Fîzîkê Quantum: taybetiyên quantum ronahî

Hûn qet li ser ku çi di rastiyê de gelek diyardeyên ronahî difikirî? Ji bo nimûne, bigirin bandora Photoelectric, pêlên germê, pêvajoyên photochemical û weku eweyi - hemû milkên quantum ronahiyê. Eger wan nehatine dîtin, zanyar karên wê ne ji xala mirî meşî, di rastiyê de, û herweha pêşveçûna zanistî û teknîkî de. Mijar beşa xwe ya optîka qûantan, ku diramin û bi şaxê heman fîzîkê yên girêdayî ye.

milkên Quantum ji ronahiya: a pênase

Ta vê dawiyê, şîrovekirina zelal û berfireh ya vê kirûyê optîk nikaribû bide. Ew bi awayekî serkeftî li zanist û jiyana rojane de tê bikaranîn, li ser vê bingehê ava bike, ne tenê di formula di heman demê de hemû pirsgirêk di warê fîzîkê de. Pêgeheke a çarenivîsê dawî bibe bi tenê ji zanistên modern ku bi kurtî ku xebatên ji selefên xwe bidestxistin. Bi vî awayî, milkên pêla quantum ronahî û - encama ku taybetmendiyên emitters xwe, atoman careke din elektronan in. Quantum (an photon) ye, ji ber wê yekê ku elektronek dahatûya kêmkirina asta enerjiyê, bi vî awayî bi afrandina fêkîyên bi electro-magnetîsî yê avakirin.

Ya yekem, çavdêriyên optîk

XIX столетии. The û nerînê li ser hebûna milkên quantum ji ronahiya di sedsala XIX xuya bû. Zanyarên kifşe kir û qenc diyardeyên wek diffraction, têkilbûn û veqetînê heye. Bi alîkariya wan, teoriya pêla asinrevayî ronahî Navdêr bû. Ev li ser, lez tevgera elektronan dema osîlasyona ji bedenê ava bû. Di encama vê çalakiyê, Avakyan, li pey pêlên ronahiyê li pişt wî xuya bû. peresendî ya yekem, nivîskar li ser vê mijarê li Englishman D. Rayleigh avakirin hatiye. Ew wekî sîstemeke tîrêjên pêlên wekhev û daîmî didîtin, û li qada di çarçeweya. Li gor encamên xwe, bi kêm in pêlên xwe pircur divê hergav zêde, bêtir, pêwîst e ku xwedî ultraviyole û x-tîrêjên. Di pratîkê de, ev hemû hatiye erêkirin ne, û ew girt Teorîsyenê din.

formula Planck ya

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. Di destpêka sedsala XX Maks Plank - fîzîknasekî German-born - danîn pêş an peresendî ya balkêş. Li gorî wê, weþan û melzemeyek ronahî nayê bi berdewamî pêk ne, wek ku berê digot qey, û beşên - tîdana, an jî wek ku ew bi fotonê kir. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. berdewam Planck da nasandin bû - faktora bingeheke bi nûnertiya nameya h, û ew ji bo 6,63 × 10 ^-34 J · s wekhev bû. v – частота света. Ji bo hesabkirina enerjî ya her photon, pêwîst yek nirxa zêdetir - v - frekansa wê ji ronahiyê. berdewam Planck ya zêde ji aliyê frequency, û wek encama enerjiya a photon yek bidestxistin. Ji ber ku zanistekî German rastir û rast di formula sade, taybetiyên quantum ronahî, ku berê ji alîyê H. Hertz dîtin misogerkirin, û ew wek bandora Photoelectric terxankirî.

Vedîtina bandora Photoelectric

Wek ku me got, zanayê Genrih Gerts ku cara yekemîn bal kişand ser taybetiyên quantum ji nezamechaemye ronahî zûtir kişand bû. Tesîra Photoelectric li 1887 hat keşif kirin, dema ku zanaya bûn ji tarîşevê a plakaya zinc û gopalê li electrometer. Di doza ku plakaya wê bê ku tawanbariyan erênî, ji electrometer ye derketi ne. Ger negatîf durist dibe, cîhazê dest bi xizmeta, gava ku plakaya dikeve ray ultraviyole. Di vê destên-li ser tecrûbeya ev ispat kirin ku plakaya ji bo ronahiya rastî dikarin doz electric neyînî, ku paşê bi navê stendin, devşirmek.xhtml - elektronan.

