Fizikā gaismas parādības ir optiskas, jo tās pieder šai apakšnodaļai. Šīs parādības sekas neaprobežojas tikai ar objektu apkārtējo cilvēku padarīšanu redzamiem. Turklāt saules apgaismojums pārraida siltumenerģiju telpā, kā rezultātā ķermeņi uzsilst. Pamatojoties uz to, tika izvirzītas noteiktas hipotēzes par šīs parādības būtību.
Enerģijas pārnesi veic ķermeņi un viļņi, kas izplatās vidē, tādējādi starojums sastāv no daļiņām, ko sauc par asinsķermenīšiem. Tāpēc Ņūtons tos sauca, pēc viņa parādījās jauni pētnieki, kas uzlaboja šo sistēmu, bija Haigenss, Fuko uc Gaismas elektromagnētisko teoriju nedaudz vēlāk izvirzīja Maksvels.
Gaismas teorijas izcelsme un attīstība
Pateicoties pašai pirmajai hipotēzei, Ņūtons izveidoja korpuskulāru sistēmu, kas skaidri izskaidrojaoptisko parādību būtība. Kā šajā teorijā iekļautie strukturālie komponenti tika aprakstīti dažādi krāsu starojumi. Interferences un difrakciju skaidroja holandiešu zinātnieks Huigenss 16. gadsimtā. Šis pētnieks izvirzīja un aprakstīja gaismas teoriju, kuras pamatā ir viļņi. Tomēr visas izveidotās sistēmas nebija pamatotas, jo tās nepaskaidroja optisko parādību būtību un pamatu. Ilgu meklējumu rezultātā neatrisināti palika jautājumi par gaismas emisiju patiesumu un autentiskumu, kā arī to būtību un pamatojumu.
Dažus gadsimtus vēlāk vairāki pētnieki Fuko Fresnela vadībā sāka izvirzīt citas hipotēzes, kuru dēļ tika atklātas viļņu teorētiskās priekšrocības pār asinsķermenīšiem. Tomēr šai teorijai bija arī trūkumi un nepilnības. Faktiski šis izveidotais apraksts liecināja par kādas vielas klātbūtni, kas atrodas kosmosā, jo Saule un Zeme atrodas lielā attālumā viena no otras. Ja gaisma brīvi krīt un iet caur šiem objektiem, tad tajos ir šķērseniski mehānismi.
Teorijas tālāka veidošana un pilnveidošana
Balstoties uz visu šo hipotēzi, radās priekšnoteikumi jaunas teorijas radīšanai par pasaules ēteri, kas piepilda ķermeņus un molekulas. Un, ņemot vērā šīs vielas īpašības, tai jābūt cietai, kā rezultātā zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka tai ir elastīgas īpašības. Patiesībā ēterim vajadzētu ietekmēt zemeslodi kosmosā, bet tas nenotiek. Tādējādi šī viela nekādā veidā nav attaisnojama, izņemot to, ka caur to plūst gaismas starojums, un tasir cietība. Pamatojoties uz šādām pretrunām, šī hipotēze tika apšaubīta, bezjēdzīga un tālāka izpēte.
Maksvela darbi
Var teikt, ka gaismas viļņu īpašības un gaismas elektromagnētiskā teorija kļuva par vienu, kad Maksvels sāka savu pētījumu. Pētījuma gaitā tika konstatēts, ka šo lielumu izplatīšanās ātrumi sakrīt, ja tie atrodas vakuumā. Empīriskā pamatojuma rezultātā Maksvels izvirzīja un pierādīja hipotēzi par gaismas patieso dabu, ko veiksmīgi apstiprināja gadi un cita prakse un pieredze. Tādējādi aizpagājušajā gadsimtā tika izveidota gaismas elektromagnētiskā teorija, kas tiek izmantota arī mūsdienās. Vēlāk tas tiks atzīts par klasiku.
Gaismas viļņu īpašības: gaismas elektromagnētiskā teorija
Pamatojoties uz jauno hipotēzi, tika iegūta formula λ=c/ν, kas norāda, ka garumu var atrast, aprēķinot frekvenci. Gaismas emisijas ir elektromagnētiskie viļņi, bet tikai tad, ja tie ir uztverami cilvēkiem. Turklāt tos var saukt par tādiem un tiek apstrādāti ar svārstībām no 4 1014 līdz 7,5 1014 Hz. Šajā diapazonā svārstību frekvence var mainīties un starojuma krāsa ir atšķirīga, un katram segmentam vai intervālam būs raksturīga un atbilstoša krāsa. Rezultātā norādītās vērtības frekvence ir viļņa garums vakuumā.
