Nurning kimyoviy ta'siri qanday?

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Bugun biz sizga yorug'likning kimyoviy ta'siri nima ekanligini, bu hodisa hozir qanday qo'llanilishi va uning kashfiyot tarixi qanday ekanligini aytib beramiz.

Nur va zulmat

Barcha adabiyotlar (Injildan tortib zamonaviy badiiy adabiyotgacha) bu ikki qarama-qarshilikdan foydalanadi. Bundan tashqari, yorug'lik har doim yaxshi boshlanishni, zulmat esa yomon va yomonni anglatadi. Agar siz metafizikaga kirmasangiz va hodisaning mohiyatini tushunmasangiz, unda abadiy qarama-qarshilikning asosi zulmatdan qo'rqish, to'g'rirog'i, yorug'likning yo'qligidir.

Inson ko'zi va elektromagnit spektr

Inson ko'zi shunday yaratilganki, odamlar ma'lum bir to'lqin uzunligidagi elektromagnit tebranishlarni sezadilar. Eng uzun to'lqin uzunligi qizil nurga (l=380 nanometr), eng qisqasi - binafsha rangga (l=780 nanometr) tegishli. Elektromagnit tebranishlarning to'liq spektri ancha kengroq va uning ko'rinadigan qismi faqat kichik qismini egallaydi. Inson infraqizil tebranishlarni boshqa sezgi organi - teri bilan qabul qiladi. Spektrning bu qismini odamlar issiqlik deb bilishadi. Kimdir biroz ultrabinafsha nurni ko'ra oladi ("Ka-Pax sayyorasi" filmidagi bosh qahramonni o'ylab ko'ring).

Asosiy kanalInson uchun ma'lumot ko'zdir. Shuning uchun odamlar quyosh botgandan keyin ko'rinadigan yorug'lik yo'qolganda, atrofda nima sodir bo'layotganini baholash qobiliyatini yo'qotadilar. Qorong'i o'rmon boshqarib bo'lmaydigan, xavfli bo'lib qoladi. Xavf bor joyda esa noma’lum birov kelib “bochkani tishlab oladi” degan qo‘rquv ham bor. Qo'rqinchli va yovuz mavjudotlar zulmatda, mehribon va tushunadigan mavjudotlar esa yorug'likda yashaydi.

Elektromagnit to'lqinlar shkalasi. Birinchi qism: Kam energiya

Nurning kimyoviy ta'sirini ko'rib chiqayotganda, fizika odatda ko'rinadigan spektrni anglatadi.

Umuman yorugʻlik nima ekanligini tushunish uchun avvalo elektromagnit tebranishlarning barcha mumkin boʻlgan variantlari haqida gapirish kerak:

1. Radio toʻlqinlari. Ularning to'lqin uzunligi shunchalik uzunki, ular Yer atrofida aylana oladilar. Ular sayyoramizning ion qatlamidan aks etadi va odamlarga ma'lumot olib boradi. Ularning chastotasi 300 gigagerts yoki undan kamroq, to'lqin uzunligi esa 1 millimetr yoki undan ortiq (kelajakda - cheksizgacha).
2. Infraqizil nurlanish. Yuqorida aytganimizdek, odam infraqizil diapazonni issiqlik sifatida qabul qiladi. Spektrning bu qismining to'lqin uzunligi ko'rinadiganidan yuqori - 1 millimetrdan 780 nanometrgacha, chastotasi esa pastroq - 300 dan 429 teragertsgacha.
3. Koʻrinadigan spektr. Inson ko'zi idrok etadigan butun o'lchovning o'sha qismi. To‘lqin uzunligi 380 dan 780 nanometrgacha, chastotasi 429 dan 750 teragertsgacha.

Elektromagnit to'lqinlar shkalasi. Ikkinchi qism: Yuqori energiya

Quyida keltirilgan toʻlqinlar ikki xil maʼnoga ega: ular halokatlihayot uchun xavfli, lekin shu bilan birga, ularsiz biologik mavjudlik yuzaga kelmasdi.

