Физикийн хувьд гэрлийн үзэгдлүүд нь энэ дэд хэсэгт хамаарах тул оптик юм. Энэ үзэгдлийн үр нөлөө нь хүмүүсийн эргэн тойрон дахь объектуудыг харагдахаар хязгаарлагдахгүй. Нэмж дурдахад нарны гэрэлтүүлэг нь орон зайд дулааны энергийг дамжуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд бие нь халдаг. Үүний үндсэн дээр энэ үзэгдлийн мөн чанарын талаар тодорхой таамаглал дэвшүүлсэн.
Энерги дамжуулалтыг тухайн орчинд тархаж буй бие ба долгионууд гүйцэтгэдэг тул цацраг нь корпускул гэж нэрлэгддэг хэсгүүдээс тогтдог. Тиймээс Ньютон тэднийг нэрлэж, түүний дараагаар энэ системийг сайжруулсан шинэ судлаачид Гюйгенс, Фуко гэх мэт гарч ирэв. Гэрлийн цахилгаан соронзон онолыг Максвелл бага зэрэг хожим гаргасан.
Гэрлийн онолын үүсэл хөгжил
Анхны таамаглалын ачаар Ньютон корпускуляр системийг бий болгосон бөгөөд үүнийг тодорхой тайлбарлав.оптик үзэгдлийн мөн чанар. Төрөл бүрийн өнгөт цацрагийг энэ онолд багтсан бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд гэж тодорхойлсон. Интерференц ба дифракцийг 16-р зуунд Голландын эрдэмтэн Гюйгенс тайлбарлав. Энэ судлаач долгион дээр суурилсан гэрлийн онолыг дэвшүүлж, тодорхойлсон. Гэсэн хэдий ч бүтээсэн бүх системүүд нь оптик үзэгдлийн мөн чанар, үндсийг тайлбарлаагүй тул үндэслэлгүй байв. Удаан хугацааны эрэл хайгуулын үр дүнд гэрлийн ялгаруулалтын үнэн, жинхэнэ эсэх, мөн чанар, үндэс суурь нь шийдэгдээгүй хэвээр үлджээ.
Хэдэн зууны дараа Фукогийн удирдлаган дор хэд хэдэн судлаачид Френель бусад таамаглал дэвшүүлж эхэлсэн бөгөөд үүний үр дүнд долгионы корпускулаас онолын давуу тал илэрсэн юм. Гэхдээ энэ онолд бас дутагдал, дутагдал байсан. Үнэн хэрэгтээ, энэхүү бүтээгдсэн тайлбар нь нар, дэлхий бие биенээсээ хол зайд оршдог тул сансарт ямар нэгэн бодис байгааг харуулж байна. Хэрэв гэрэл чөлөөтэй унаж, эдгээр объектоор дамжин өнгөрвөл тэдгээрт хөндлөн механизмууд байдаг.
Онолыг цаашид бүрдүүлэх, боловсронгуй болгох
Энэ бүх таамаглал дээр үндэслэн бие, молекулыг дүүргэдэг дэлхийн эфирийн тухай шинэ онолыг бий болгох урьдчилсан нөхцөлүүд үүссэн. Мөн энэ бодисын шинж чанарыг харгалзан үзэхэд энэ нь хатуу байх ёстой бөгөөд үүний үр дүнд эрдэмтэд уян хатан шинж чанартай гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна. Үнэн хэрэгтээ эфир нь сансар огторгуйд бөмбөрцөгт нөлөөлөх ёстой, гэхдээ ийм зүйл болохгүй. Тиймээс, энэ бодис нь гэрлийн цацраг түүгээр дамжин урсахаас бусад тохиолдолд ямар ч үндэслэлгүй бөгөөд энэ ньхатуулагтай. Ийм зөрчилдөөн дээр үндэслэн энэ таамаглал эргэлзээтэй, утгагүй бөгөөд цаашдын судалгаа болсон.
Максвелийн бүтээл
Гэрлийн долгионы шинж чанар ба гэрлийн цахилгаан соронзон онол Максвелл судалгаагаа эхлэх үед нэг болсон гэж хэлж болно. Судалгааны явцад эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн тархалтын хурд нь вакуумд байгаа тохиолдолд давхцдаг болохыг тогтоожээ. Эмпирик үндэслэлийн үр дүнд Максвелл гэрлийн жинхэнэ мөн чанарын тухай таамаглал дэвшүүлж, нотолсон нь олон жил, бусад туршлага, туршлагаар амжилттай батлагдсан. Ийнхүү өнгөрсөн зууны өмнөх зуунд гэрлийн цахилгаан соронзон онол бий болсон нь өнөөг хүртэл ашиглагдаж байна. Дараа нь үүнийг сонгодог гэж хүлээн зөвшөөрөх болно.