Aprēķins parāda, ka gaismas emisija var būt no 400 nm līdz 700 nm (violeta unsarkanās krāsas). Pārejas laikā nokrāsa un frekvence tiek saglabāta un ir atkarīga no viļņa garuma, kas mainās atkarībā no izplatīšanās ātruma un ir norādīts vakuumam. Maksvela gaismas elektromagnētiskā teorija ir balstīta uz zinātnisku pamatojumu, kur starojums izdara spiedienu uz ķermeņa sastāvdaļām un tieši uz to. Tiesa, šo koncepciju vēlāk pārbaudīja un empīriski pierādīja Ļebedevs.
Gaismas elektromagnētiskā un kvantu teorija
Gaismas ķermeņu emisija un sadalījums svārstību frekvenču izteiksmē neatbilst likumiem, kas tika iegūti no viļņu hipotēzes. Šāds apgalvojums izriet no šo mehānismu sastāva analīzes. Vācu fiziķis Planks mēģināja rast izskaidrojumu šim rezultātam. Vēlāk viņš nonāca pie secinājuma, ka starojums notiek noteiktu porciju veidā - kvantu, tad šo masu sauca par fotoniem.
Tā rezultātā optisko parādību analīze ļāva secināt, ka gaismas emisija un absorbcija tika izskaidrota, izmantojot masas sastāvu. Savukārt tie, kas izplatījās vidē, tika izskaidroti ar viļņu teoriju. Tādējādi, lai pilnībā izpētītu un aprakstītu šos mehānismus, ir nepieciešama jauna koncepcija. Turklāt jaunajai sistēmai vajadzēja izskaidrot un apvienot dažādas gaismas īpašības, tas ir, korpuskulāro un viļņu.
Kvantu teorijas attīstība
Tā rezultātā Bora, Einšteina, Planka darbi bija šīs uzlabotās struktūras pamatā, ko sauca par kvantu. Līdz šim šī sistēma apraksta un izskaidrone tikai klasiskā gaismas elektromagnētiskā teorija, bet arī citas fizisko zināšanu nozares. Būtībā jaunā koncepcija veidoja pamatu daudzām īpašībām un parādībām, kas notiek ķermeņos un telpā, turklāt tā paredzēja un izskaidroja ļoti daudzas situācijas.
Būtībā gaismas elektromagnētiskā teorija tiek īsi aprakstīta kā parādība, kuras pamatā ir dažādi dominanti. Piemēram, optikas korpuskulārajiem un viļņu mainīgajiem ir savienojums un tos izsaka ar Planka formulu: ε=ℎν, ir kvantu enerģija, elektromagnētiskā starojuma svārstības un to frekvence, nemainīgs koeficients, kas nemainās nevienai parādībai. Saskaņā ar jauno teoriju optiskā sistēma ar noteiktiem dažādiem mehānismiem sastāv no fotoniem ar spēku. Tādējādi teorēma izklausās šādi: kvantu enerģija ir tieši proporcionāla elektromagnētiskajam starojumam un tā frekvences svārstībām.
Planks un viņa raksti
Aksioma c=νλ, Planka formulas rezultātā rodas ε=hc / λ, tāpēc var secināt, ka augstākminētā parādība ir pretēja viļņa garumam ar optisku ietekmi vakuumā. Eksperimenti, kas veikti slēgtā telpā, parādīja, ka tik ilgi, kamēr pastāv fotons, tas pārvietosies ar noteiktu ātrumu un nespēs palēnināt savu tempu. Tomēr to absorbē vielu daļiņas, ar kurām tas sastopas ceļā, kā rezultātā notiek apmaiņa, un tā pazūd. Atšķirībā no protoniem un neitroniem, tam nav miera masas.
Elektromagnētiskie viļņi un gaismas teorijas joprojām neizskaidro pretrunīgās parādības,piemēram, vienā sistēmā būs izteiktas īpašības, bet citā korpuskulāras, bet tomēr tās visas vieno starojums. Pamatojoties uz kvantu jēdzienu, esošās īpašības ir optiskās struktūras būtībā un vispārējā matērijā. Tas ir, daļiņām ir viļņu īpašības, un tās savukārt ir korpuskulāras.
Gaismas avoti
Gaismas elektromagnētiskās teorijas pamati balstās uz aksiomu, kas saka: molekulas, ķermeņu atomi rada redzamu starojumu, ko sauc par optiskās parādības avotu. Ir milzīgs skaits objektu, kas rada šo mehānismu: lampa, sērkociņi, caurules utt. Turklāt katru šādu lietu var iedalīt līdzvērtīgās grupās, kuras nosaka pēc starojumu izstarojošo daļiņu sildīšanas metodes.