1. UV nurlanishi. Ushbu fotonlarning energiyasi ko'rinadiganidan yuqori. Ular bizning markaziy yoritgichimiz Quyosh tomonidan ta'minlanadi. Va nurlanishning xarakteristikalari quyidagilardan iborat: to'lqin uzunligi 10 dan 380 nanometrgacha, chastotasi 310¹⁴ dan 310^{16 Gertsgacha.}
2. Rentgen nurlari. Suyaklari singan har bir kishi ular bilan tanish. Ammo bu to'lqinlar nafaqat tibbiyotda qo'llaniladi. Va ularning elektronlari yuqori tezlikda nurlanadi, bu kuchli maydonda yoki og'ir atomlarda sekinlashadi, bunda elektron ichki qobiqdan yirtilib ketgan. To‘lqin uzunligi 5 pikometrdan 10 nanometrgacha, chastota diapazoni 310¹⁶-610^{19 Gerts.}
3. Gamma nurlanishi. Ushbu to'lqinlarning energiyasi ko'pincha rentgen nurlari bilan mos keladi. Ularning spektri sezilarli darajada mos keladi, faqat kelib chiqish manbasi farq qiladi. Gamma nurlari faqat yadroviy radioaktiv jarayonlar natijasida hosil bo'ladi. Ammo, rentgen nurlaridan farqli o'laroq, g-nurlanish yuqori energiyaga ega.

Biz elektromagnit to'lqinlar shkalasining asosiy bo'limlarini keltirdik. Diapazonlarning har biri kichikroq bo'limlarga bo'lingan. Masalan, "qattiq rentgen nurlari" yoki "vakuumli ultrabinafsha" ko'pincha eshitilishi mumkin. Ammo bu bo'linishning o'zi shartli: birining chegarasi va boshqa spektrning boshlanishi qayerda ekanligini aniqlash ancha qiyin.

Nur va xotira

Yuqorida aytib o'tganimizdek, inson miyasi asosiy axborot oqimini ko'rish orqali oladi. Lekin qanday qilib muhim daqiqalarni saqlab qolasiz? Fotosurat ixtiro qilinishidan oldin (bu yorug'likning kimyoviy ta'sirini o'z ichiga oladito'g'ridan-to'g'ri jarayon), o'z taassurotlarini kundalikka yozish yoki portret yoki rasm chizish uchun rassomni chaqirish mumkin. Birinchi yo'l sub'ektivlikni buzadi, ikkinchisi - hamma ham bunga qodir emas.

Tasodifan har doimgidek adabiyot va rasmga muqobil topishga yordam berdi. Kumush nitratning (AgNO_{3) havoda qorayish qobiliyati uzoq vaqtdan beri ma'lum. Ushbu faktga asoslanib, fotosurat qurildi. Yorug'likning kimyoviy ta'siri shundaki, foton energiyasi toza kumushni uning tuzidan ajratishga yordam beradi. Reaktsiya mutlaqo jismoniy emas.}

1725 yilda nemis fizigi I. G. Shults tasodifan kumush eritilgan nitrat kislotani bo'r bilan aralashtirdi. Va keyin men tasodifan quyosh nuri aralashmani qorayishini payqadim.

Bir qancha ixtirolar kuzatildi. Suratlar mis, qog‘oz, shisha va nihoyat plastik plyonkaga bosilgan.

Lebedev tajribalari

Yuqorida biz tasvirlarni saqlashning amaliy ehtiyoji tajribalarga, keyinroq esa nazariy kashfiyotlarga olib kelganini aytdik. Ba'zan bu boshqa yo'l bilan sodir bo'ladi: allaqachon hisoblangan fakt tajriba orqali tasdiqlanishi kerak. Yorug'lik fotonlari nafaqat to'lqinlar, balki zarralar ham ekanligini olimlar uzoq vaqtdan beri taxmin qilishgan.

Lebedev burilish balanslariga asoslangan qurilma yaratdi. Plitalarga yorug'lik tushganda, o'q "0" holatidan chetga chiqdi. Shunday qilib, fotonlar impulsni sirtlarga o'tkazishi isbotlandi, ya'ni ular ularga bosim o'tkazadi. Yorug'likning kimyoviy ta'siri ham bunga juda bog'liq.