Stoletova ezmûna praktîk

Ceribandinên li bikêr bi elektronan pêk lêkolîner Russian Alexander Stoletov. Ji bo tecrûbeyên xwe ew bi kar a ampûla cam valahiya û du elektrod. Yek elektrodê ji bo veguhestina di hêza hate bikaranîn, û ya duyem jî ji tarîşevê bû, û ew ji bo ku cemser neyînî yên li battery anîn. Di dema vê operasyonê de, niha dest pê dike ji bo zêdekirina hêza, lê piştî demekê ew herdem û rasterast bi tîrêjên ronahiyê makul bû. Di encama çalakiyê de, hat dîtin ku enerjî NATOyê ya elektronan herweha rêgirtinê li voltaja ne li ser hêza ronahiyê ve ne girêdayî ne. Lê zêdebûna frekansa wê ji ronahiyê dibe sedema ku mezin dibin, ev hêjmar.

milkên New quantum ji ronahiya: bandora Photoelectric û qanûnên xwe

Di dema pêşketina Hertz ya bîrdozî û pratîkê de Stoletov sê qanûnên bingehîn, ku, ev derket holê, ji fotonê dewama xwe vekişandin hatibû:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. 1. ronahiya Power ku dikeve li ser rûyê bedenê de rasterast bi hêza ji niha saturation ya makul e.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. ronahiya Power nade enerjiya NATOyê ya ji photoelectron bandorê ne, lê belê çiqas ji ronahiya doza dawî ya mezinbûna bi dîmenan e.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. e cure hene "qiraxa sor ji bandora Photoelectric." Bi kurtahî ev e ku, eger çiqas kêmtir ji ya herî kêm ronahî nîşana bêhtir ji bo madî dayîn e, bandora Photoelectric dît heye.

du teoriyên zehmetî klîba nû

Piştî ku formula Navdêr Max Planck, Science bi sekinîne bi rû ne. wave berê Navdêr, û milkên quantum ronahî, ku hinekî dereng vekirî bûn, me nikaribû ku di çarçoveya wan qanûnên giştî qebûl fîzîkê yên hene. Li gor asinrevayî de, teoriya kevn, hemû elektronan ji bedenê de, ku dikeve li ser ronahiyê de, divê nav lereya bi darê zorê li ser frekansa were. Ev ê enerjî NATOyê ya bêdawî ye ku pir ne mimkun diafirînin. Ji bilî vê, ji bo ku, geşdarî ji meblexa pêwîst yên mayî jî dê enerjî û elektronek bimîne, pêwîst ji bo ku bikaribe ji deh deqeyan e, di dema ku bandora Photoelectric, di pratîkê de ye, herî biçûk bi derengî li wir ne. tevlihev bêhtir jî ji ber rastiya ku enerjiyê yên photoelectrons ne li ser hêza ronahiyê ve girêdayî ne rabû. Bi ser de jî, ji devê red ji bandora Photoelectric ne, û ji bo ku li frequency ji elektron û enerjiyê de NATOyê ya ji ronahiyê hatiye vekirin hesabkirin nîsbî ne. Teoriya kevn nikaribû bi çav yên diyardeyên fizîkî rave zelal xuya, û ji nû hê bi temamî kar ne kirin.

Rasyonalîzm Alberta Eynshteyna

Tenê di 1905, fîzîkzanê mezin Albert Einstein di pratîkê de nîşan da û beyankirin, di teoriyê de, ew çi ye - di cewherê rastî yê ronahiyê. Û milkên pêla quantum, vekirî bi du pêşberî hev mumkin din ên li parçeyên wekhev ji zayinê fotonê. Ji bo dawîkirina picture tunebû tenê prensîpa discreteness, ango cihê rastîn ya fotonê li space. Her photon - a particle ku dikare xwe de bihelînin an durist dibe, wek tevahiya. Electron "gewrî" photon hundurîn belaş xwe li ser nirxê yên enerjiyê de bihelînin bi keriyên zêde dike. Bêhtir, di hundirê electron photocathode pêngavên ji bo surface xwe, herçend a "du tabletan" yên enerjiyê, ya ku encam nav enerjiyê NATOyê guhertin. Di vî warî de sade, û bandora Photoelectric tê kirin li ku ti berteka di dahatûyê de hatiye lidarxistin. Li finish ji electron berhem a quantum xwe, ku dikeve li ser surface of bedenê de, radiating bi enerjiyê hê bêtir. The mezintir hejmara fotonê çêkirin - li tîrêjên xurt zêdetir, bi rêzê ve, û li paşkeve ji pêla ronahî mezin dibe.