Strukturētie lukturi
Sākotnējā mirdzuma izcelsme ir saistīta ar atomu un molekulu ierosmi, ko izraisa daļiņu haotiska kustība organismā. Tas notiek tāpēc, ka temperatūra ir pietiekami augsta. Izstarotā enerģija palielinās tāpēc, ka to iekšējais spēks palielinās un uzsilst. Šādi objekti pieder pie pirmās gaismas avotu grupas.
Atomu un molekulu kvēlsme rodas uz lidojošu vielu daļiņu bāzes, un tā nav minimāla uzkrāšanās, bet vesela straume. Temperatūra šeit nespēlē īpašu lomu. Šo mirdzumu sauc par luminiscenci. Tas ir, tas vienmēr notiek tāpēc, ka ķermenis absorbē ārējo enerģiju, ko izraisa elektromagnētiskais starojums, ķīmiskais starojumsreakcija, protoni, neitroni utt.
Un avotus sauc par luminiscējošiem. Šīs sistēmas gaismas elektromagnētiskās teorijas definīcija ir šāda: ja pēc ķermeņa enerģijas absorbcijas paiet kāds ar pieredzi izmērāms laiks, un tad tas rada starojumu nevis temperatūras indikatoru dēļ, tāpēc tas pieder pie iepriekšminētajiem. grupa.
Detalizēta luminiscences analīze
Tomēr šādas īpašības pilnībā neapraksta šo grupu, jo tajā ir vairākas sugas. Faktiski pēc enerģijas absorbcijas ķermeņi paliek kvēlojoši, pēc tam izstaro starojumu. Ierosināšanas laiks, kā likums, mainās un ir atkarīgs no daudziem parametriem, bieži vien nepārsniedz vairākas stundas. Tādējādi apkures metode var būt vairāku veidu.
Reta gāze sāk izstarot starojumu pēc tam, kad tai cauri ir izgājusi līdzstrāva. Šo procesu sauc par elektroluminiscenci. To novēro pusvadītājos un gaismas diodēs. Tas notiek tā, ka strāvas pāreja rada elektronu un caurumu rekombināciju, šī mehānisma dēļ rodas optiska parādība. Tas ir, enerģija tiek pārveidota no elektriskās uz gaismu, reversais iekšējais fotoelektriskais efekts. Silīcijs tiek uzskatīts par infrasarkano staru izstarotāju, savukārt gallija fosfīds un silīcija karbīds realizē redzamo parādību.
Fotoluminiscences būtība
Ķermenis absorbē gaismu, un cietās vielas un šķidrumi izstaro garus viļņu garumus, kas visos aspektos atšķiras no oriģinālāfotoni. Kvēlspuldzei tiek izmantota ultravioletā kvēlspuldze. Šo ierosmes metodi sauc par fotoluminiscenci. Tas notiek redzamajā spektra daļā. Radiācija tiek pārveidota, šo faktu 18. gadsimtā pierādīja angļu zinātnieks Stoks, un tagad tas ir aksiomātisks likums.
Gaismas kvantu un elektromagnētiskā teorija Stoksa jēdzienu apraksta šādi: molekula absorbē daļu starojuma, pēc tam siltuma pārneses procesā pārnes uz citām daļiņām, atlikušā enerģija izstaro optisku parādību. Ar formulu hν=hν0 – A, izrādās, ka luminiscences emisijas frekvence ir zemāka par absorbēto frekvenci, kā rezultātā viļņa garums ir lielāks.
Optiskas parādības izplatīšanās laika posms
Gaismas elektromagnētiskā teorija un klasiskās fizikas teorēma norāda uz to, ka norādītā daudzuma ātrums ir liels. Galu galā tas attālumu no Saules līdz Zemei veic dažu minūšu laikā. Daudzi zinātnieki ir mēģinājuši analizēt taisno laika līniju un to, kā gaisma pārvietojas no viena attāluma uz otru, taču būtībā viņiem tas nav izdevies.
Patiesībā gaismas elektromagnētiskā teorija balstās uz ātrumu, kas ir galvenā fizikas konstante, bet nav paredzama, bet iespējama. Tika izveidotas formulas, un pēc testēšanas izrādījās, ka elektromagnētisko viļņu izplatība un kustība ir atkarīga no vides. Turklāt šis mainīgais ir definētstelpas absolūtais refrakcijas indekss, kurā atrodas norādītā vērtība. Gaismas starojums spēj iekļūt jebkurā vielā, kā rezultātā samazinās magnētiskā caurlaidība, ņemot vērā to, optikas ātrumu nosaka dielektriskā konstante.