Гэрлийн долгионы шинж чанар: гэрлийн цахилгаан соронзон онол
Шинэ таамаглал дээр үндэслэн λ=c/ν томьёог гаргасан бөгөөд энэ нь давтамжийг тооцоолохдоо уртыг олж болохыг харуулж байна. Гэрлийн ялгарал нь цахилгаан соронзон долгион боловч зөвхөн хүмүүст мэдрэгдэх боломжтой. Үүнээс гадна тэдгээрийг ийм гэж нэрлэж болох бөгөөд 4 1014-аас 7.5 1014 Гц хүртэлх хэлбэлзэлтэй эмчилдэг. Энэ мужид хэлбэлзлийн давтамж өөр өөр байж болох ба цацрагийн өнгө нь өөр бөгөөд сегмент эсвэл интервал бүр нь өөрийн онцлог шинж чанартай, харгалзах өнгөтэй байна. Үүний үр дүнд заасан утгын давтамж нь вакуум дахь долгионы урт болно.
Тооцоолол нь гэрлийн ялгаралт нь 400 нм-ээс 700 нм (ягаан баулаан өнгө). Шилжилтийн үед өнгө, давтамж нь хадгалагдаж, долгионы уртаас хамаардаг бөгөөд энэ нь тархалтын хурдаас хамаарч өөр өөр байдаг ба вакуумд зориулагдсан байдаг. Максвеллийн гэрлийн цахилгаан соронзон онол нь шинжлэх ухааны үндэслэлтэй бөгөөд цацраг нь биеийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд шууд дарамт учруулдаг. Энэ үзэл баримтлалыг хожим Лебедев туршиж, эмпирик байдлаар нотолсон нь үнэн.
Гэрлийн цахилгаан соронзон ба квант онол
Гэрэлдэг биетүүдийн ялгаралт ба тархалт нь хэлбэлзлийн давтамжийн хувьд долгионы таамаглалаас үүссэн хуулиудтай нийцэхгүй байна. Ийм мэдэгдэл нь эдгээр механизмын бүрэлдэхүүнд хийсэн дүн шинжилгээнээс гардаг. Германы физикч Планк энэ үр дүнгийн тайлбарыг олохыг хичээсэн. Хожим нь тэрээр цацраг нь тодорхой хэсэг буюу квант хэлбэрээр явагддаг гэсэн дүгнэлтэд хүрч, дараа нь энэ массыг фотон гэж нэрлэдэг.
Үр дүнд нь оптик үзэгдлийн шинжилгээ нь гэрлийн ялгаралт ба шингээлтийг массын найрлагыг ашиглан тайлбарласан гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Харин орчинд тархсаныг долгионы онолоор тайлбарлав. Тиймээс эдгээр механизмыг бүрэн судалж, тайлбарлахын тулд шинэ үзэл баримтлал шаардлагатай байна. Түүгээр ч барахгүй шинэ систем нь гэрлийн янз бүрийн шинж чанаруудыг, өөрөөр хэлбэл корпускуляр, долгионыг тайлбарлаж, нэгтгэх ёстой байв.
Квантын онолын хөгжил
Үүний үр дүнд Бор, Эйнштейн, Планк нарын бүтээлүүд квант гэж нэрлэгддэг энэхүү сайжруулсан бүтцийн үндэс суурь болсон. Өнөөдрийг хүртэл энэ системийг тайлбарлаж, тайлбарлаж байназөвхөн гэрлийн сонгодог цахилгаан соронзон онол төдийгүй физикийн мэдлэгийн бусад салбарууд. Үндсэндээ шинэ үзэл баримтлал нь бие махбодь, орон зайд тохиолдох олон шинж чанар, үзэгдлийн үндэс суурийг бүрдүүлсэн бөгөөд үүнээс гадна асар олон нөхцөл байдлыг урьдчилан таамаглаж, тайлбарлаж өгсөн.
