A fizikában a fényjelenségek optikaiak, mivel ebbe az alfejezetbe tartoznak. Ennek a jelenségnek a hatásai nem korlátozódnak az emberek körüli tárgyak láthatóvá tételére. Ezenkívül a napelemes világítás hőenergiát továbbít a térben, aminek következtében a testek felmelegednek. Ennek alapján bizonyos hipotéziseket állítottak fel a jelenség természetére vonatkozóan.
Az energiaátvitelt a közegben terjedő testek és hullámok végzik, így a sugárzás részecskékből, úgynevezett testecskékből áll. Így Newton elnevezte őket, utána új kutatók jelentek meg, akik továbbfejlesztették ezt a rendszert, Huygens, Foucault stb. A fény elektromágneses elméletét valamivel később Maxwell terjesztette elő.
A fényelmélet eredete és fejlődése
A legelső hipotézisnek köszönhetően Newton egy korpuszkuláris rendszert alkotott, amely egyértelműen megmagyaráztaaz optikai jelenségek lényege. Ebben az elméletben szerkezeti komponensként különféle színsugárzásokat írtak le. Az interferenciát és a diffrakciót Huygens holland tudós magyarázta a 16. században. Ez a kutató előterjesztette és leírta a fény hullámokon alapuló elméletét. Az összes megalkotott rendszer azonban nem volt indokolt, mivel nem magyarázták meg az optikai jelenségek lényegét és alapjait. Hosszas keresgélés eredményeként megválaszolatlanok maradtak a fénykibocsátás igazságának és hitelességének, valamint lényegének és alapjának kérdései.
Néhány évszázaddal később számos kutató Foucault, Fresnel vezetésével más hipotéziseket kezdett felállítani, amelyeknek köszönhetően kiderült a hullámok elméleti előnye a testtestekkel szemben. Ennek az elméletnek azonban voltak hiányosságai és hiányosságai is. Valójában ez a megalkotott leírás valamilyen anyag jelenlétére ut alt, amely az űrben van, mivel a Nap és a Föld távol vannak egymástól. Ha a fény szabadon esik és áthalad ezeken a tárgyakon, akkor keresztirányú mechanizmusok vannak bennük.
Az elmélet további formálása és fejlesztése
E teljes hipotézis alapján felmerültek az előfeltételek egy új elmélet megalkotásához a testeket és molekulákat kitöltő világéterről. És figyelembe véve ennek az anyagnak a jellemzőit, szilárdnak kell lennie, ennek eredményeként a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy rugalmas tulajdonságokkal rendelkezik. Valójában az éternek befolyásolnia kellene a földgömböt az űrben, de ez nem történik meg. Így ez az anyag semmiképpen nem indokolt, csakhogy fénysugárzás áramlik át rajta, és aztkeménysége van. Ilyen ellentmondások alapján ez a hipotézis megkérdőjeleződött, értelmetlen és további kutatás.
Maxwell művei
A fény hullámtulajdonságai és a fény elektromágneses elmélete akkor vált eggyé, amikor Maxwell elkezdte kutatásait. A vizsgálat során kiderült, hogy ezeknek a mennyiségeknek a terjedési sebessége egybeesik, ha vákuumban vannak. Az empirikus alátámasztások eredményeként Maxwell a fény valódi természetére vonatkozó hipotézist állított fel és igazolt, amelyet évek és más gyakorlatok és tapasztalatok sikeresen megerősítettek. Így a múlt században megalkották a fény elektromágneses elméletét, amelyet ma is használnak. Később klasszikusnak fogják ismerni.
A fény hullámtulajdonságai: a fény elektromágneses elmélete
Az új hipotézis alapján levezettük a λ=c/ν képletet, amely azt jelzi, hogy a gyakoriság a gyakoriság kiszámításakor megtalálható. A fénykibocsátás elektromágneses hullám, de csak akkor, ha az ember számára érzékelhető. Ezenkívül ilyennek is nevezhetők, és 4 1014 és 7,5 1014 Hz közötti ingadozásokkal kezelik őket. Ebben a tartományban az oszcillációs frekvencia változhat és a sugárzás színe eltérő, és minden szegmensnek vagy intervallumnak lesz egy jellemző és megfelelő színe. Ennek eredményeként a megadott érték frekvenciája a vákuum hullámhossza.
