Dalam fizik, fenomena cahaya adalah optik, kerana ia tergolong dalam subseksyen ini. Kesan fenomena ini tidak terhad kepada membuat objek di sekeliling orang kelihatan. Di samping itu, pencahayaan suria menghantar tenaga haba di angkasa, akibatnya badan menjadi panas. Berdasarkan ini, hipotesis tertentu telah dikemukakan tentang sifat fenomena ini.
Pemindahan tenaga dilakukan oleh jasad dan gelombang yang merambat dalam medium, oleh itu sinaran terdiri daripada zarah yang dipanggil corpuscles. Jadi Newton memanggil mereka, selepas dia muncul penyelidik baru yang memperbaiki sistem ini, ialah Huygens, Foucault, dll. Teori elektromagnet cahaya dikemukakan sedikit kemudian oleh Maxwell.
Asal usul dan perkembangan teori cahaya
Terima kasih kepada hipotesis pertama, Newton membentuk sistem korpuskular, yang menerangkan dengan jelasintipati fenomena optik. Pelbagai sinaran warna digambarkan sebagai komponen struktur yang termasuk dalam teori ini. Gangguan dan pembelauan dijelaskan oleh saintis Belanda Huygens pada abad ke-16. Pengkaji ini mengemukakan dan menghuraikan teori cahaya berdasarkan gelombang. Walau bagaimanapun, semua sistem yang dicipta tidak dibenarkan, kerana mereka tidak menerangkan intipati dan asas fenomena optik. Hasil daripada pencarian yang panjang, persoalan tentang kebenaran dan keaslian pancaran cahaya, serta intipati dan asasnya, kekal tidak dapat diselesaikan.
Beberapa abad kemudian, beberapa penyelidik di bawah pimpinan Foucault, Fresnel mula mengemukakan hipotesis lain, kerana kelebihan teori gelombang berbanding corpuscles telah didedahkan. Namun begitu, teori ini juga mempunyai kelemahan dan kekurangan. Malah, penerangan yang dicipta ini mencadangkan kehadiran beberapa bahan yang berada di angkasa, disebabkan fakta bahawa Matahari dan Bumi berada pada jarak yang jauh antara satu sama lain. Jika cahaya jatuh bebas dan melalui objek ini, maka terdapat mekanisme melintang di dalamnya.
Pembentukan dan penambahbaikan teori selanjutnya
Berdasarkan keseluruhan hipotesis ini, prasyarat untuk mencipta teori baharu tentang eter dunia, yang mengisi badan dan molekul, timbul. Dan dengan mengambil kira ciri-ciri bahan ini, ia mestilah pepejal, akibatnya, saintis sampai pada kesimpulan bahawa ia mempunyai sifat elastik. Malah, eter harus mempengaruhi dunia di angkasa, tetapi ini tidak berlaku. Oleh itu, bahan ini tidak dibenarkan dalam apa jua cara, kecuali sinaran cahaya mengalir melaluinya, dan iamempunyai kekerasan. Berdasarkan percanggahan sedemikian, hipotesis ini dipersoalkan, tidak bermakna dan penyelidikan lanjut.
Maxwell's Works
Sifat gelombang cahaya dan teori elektromagnet cahaya boleh dikatakan telah menjadi satu ketika Maxwell memulakan penyelidikannya. Dalam perjalanan kajian, didapati bahawa kelajuan perambatan kuantiti ini bertepatan jika ia berada dalam vakum. Hasil daripada bukti empirikal, Maxwell mengemukakan dan membuktikan hipotesis tentang sifat sebenar cahaya, yang berjaya disahkan oleh tahun dan amalan dan pengalaman lain. Oleh itu, pada abad sebelum yang terakhir, teori cahaya elektromagnet dicipta, yang masih digunakan hari ini. Kemudian ia akan diiktiraf sebagai klasik.
Sifat gelombang cahaya: teori elektromagnet cahaya
Berdasarkan hipotesis baharu, formula λ=c/ν telah diperoleh, yang menunjukkan bahawa panjang boleh didapati semasa mengira kekerapan. Pelepasan cahaya adalah gelombang elektromagnet, tetapi hanya jika ia dapat dilihat oleh manusia. Selain itu, ia boleh dipanggil sedemikian dan dirawat dengan turun naik daripada 4 1014 hingga 7.5 1014 Hz. Dalam julat ini, kekerapan ayunan boleh berbeza-beza dan warna sinaran adalah berbeza, dan setiap segmen atau selang akan mempunyai ciri dan warna yang sepadan untuknya. Akibatnya, kekerapan nilai yang ditentukan ialah panjang gelombang dalam vakum.
