
Yorug'likning elektromagnit nazariyasi va klassik fizikaning teoremasi ko'rsatilgan miqdorning tezligi katta ekanligini ko'rsatadi. Axir u Quyoshdan Yergacha bo'lgan masofani bir necha daqiqada bosib o'tadi. Ko'pgina olimlar vaqtning to'g'ri chizig'ini va yorug'lik bir masofadan ikkinchisiga qanday o'tishini tahlil qilishga urinib ko'rdilar, ammo ular asosan muvaffaqiyatsizlikka uchradi.
Aslida yorug'likning elektromagnit nazariyasi tezlikka asoslanadi, bu fizikaning asosiy doimiysi, lekin oldindan aytib bo'lmaydi, lekin mumkin. Formulalar yaratildi va sinovdan so'ng elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi va harakati atrof-muhitga bog'liq ekanligi ma'lum bo'ldi. Bundan tashqari, bu o'zgaruvchi aniqlanganbelgilangan qiymat joylashgan bo'shliqning mutlaq sinishi indeksi. Yorug'lik nurlanishi har qanday moddaga kirishga qodir, buning natijasida magnit o'tkazuvchanligi pasayadi, shuning uchun optikaning tezligi dielektrik o'tkazuvchanligi bilan belgilanadi.