A számítás azt mutatja, hogy a fénykibocsátás 400 nm és 700 nm között lehet (ibolya éspiros színek). Az átmenetnél a színárnyalat és a frekvencia megmarad, és függ a hullámhossztól, amely a terjedési sebességtől függően változik, és vákuumra van megadva. Maxwell elektromágneses fényelmélete tudományos alapokon nyugszik, ahol a sugárzás nyomást gyakorol a test alkotóelemeire és közvetlenül rá. Igaz, ezt a koncepciót később Lebegyev tesztelte és empirikusan bebizonyította.
A fény elektromágneses és kvantumelmélete
A fénytestek emissziója és eloszlása a rezgési frekvenciákban nincs összhangban a hullámhipotézisből levezetett törvényekkel. Ez az állítás e mechanizmusok összetételének elemzéséből származik. Planck német fizikus megpróbált magyarázatot találni erre az eredményre. Később arra a következtetésre jutott, hogy a sugárzás bizonyos részek - kvantum - formájában történik, majd ezt a tömeget fotonoknak nevezték.
Ennek eredményeként az optikai jelenségek elemzése arra a következtetésre jutott, hogy a fénykibocsátást és a fényelnyelést a tömegkompozícióval magyarázták. Míg a közegben terjedőket a hullámelmélet magyarázta. Így e mechanizmusok teljes körű feltárásához és leírásához új koncepcióra van szükség. Sőt, az új rendszernek meg kellett volna magyaráznia és egyesítenie kellett volna a fény különféle tulajdonságait, azaz a korpuszkulárist és a hullámot.
A kvantumelmélet fejlesztése
Ennek eredményeként Bohr, Einstein, Planck munkái képezték az alapját ennek a továbbfejlesztett szerkezetnek, amelyet kvantumnak neveztek. A mai napig ez a rendszer leírja és magyarázzanemcsak a fény klasszikus elektromágneses elmélete, hanem a fizikai tudás más ágai is. Lényegében az új koncepció számos testben és térben előforduló tulajdonság és jelenség alapját képezte, és ezen kívül rengeteg helyzetet jósolt meg és magyarázott meg.
Lényegében a fény elektromágneses elméletét röviden különböző dominánsokon alapuló jelenségként írják le. Például az optika korpuszkuláris és hullámváltozói kapcsolatban állnak egymással, és a Planck-képlet fejezi ki: ε=ℎν, vannak kvantumenergia, elektromágneses sugárzás rezgések és ezek frekvenciája, állandó együttható, amely egyetlen jelenségnél sem változik. Az új elmélet szerint egy bizonyos változó mechanizmusú optikai rendszer erősségű fotonokból áll. Így a tétel így hangzik: a kvantumenergia egyenesen arányos az elektromágneses sugárzással és annak frekvencia-ingadozásaival.
Planck és írásai
A c=νλ axióma, a Planck-képlet eredményeként ε=hc / λ keletkezik, így megállapítható, hogy a fenti jelenség a vákuumban optikai hatású hullámhossz ellentéte. Zárt térben végzett kísérletek azt mutatták, hogy amíg egy foton létezik, addig egy bizonyos sebességgel mozog, és nem lesz képes lassítani a tempóját. Azonban az útközben találkozott anyagok részecskéi felszívják, ennek eredményeként csere történik, és eltűnik. A protonokkal és neutronokkal ellentétben nincs nyugalmi tömege.
Az elektromágneses hullámok és a fényelméletek még mindig nem magyarázzák meg az egymásnak ellentmondó jelenségeket,Például az egyik rendszerben kifejezett tulajdonságok lesznek, a másikban pedig korpuszkulárisak, de mindazonáltal mindegyiket egyesíti a sugárzás. A kvantum fogalma alapján a létező tulajdonságok az optikai szerkezet természetében és az általános anyagban is jelen vannak. Vagyis a részecskék hullámtulajdonságokkal rendelkeznek, és ezek viszont korpuszkulárisak.
Fényforrások
A fény elektromágneses elméletének alapjai az axiómán alapulnak, amely szerint a molekulák, a testek atomjai látható sugárzást hoznak létre, amit egy optikai jelenség forrásának neveznek. Rengeteg tárgy van, amely ezt a mechanizmust állítja elő: lámpa, gyufa, csövek stb. Ezen túlmenően minden ilyen dolog egyenértékű csoportokra osztható, amelyeket a sugárzást megvalósító részecskék melegítésének módja határozza meg.