Pengiraan menunjukkan bahawa pelepasan cahaya boleh dari 400 nm hingga 700 nm (ungu danwarna merah). Pada peralihan, warna dan kekerapan dikekalkan dan bergantung pada panjang gelombang, yang berbeza-beza berdasarkan halaju perambatan dan ditentukan untuk vakum. Teori elektromagnet cahaya Maxwell adalah berdasarkan asas saintifik, di mana sinaran memberikan tekanan ke atas juzuk badan dan secara langsung ke atasnya. Benar, konsep ini kemudiannya diuji dan dibuktikan secara empirik oleh Lebedev.
Teori elektromagnet dan kuantum cahaya
Pancaran dan pengedaran jasad bercahaya dari segi frekuensi ayunan tidak konsisten dengan undang-undang yang diperoleh daripada hipotesis gelombang. Kenyataan sedemikian datang dari analisis komposisi mekanisme ini. Ahli fizik Jerman Planck cuba mencari penjelasan untuk keputusan ini. Kemudian, dia membuat kesimpulan bahawa sinaran berlaku dalam bentuk bahagian tertentu - kuantum, maka jisim ini dipanggil foton.
Hasilnya, analisis fenomena optik membawa kepada kesimpulan bahawa pelepasan dan penyerapan cahaya dijelaskan menggunakan komposisi jisim. Manakala yang merambat dalam medium dijelaskan oleh teori gelombang. Oleh itu, konsep baru diperlukan untuk meneroka dan menerangkan mekanisme ini sepenuhnya. Selain itu, sistem baharu itu sepatutnya menerangkan dan menggabungkan pelbagai sifat cahaya, iaitu korpuskular dan gelombang.
Pembangunan teori kuantum
Akibatnya, karya Bohr, Einstein, Planck adalah asas kepada struktur yang diperbaik ini, yang dipanggil kuantum. Sehingga kini, sistem ini menerangkan dan menerangkanbukan sahaja teori elektromagnet klasik cahaya, tetapi juga cabang pengetahuan fizikal yang lain. Pada dasarnya, konsep baharu itu membentuk asas kepada banyak sifat dan fenomena yang berlaku dalam badan dan ruang, dan selain itu, ia meramalkan dan menjelaskan sejumlah besar situasi.
Pada asasnya, teori elektromagnet cahaya digambarkan secara ringkas sebagai fenomena berdasarkan pelbagai dominan. Sebagai contoh, pembolehubah korpuskular dan gelombang optik mempunyai sambungan dan dinyatakan oleh formula Planck: ε=ℎν, terdapat tenaga kuantum, ayunan sinaran elektromagnet dan frekuensinya, pekali malar yang tidak berubah untuk sebarang fenomena. Menurut teori baru, sistem optik dengan mekanisme yang berbeza-beza tertentu terdiri daripada foton dengan kekuatan. Oleh itu, teorem berbunyi seperti ini: tenaga kuantum adalah berkadar terus dengan sinaran elektromagnet dan turun naik frekuensinya.
Planck dan tulisannya
Axiom c=νλ, sebagai hasil daripada formula Planck ε=hc / λ dihasilkan, jadi dapat disimpulkan bahawa fenomena di atas adalah bertentangan dengan panjang gelombang dengan pengaruh optik dalam vakum. Eksperimen yang dijalankan dalam ruang tertutup menunjukkan bahawa selagi foton wujud, ia akan bergerak pada kelajuan tertentu dan tidak akan dapat memperlahankan rentaknya. Walau bagaimanapun, ia diserap oleh zarah bahan yang ia temui dalam perjalanan, akibatnya, pertukaran berlaku, dan ia hilang. Tidak seperti proton dan neutron, ia tidak mempunyai jisim rehat.
Gelombang elektromagnet dan teori cahaya masih tidak menjelaskan fenomena yang bertentangan,sebagai contoh, dalam satu sistem akan ada sifat yang jelas, dan dalam korpuskular lain, tetapi, bagaimanapun, mereka semua disatukan oleh radiasi. Berdasarkan konsep kuantum, sifat sedia ada terdapat dalam sifat struktur optik dan dalam perkara umum. Iaitu, zarah mempunyai sifat gelombang, dan ini pula adalah korpuskular.
Sumber cahaya
Asas teori elektromagnet cahaya adalah berdasarkan aksiom, yang mengatakan: molekul, atom badan mencipta sinaran yang boleh dilihat, yang dipanggil sumber fenomena optik. Terdapat sejumlah besar objek yang menghasilkan mekanisme ini: lampu, mancis, paip, dsb. Selain itu, setiap benda tersebut boleh dibahagikan kepada kumpulan yang setara, yang ditentukan oleh kaedah memanaskan zarah yang merealisasikan sinaran.