Eynshteyn allaqachon ko'rsatganidek, massa va energiya bir va bir xil. Binobarin, moddada "erigan" foton unga o'z mohiyatini beradi. Tana olingan energiyani turli yo'llar bilan, jumladan kimyoviy o'zgarishlar uchun ham ishlatishi mumkin.

Nobel mukofoti va elektronlar

Allaqachon tilga olingan olim Albert Eynshteyn oʻzining maxsus nisbiylik nazariyasi, E=mc2 formulasi va relativistik effektlarni isbotlashi bilan mashhur. Ammo u ilm-fanning bosh mukofotini bu uchun emas, balki yana bir juda qiziqarli kashfiyot uchun oldi. Eynshteyn bir qator eksperimentlarda yorug'lik nuri yoritilgan jism yuzasidan elektronni "chiqarib olishi" mumkinligini isbotladi. Bu hodisa tashqi fotoelektr effekti deb ataladi. Biroz vaqt o'tgach, xuddi shu Eynshteyn ichki fotoelektrik effekt mavjudligini aniqladi: yorug'lik ta'sirida elektron tanani tark etmasdan, balki qayta taqsimlanganda, u o'tkazuvchanlik zonasiga o'tadi. Yoritilgan modda esa o'tkazuvchanlik xususiyatini o'zgartiradi!

Ushbu hodisa qoʻllaniladigan sohalar juda koʻp: katod lampalaridan tortib yarimoʻtkazgich tarmogʻidagi “inklyuzivlik”gacha. Bizning hayotimiz zamonaviy ko'rinishda fotoelektrik effektdan foydalanmasdan imkonsiz bo'lar edi. Yorug'likning kimyoviy ta'siri faqat materiyadagi foton energiyasini turli shakllarga aylantirish mumkinligini tasdiqlaydi.

Ozon teshiklari va oq dog'lar

Bir oz yuqoriroq, biz kimyoviy reaktsiyalar elektromagnit nurlanish ta'sirida sodir bo'lganda, optik diapazon nazarda tutilganligini aytdik. Biz hozir bermoqchi bo'lgan misol bundan biroz oshib ketadi.

Yaqinda butun dunyo olimlari Antarktida ustida signal berishdiozon teshigi osilib turibdi, u doimo kengayib bormoqda va bu, albatta, Yer uchun yomon tugaydi. Ammo keyin hamma narsa unchalik qo'rqinchli emasligi ma'lum bo'ldi. Birinchidan, oltinchi qit'ada ozon qatlami boshqa joylarga qaraganda yupqaroq. Ikkinchidan, bu nuqta o'lchamidagi tebranishlar inson faoliyatiga bog'liq emas, ular quyosh nuri intensivligi bilan belgilanadi.

Ammo ozon qayerdan keladi? Va bu faqat engil-kimyoviy reaktsiya. Quyosh chiqaradigan ultrabinafsha nurlar atmosferaning yuqori qismida kislorod bilan uchrashadi. U erda juda ko'p ultrabinafsha, ozgina kislorod mavjud va u kam uchraydi. Yuqorida faqat ochiq joy va vakuum. Va ultrabinafsha nurlanish energiyasi barqaror O₂ molekulalarini ikkita atom kislorodiga ajratishga qodir. Keyin keyingi UV kvanti O_{3 ulanishini yaratishga hissa qo'shadi. Bu ozon.}

Ozon gazi barcha tirik mavjudotlar uchun halokatli. Bu odamlar tomonidan ishlatiladigan bakteriyalar va viruslarni o'ldirishda juda samarali. Atmosferada oz miqdorda gaz konsentratsiyasi zararli emas, lekin toza ozon bilan nafas olish taqiqlanadi.

Va bu gaz ultrabinafsha kvantlarni juda samarali yutadi. Shuning uchun ozon qatlami juda muhim: u sayyora yuzasi aholisini barcha biologik organizmlarni sterilizatsiya qiladigan yoki o'ldiradigan ortiqcha nurlanishdan himoya qiladi. Umid qilamizki, endi yorug'likning kimyoviy ta'siri qanday ekanligi aniq bo'ldi.