Strukturált lámpák
A ragyogás eredeti eredete az atomok és molekulák gerjesztésének köszönhető, a részecskék kaotikus mozgása miatt a testben. Ez azért történik, mert a hőmérséklet elég magas. A kisugárzott energia megnövekszik annak köszönhetően, hogy belső erejük növekszik és felmelegszik. Az ilyen objektumok a fényforrások első csoportjába tartoznak.
Az atomok és molekulák izzadása az anyagok repülő részecskéi alapján jön létre, és ez nem egy minimális akkumuláció, hanem egy egész folyam. A hőmérséklet itt nem játszik különösebb szerepet. Ezt a fényt lumineszcenciának nevezik. Vagyis mindig annak köszönhető, hogy a szervezet elnyeli az elektromágneses sugárzás által okozott külső energiát, vegyi anyagotreakció, protonok, neutronok stb.
És a forrásokat lumineszcensnek hívják. Ennek a rendszernek az elektromágneses fényelméletének definíciója a következő: ha egy test energiaelnyelése után tapasztalattal mérhető idő telik el, majd nem a hőmérsékleti mutatók hatására sugárzást bocsát ki, ezért a fentiek közé tartozik. csoport.
A lumineszcencia részletes elemzése
Az ilyen jellemzők azonban nem írják le teljesen ezt a csoportot, mivel több faja is van. Valójában az energia elnyelése után a testek izzók maradnak, majd sugárzást bocsátanak ki. A gerjesztési idő általában változó és sok paramétertől függ, gyakran nem haladja meg a több órát. Így a fűtési mód többféle lehet.
Egy ritkított gáz sugárzást kezd kibocsátani, miután egyenáram áthaladt rajta. Ezt a folyamatot elektrolumineszcenciának nevezik. Félvezetőkben és LED-ekben figyelhető meg. Ez úgy történik, hogy az áram áthaladása elektronok és lyukak rekombinációját adja, ennek a mechanizmusnak köszönhetően optikai jelenség lép fel. Vagyis az energia elektromosból fénnyé alakul, a fordított belső fotoelektromos hatás. A szilíciumot infravörös sugárzónak tekintik, míg a gallium-foszfidot és a szilícium-karbidot megvalósítják a látható jelenséget.
A fotolumineszcencia esszenciája
A test elnyeli a fényt, a szilárd anyagok és a folyadékok pedig hosszú hullámhosszakat bocsátanak ki, amelyek minden tekintetben eltérnek az eredetitőlfotonok. Az izzításhoz ultraibolya izzást használnak. Ezt a gerjesztési módszert fotolumineszcenciának nevezik. A spektrum látható részén fordul elő. A sugárzás átalakul, ezt a tényt Stokes angol tudós bizonyította be a 18. században, és ma már axiomatikus szabály.
A fény kvantum- és elektromágneses elmélete a következőképpen írja le a Stokes fogalmát: egy molekula elnyeli a sugárzás egy részét, majd a hőátadás során átadja azt más részecskéknek, a maradék energia optikai jelenséget bocsát ki. A hν=hν0 – A képlettel kiderül, hogy a lumineszcencia emissziós frekvenciája alacsonyabb, mint az elnyelt frekvencia, ami hosszabb hullámhosszt eredményez.
Egy optikai jelenség terjedésének időkerete
A fény elektromágneses elmélete és a klasszikus fizika tétele azt jelzi, hogy a jelzett mennyiség sebessége nagy. Hiszen a Naptól a Földig terjedő távolságot néhány perc alatt teszi meg. Sok tudós megpróbálta elemezni az idő egyenes vonalát, és azt, hogy a fény hogyan halad egyik távolságból a másikba, de alapvetően kudarcot vallottak.
Valójában a fény elektromágneses elmélete a sebességen alapul, amely a fizika fő állandója, de nem megjósolható, de lehetséges. Képleteket készítettek, és a tesztelés után kiderült, hogy az elektromágneses hullámok terjedése és mozgása a környezettől függ. Ezenkívül ez a változó definiálva vanannak a térnek az abszolút törésmutatója, ahol a megadott érték található. A fénysugárzás bármilyen anyagba képes behatolni, ennek hatására csökken a mágneses permeabilitás, erre tekintettel az optika sebességét a dielektromos állandó határozza meg.