Lampu berstruktur
Asal asal cahaya adalah disebabkan oleh pengujaan atom dan molekul akibat pergerakan zarah dalam badan yang huru-hara. Ini berlaku kerana suhunya cukup tinggi. Tenaga yang dipancarkan meningkat disebabkan oleh fakta bahawa kekuatan dalaman mereka meningkat dan menjadi panas. Objek sedemikian tergolong dalam kumpulan pertama sumber cahaya.
Pijar atom dan molekul timbul berdasarkan zarah bahan yang terbang, dan ini bukanlah pengumpulan minimum, tetapi keseluruhan aliran. Suhu di sini tidak memainkan peranan khas. Cahaya ini dipanggil luminescence. Iaitu, ia sentiasa berlaku kerana fakta bahawa badan menyerap tenaga luaran yang disebabkan oleh sinaran elektromagnet, bahan kimia.tindak balas, proton, neutron, dsb.
Dan sumbernya dipanggil luminescent. Takrifan teori elektromagnet cahaya sistem ini adalah seperti berikut: jika selepas penyerapan tenaga oleh badan beberapa masa berlalu, boleh diukur dengan pengalaman, dan kemudian ia menghasilkan sinaran bukan disebabkan oleh penunjuk suhu, oleh itu, ia tergolong di atas. kumpulan.
Analisis terperinci kecerahan
Walau bagaimanapun, ciri sedemikian tidak menggambarkan kumpulan ini sepenuhnya, kerana fakta bahawa ia mempunyai beberapa spesies. Malah, selepas menyerap tenaga, badan kekal pijar, kemudian mengeluarkan sinaran. Masa pengujaan, sebagai peraturan, berbeza-beza dan bergantung pada banyak parameter, selalunya tidak melebihi beberapa jam. Oleh itu, kaedah pemanasan boleh terdiri daripada beberapa jenis.
Gas jarang mula mengeluarkan sinaran selepas arus terus melaluinya. Proses ini dipanggil electroluminescence. Ia diperhatikan dalam semikonduktor dan LED. Ini berlaku sedemikian rupa sehingga laluan arus memberikan penggabungan semula elektron dan lubang, disebabkan oleh mekanisme ini, fenomena optik timbul. Iaitu, tenaga ditukar daripada elektrik kepada cahaya, kesan fotoelektrik dalaman terbalik. Silikon dianggap sebagai pemancar inframerah, manakala galium fosfida dan silikon karbida menyedari fenomena yang boleh dilihat.
Intipati photoluminescence
Badan menyerap cahaya, dan pepejal serta cecair memancarkan panjang gelombang panjang yang berbeza dalam semua aspek daripada asalfoton. Untuk pijar, pijar ultraviolet digunakan. Kaedah pengujaan ini dipanggil photoluminescence. Ia berlaku di bahagian spektrum yang kelihatan. Sinaran berubah, fakta ini telah dibuktikan oleh saintis Inggeris Stokes pada abad ke-18 dan kini menjadi peraturan aksiomatik.
Teori cahaya kuantum dan elektromagnet menerangkan konsep Stokes seperti berikut: molekul menyerap sebahagian sinaran, kemudian memindahkannya ke zarah lain dalam proses pemindahan haba, tenaga selebihnya mengeluarkan fenomena optik. Dengan formula hν=hν0 – A, ternyata frekuensi pancaran luminescence lebih rendah daripada frekuensi yang diserap, menghasilkan panjang gelombang yang lebih panjang.
Rangka masa untuk penyebaran fenomena optik
Teori elektromagnet cahaya dan teorem fizik klasik menunjukkan fakta bahawa kelajuan kuantiti yang ditunjukkan adalah besar. Lagipun, ia menempuh jarak dari Matahari ke Bumi dalam beberapa minit. Ramai saintis telah cuba menganalisis garis lurus masa dan cara cahaya bergerak dari satu jarak ke jarak yang lain, tetapi pada dasarnya mereka gagal.
Sebenarnya, teori elektromagnet cahaya adalah berdasarkan kelajuan, yang merupakan pemalar utama fizik, tetapi tidak boleh diramal, tetapi mungkin. Formula dicipta, dan selepas ujian ternyata perambatan dan pergerakan gelombang elektromagnet bergantung kepada persekitaran. Selain itu, pembolehubah ini ditakrifkanindeks biasan mutlak ruang di mana nilai yang ditentukan terletak. Sinaran cahaya mampu menembusi sebarang bahan, akibatnya, kebolehtelapan magnet berkurangan, memandangkan ini, kelajuan optik ditentukan oleh pemalar dielektrik.
