Quantum physics: ang quantum kabtangan sa kahayag

Nakahunahuna ka ba sukad mahitungod sa unsay naglangkob sa pagkatinuod daghan nga mga kahayag butang katingalahan? Kay sa panig-ingnan, sa pagkuha sa mga photoelectric nga epekto, kainit balod, photochemical proseso ug sa mga sama - sa tanan nga mga quantum kabtangan sa kahayag. Kon sila wala nadiskobrehan, ang mga siyentipiko buhat dili unta mibalhin gikan sa mga patay punto, sa pagkatinuod, ingon man sa siyensiya ug teknikal nga pag-uswag. Tun-i ang ilang mga seksyon sa quantum Optics, nga nalambigit gayod sa sa sama nga sanga sa pisika.

Quantum kabtangan sa kahayag: ang usa ka kahulugan

Hangtud bag-o lang, ang tin-aw ug komprehensibo nga hubad sa kahulogan sa niini nga optical nga panghitabo dili ihatag. malampuson nga sila gigamit sa siyensiya ug sa matag adlaw nga kinabuhi, sa niini nga basehan sa pagtukod dili lamang sa mga pormula apan sa tibook nga problema sa pisika. Paghimo sa usa ka katapusan nga determinasyon nga nakuha lamang gikan sa modernong mga siyentipiko nga nalangkob sa mga kalihokan sa iyang mga katigulangan. Busa, ang quantum tinabyog kabtangan sa kahayag ug - sa usa ka sangputanan sa mga bahin sa iyang emitters, diin atomo mga electron. Quantum (o photon) ang nag-umol tungod sa kamatuoran nga ang usa ka electron nagalihok sa ubos nga enerhiya nga lebel, sa ingon pagmugna sa electro-magnetic pulses.

Ang unang optical obserbasyon

XIX столетии. Ang pangagpas mahitungod sa atubangan sa mga quantum kabtangan sa kahayag mipakita diha sa mga XIX siglo. Nadiskobrehan sa mga siyentipiko ug makugihon panghitabo sama sa anggulo sa gigikanan, pagbabag ug polarization. Uban sa ilang tabang, ang electromagnetic tinabyog teoriya sa kahayag gikuha. Kini base sa pagpatulin sa mga kalihukan sa mga electron sa panahon sa oscillations sa lawas. Ingon sa usa ka resulta, heats, gisundan sa mga balod sa kahayag mitungha sa likod niya. pangagpas sa unang tagsulat niini nga hilisgutan nga nag-umol sa Ingles D. Rayleigh. Siya giisip nga usa ka sistema sa radiation nga sama ug permanente nga mga balud, ug sa usa ka nabilanggo luna. Sumala sa iyang konklusyon, uban sa usa ka pagkunhod sa ilang output wavelength kinahanglan sa pagdugang sa padayon, labut pa, gikinahanglan nga adunay ultraviolet ug x-ray. Sa praktis, ang tanan nga kini wala mapamatud-an na, ug kini gikuha sa laing theorist.

pormula ni Planck

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. Sa sinugdanan sa XX siglo Maks prisohan - sa usa ka German-natawo physicist - gibutang sa unahan ang usa ka makapaikag nga pangagpas. Sumala sa kaniya, sa emission ug pagsuyup sa kahayag dili mahitabo padayon, ingon sa kaniadto naghunahuna, ug mga bahin - quanta, o ingon nga sila gitawag photon. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. ni Planck kanunay gipaila - proportionality butang nga gihawasan sa sulat h, ug kini mao ang katumbas sa 6,63 × 10 ^-34 J · s. v – частота света. Aron sa pagkalkulo sa enerhiya sa matag photon, gikinahanglan usa pa bili - v - sa frequency sa kahayag. ni Planck kanunay gipadaghan sa frequency, ug ingon sa usa ka resulta nga nakuha sa enerhiya sa usa ka photon. Tungod kay ang German nga siyentista sa tukma ug husto og sa usa ka yano nga pormula, ang quantum kabtangan sa kahayag, nga kaniadto nakaplagan ni H. Hertz, ug gitudlo kini nga ingon sa photoelectric nga epekto.

Ang pagkadiskobre sa mga photoelectric nga epekto

Sama sa among giingon, ang siyentipiko nga Genrih Gerts mao ang unang nga nanag-ibut pagtagad ngadto sa quantum kabtangan sa kahayag nezamechaemye sa sayo pa. Ang photoelectric nga epekto nadiskobrehan sa 1887 sa diha nga ang usa ka siyentista miapil nalamdagan usa ka zinc plato ug usa ka sungkod sa electrometer. Sa kaso diin ang mga plato moabut ngadto sa usa ka positibo nga katungdanan, ang electrometer dili gihaw-as. Kon ang usa ka negatibo nga sugo ang mibuga, sa mga lalang magsugod sa pagtuman, sa diha nga ang plate mahulog ultraviolet ray. Atol niini nga mga kamot-sa kasinatian nga kini nagpamatuod nga ang mga plato nga abong sa kahayag modan-ag negatibo nga electric kaso, nga sa ulahi nakadawat sa mga angay nga ngalan - electron.