Herî hêsan û cîhazên, bi yên ku li ser prensîpa bandora Photoelectric bingeha

Piştî vedîtina ji aliyê zanayên German di destpêka sedsala bîstan de hatine çêkirin, dê ev sepan bikeve nav milkên quantum ronahiyê ji bo berhemęn cîhazên cuda. Inventions, ku operasyona bandora Photoelectric e, navê hucreyên rojî, herî hêsan nûnerê yên ku - valahiya. Di nav dezawantajên xwe, dikare bê gotin Gehînerî niha qels, bi hestiyar kêm ji bo tîrêjên pêla dirêj e, ku çima ew dikare li şebekeyên AC nabe bê bikaranîn. Amûrê bi valahiya edî di photometry bikaranîn, ew hêza aşopên û bi kalîte ronahî bipîvin. Wî her wiha roleke girîng di fototelefonah û di dema playback audio dilîze.

hucreyên Photovoltaic bi fonksiyonên conduction

Ev gelekî type cuda yên cîhazên, ku li ser taybetiyên quantum ronahî bingeha bû. mebesta xwe, - Ji bo guherandina de piraniya carrier de. Ev diyardeyeke carna bandora Photoelectric navxweyî ye, tê gotin, û ew binyatê photoconductors operasyonê ye. Ev lîdera bi fikirîba rolekî pir girîng di jiyana rojane de me. Ji bo cara yekem ew dest bi kar cars retro. Hingê ew ne ya elektronîk û battery operasyonê. Di nîvê sedsala bîstan de dest pê kir û wiha hucreyên rojî bo avakirina be. Heta niha jî, ji ber bandora Photoelectric navxweyî kar bêkaxez di metroyê de, calculators portable û panelên tavê.

reaksiyonên photochemical

Ronahî, xwezayê ya ku bi tenê science qismî License de di sedsala bîstan de bû, di rastiyê de, ev kîmyewî û pêvajoyên biyolojîk bandorê. Di bin bandora herikîna dest quantum pêvajoya xwedûrkirineke gerdî û ji boku xwe bi atoman. Di zanistê, ev wek photochemistry tê nasîn, û di xwezayê yek ji aliyên xwe photosynthesis e. Ev e ji ber pêlên pêvajoyên ronahiya weþan, ji madeyên hin ji aliyê hucreyên çêkirin nav qada extracellular, ku ji plant kesk dibe.

Tesîrê li milkên quantum ronahî û vîzyona mirovan. Bijartina li ser retina, a photon hawqas pêvajoya decomposition (molekulên) proteînê. Ev agahî ji aliyê noyron di mejî veguhastin, û piştî tedawiyê, em dikarin hemû ronahiyê bibînin. (molekulek) proteînê tarîyê ye qenc û nêrîna ji bo şert û mercên nû de hatin bicihkirin.

results

Em ji yên ku di vê vî babetî dxwazîn, e ku bi taybetî li milkên quantum ronahî bi di diyardeyeke bi navê bandora Photoelectric li banî tê dîtin. Her photon serkarê û girseyî xwe, û gava ku bi elektronek Rû dikeve nav. Quantum û elektronek bibe yek, û enerjiya wan bi hev re ji nav enerjiyê NATOyê, ku, bi tevahî dipeyivî, pêwîst ji bo bicihkirina bandora Photoelectric bîya. The lereya wave bi vî awayî tê çêkirin dibe ku enerjiya bi mezinbûn, di heman demê de bi tenê ji bo pîvana hin.

bandora Photoelectric îro parçeyekî girîng ê herî cureyên alavên e. Li ser bingehê wê avahiyek li gemiyan space û satelîtan, pêş hucreyên rojî bi wekî çavkaniya enerjiyê auxiliary bikaranîn. Li gel vê, pêlên ronahiyê xwedî bandoreke mezin li ser pêvajoyên kîmyayî û biyolojîk li ser rûyê erdê. K'îsî tava asayî gîhayê kesk in, atmosfera erdê heye boyaxkirin paleta full of şîn, û em li dinyayê bibînin, wek ku ev e.