Praktikal nga kasinatian Stoletova

Praktikal nga eksperimento uban sa mga electron nga gipahigayon Russian nga tigdukiduki Alexander Stoletov. Kay ang iyang mga eksperimento iyang gigamit sa usa ka lunang, haw bildo bombilya ug duha ka electrodes. Usa ka electrode gigamit alang sa gahum transmission, ug ang ikaduha mao ang nalamdagan, ug kini gidala ngadto sa negatibo nga poste sa battery. Atol sa operasyon, ang mga kasamtangan nga nagsugod sa pagdugang sa kalig-on, apan human sa usa ka samtang kini nahimong usa ka kanunay nga ug direkta ang nagkaigo sa radiation sa kahayag. Ingon sa usa ka resulta, kini nakita nga ang kinetic kusog sa mga electron ingon man sa delaying sa boltahe wala magdepende sa sa gahum sa kahayag. Apan ang pagsaka sa frequency sa kahayag hinungdan sa pagtubo niini nga numero.

Bag-ong quantum kabtangan sa kahayag: ang photoelectric nga epekto ug sa mga balaod sa iyang mga

Atol sa kalamboan sa Hertz teorya ug praktis Stoletov na mipahawa sa tulo ka nag-unang mga balaod, nga, ingon nga kini nahimo, ang mga photon mga naglihok:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. 1. Gahum kahayag nga mahulog sa ibabaw sa nawong sa lawas mao ang direkta nga ang nagkaigo sa kalig-on sa saturation kasamtangan.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. Gahum sa kahayag wala makaapekto sa kinetic kusog sa sa photoelectron, apan sa frequency sa kahayag mao ang hinungdan sa mga pinaka-ulahing linear nga pagtubo.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. Adunay usa ka matang sa "pula nga ngilit sa photoelectric nga epekto." Ang punto mao nga kon ang frequency mao ang dili kaayo kay sa minimum frequency timailhan sa kahayag alang sa usa ka gihatag nga materyal, ang photoelectric nga epekto ang obserbahan.

duha ka mga teoriya pagbunggo kalisud

Human sa pormula nga nakuha Max Planck, Science nag-atubang sa usa ka problema. Kaniadto nakuha tinabyog, ug quantum kabtangan sa kahayag, nga bukas sa usa ka gamay nga sa ulahi, dili anaa sa gambalay sa gidawat sa kadaghanan sa mga balaod sa pisika. Subay sa electromagnetic, sa daan nga teoriya, ang tanan nga mga mga electron sa lawas, nga mahulog sa ibabaw sa kahayag moabut ngadto sa pinugos nga daku kini'g makaon sa samang frequency. Kini makamugna og usa ka walay katapusan nga kinetic enerhiya nga mao na imposible. Dugang pa, alang sa panagtigum, panagtingub sa sa gikinahanglan nga kantidad sa pahulay nga magpabilin sa electron enerhiya nga gikinahanglan sa makahimo sa napulo sa mga minutos, samtang ang photoelectric nga epekto, diha sa buhat, may dili mao ang gamay paglangan. Dugang pa kalibog mibangon usab gikan sa kamatuoran nga ang kusog sa photoelectrons wala magdepende sa gahum sa kahayag. Dugang pa, adunay dili ang pula nga ngilit sa photoelectric nga epekto, ug wala gikalkulo ang nagkaigo sa frequency sa mga electron kinetic kusog sa kahayag nga gibuksan. Ang tigulang nga teoriya dili ipatin-aw tin-aw nga makita sa mata sa pisikal nga mga butang katingalahan, ug ang bag-o nga wala pa bug-os nagtrabaho sa gawas.

Rationalism Alberta Eynshteyna

Lamang sa 1905, ang dakung pisiko Albert Einstein nagpakita diha sa buhat ug sa articulated sa teoriya, unsa kini - ang tinuod nga kinaiya sa kahayag. Ug quantum kabtangan tinabyog, bukas sa duha ka mga atbang sa usag usa teoriya sa patas nga mga bahin sa pagpanunod sa mga photon. Aron makompleto ang hulagway kulang lamang sa baruganan sa discreteness, ie ang tukmang nahimutangan sa photon sa luna. Ang matag photon - sa usa ka tipik nga mahimong masuhop o nga ginabuga nga ingon sa usa ka bug-os nga. Electron "pagtulon" sulod photon nagdugang sa iyang katungdanan sa bili sa enerhiya nga masuhop sa mga partikulo. Dugang pa, sa sulod sa photocathode electron nagalihok sa ibabaw niini, samtang sa pagmintinar sa usa ka "double dosis" sa enerhiya, nga output nga mausab ngadto sa kinetic energy. Sa niining yano nga paagi, ug photoelectric nga epekto ang gidala sa gawas sa nga walay nalangan nga reaksyon. Sa katapusan sa sa electron og usa ka quantum sa iyang kaugalingon, nga mahulog sa ibabaw sa nawong sa lawas, nagdan-ag sa labaw pa nga enerhiya. Ang mas dako ang gidaghanon sa mga photon nga gipatungha - ang mas gamhanan radiation, sa tinagsa, ug ang kausaban sa sa kahayag nga halad motubo.

Ang simplest mga lalang, nga gibase sa baruganan sa photoelectric nga epekto

Human sa nadiskobrehan sa mga German nga mga siyentipiko sa sinugdanan sa sa ikakaluhaan ka siglo, ang aplikasyon gets ngadto sa quantum kabtangan sa kahayag alang sa paghimo sa mga nagkalain-laing mga lalang. Imbensyon, kansang operasyon mao ang photoelectric nga epekto, nga gitawag solar mga selula, ang simple nga representante sa nga - ang kahaw-ang. Lakip sa iyang mga disadvantages mahimong gitawag nga maluya kasamtangan conductivity, ubos pagkasensitibo sa taas nga tinabyog radiation, nga mao ang ngano nga kini dili magamit sa AC sirkito. Ang vacuum device mao ang kaylap nga gigamit sa photometry, sukda sila sa kalig-on sa kahayag ug sa kahayag nga kalidad. Siya usab sa pasundayag sa usa ka importante nga papel sa fototelefonah ug sa panahon sa audio hulad.

Photovoltaic mga selula uban sa gimbuhaton conduction

Kini mao na ang usa ka lain-laing mga matang sa mga lalang, nga base sa mga kabtangan quantum sa kahayag. Ang ilang katuyoan - sa pag-usab sa mga carrier Densidad. panghitabo Kini nga usahay gitawag sa mga internal photoelectric nga epekto, ug kini mao ang sukaranan sa operasyon photoconductors. Kini nga mga conductor nagdula sa usa ka importante kaayo nga papel sa atong adlaw-adlaw nga mga kinabuhi. Kay sa unang higayon nga sila misugod sa paggamit sa mga Retro sakyanan. Unya sila sa paghatag og mga electronics ug battery nga operasyon. Sa tunga-tunga sa sa ikakaluhaan ka siglo misugod sa paggamit sa maong solar mga selula sa pagtukod spaceships. Hangtud karon, tungod sa internal photoelectric nga epekto operate sa mga turnstiles sa subway, portable calculator ug solar panel.

photochemical mga reaksiyon

Kahayag, ang kinaiya sa nga mao lamang ang partially anaa siyensiya sa ikakaluhaan ka siglo, sa pagkatinuod, kini makaapekto sa kemikal ug biolohikal nga mga proseso. Ubos sa impluwensya sa dagan magsugod quantum molekula dissociation proseso ug sa ilang mga gitapo sa mga atomo. Sa siyensiya, kini nailhan nga photochemistry, ug sa kinaiya sa usa sa iyang mga mga pagpakita mao ang photosynthesis. Kini mao ang tungod sa kahayag balod proseso sa pagbuga sa pipila ka mga butang nga gipatungha sa mga selula sa extracellular luna, diin ang mga tanom nga mahimong lunhaw.

Makaapekto sa quantum kabtangan sa kahayag ug sa tawo nga panan-awon. Pagkuha sa retina, usa ka photon Nakapahinumdom sa proseso sa kadugta sa protina molekula. Kini nga impormasyon nga gidala sa mga neuron sa utok, ug human sa pagtambal, kita ang tanan makakita sa kahayag. Gabii protina molekula ang gipahiuli ug panan-awon ang luna sa bag-ong mga kahimtang.

resulta

among nakita nga gikan sa dagan sa niini nga artikulo, nga mao ang nag-una sa mga quantum kabtangan sa kahayag gipakita sa usa ka panghitabo nga gitawag sa photoelectric nga epekto. Ang matag photon adunay iyang katungdanan ug sa masa, ug sa diha nga giatubang sa usa ka electron mahulog ngadto sa niini. Quantum ug electron mahimong usa, ug ang ilang hiniusa nga enerhiya nga nakabig ngadto sa kinetic enerhiya, nga, hugot nga sa pagsulti, nga gikinahanglan alang sa pagpatuman sa photoelectric nga epekto. Ang tinabyog daku kini'g makaon sa ingon nga gihimo aron sa pagdugang sa photon kusog, apan lamang sa usa ka sukod.

Photoelectric nga epekto karon mao ang usa ka importante nga bahin sa kadaghanan sa mga matang sa mga ekipo. Sa iyang basehan sa pagtukod luna barko ug satellites, sa pagpalambo og solar mga selula gigamit ingon nga usa ka tinubdan sa auxiliary enerhiya. Dugang pa, ang kahayag balod adunay usa ka dako nga epekto sa kemikal ug biolohikal nga mga proseso sa Yuta. Ang gasto sa ordinaryo nga kahayag sa adlaw ang mga tanom nga lunhaw, atmospera sa yuta ang gipintalan bug-os nga palette sa azul, ug atong makita ang kalibutan ingon nga kini mao ang.