Үндсэндээ гэрлийн цахилгаан соронзон онолыг янз бүрийн давамгайлал дээр үндэслэсэн үзэгдэл гэж товч тайлбарласан. Жишээлбэл, оптикийн корпускуляр ба долгионы хувьсагч нь холболттой бөгөөд Планкийн томъёогоор илэрхийлэгдэнэ: ε=ℎν, квант энерги, цахилгаан соронзон цацрагийн хэлбэлзэл ба тэдгээрийн давтамж, аливаа үзэгдлийн хувьд өөрчлөгддөггүй тогтмол коэффициент байдаг. Шинэ онолын дагуу тодорхой хувьсах механизм бүхий оптик систем нь хүч чадал бүхий фотонуудаас бүрддэг. Иймд теорем ингэж сонсогдож байна: квант энерги нь цахилгаан соронзон цацраг болон түүний давтамжийн хэлбэлзэлтэй шууд пропорциональ байна.
Планк ба түүний зохиолууд
Аксиом c=νλ, Планкийн томьёоны үр дүнд ε=hc / λ үүссэн тул дээрх үзэгдэл нь вакуум дахь оптик нөлөө бүхий долгионы уртын эсрэг байна гэж дүгнэж болно. Битүү орон зайд хийсэн туршилтууд нь фотон оршин байгаа цагт тодорхой хурдтай хөдөлж, хурдаа удаашруулж чадахгүй гэдгийг харуулсан. Гэсэн хэдий ч энэ нь замдаа тааралдсан бодисын хэсгүүдэд шингэж, улмаар солилцоо үүсч, алга болдог. Протон ба нейтроноос ялгаатай нь тайван массгүй.
Цахилгаан соронзон долгион ба гэрлийн онолууд зөрчилтэй үзэгдлүүдийг тайлбарлаагүй хэвээр байна.жишээлбэл, нэг системд тодорхой шинж чанарууд байх болно, нөгөөд нь корпускуляр, гэхдээ тэдгээр нь бүгд цацрагаар нэгддэг. Квантын үзэл баримтлалд үндэслэн одоо байгаа шинж чанарууд нь оптик бүтцийн мөн чанар болон ерөнхий материалд байдаг. Өөрөөр хэлбэл бөөмс нь долгионы шинж чанартай байдаг ба тэдгээр нь эргээд корпускуляр байдаг.
Гэрлийн эх үүсвэр
Гэрлийн цахилгаан соронзон онолын үндэс нь аксиом дээр суурилдаг: молекулууд, биеийн атомууд нь харагдахуйц цацрагийг үүсгэдэг бөгөөд үүнийг оптик үзэгдлийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг. Энэ механизмыг бий болгодог асар олон тооны объектууд байдаг: чийдэн, шүдэнз, хоолой гэх мэт. Түүнээс гадна ийм зүйл бүрийг цацрагийг ялгаж буй хэсгүүдийг халаах аргаар тодорхойлдог эквивалент бүлэгт хувааж болно.
Бүтэцтэй гэрэл
Гялбааны анхны гарал үүсэл нь бие дэх бөөмсийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний улмаас атом, молекулуудын өдөөлтөөс үүдэлтэй. Энэ нь температур хангалттай өндөр байгаатай холбоотой юм. Тэдний дотоод хүч нэмэгдэж, халдаг тул цацрагийн энерги нэмэгддэг. Ийм объект нь гэрлийн эх үүсвэрийн эхний бүлэгт хамаарна.
Атом ба молекулуудын улайсдаг гэрэл нь бодисын нисдэг хэсгүүдийн үндсэн дээр үүсдэг бөгөөд энэ нь хамгийн бага хуримтлал биш, харин бүхэл бүтэн урсгал юм. Энд температур онцгой үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Энэ гэрэлтэлтийг люминесценц гэж нэрлэдэг. Энэ нь цахилгаан соронзон цацраг, химийн бодисоос үүдэлтэй гадны энергийг бие махбодид шингээж авдагтай холбоотой юм.урвал, протон, нейтрон гэх мэт.
Мөн эх үүсвэрүүдийг люминесцент гэж нэрлэдэг. Энэ системийн гэрлийн цахилгаан соронзон онолын тодорхойлолт нь дараах байдалтай байна: хэрэв биед энерги шингэсний дараа хэсэг хугацаа өнгөрч, туршлагаар хэмжигдэхүйц, дараа нь температурын үзүүлэлтээс хамааралгүй цацраг үүсгэдэг бол энэ нь дээр дурдсан зүйлд хамаарна. бүлэг.
Люминесценцийн нарийвчилсан шинжилгээ
Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн төрөл зүйлтэй тул ийм шинж чанарууд нь энэ бүлгийг бүрэн тодорхойлж чадахгүй байна. Үнэн хэрэгтээ эрчим хүчийг шингээсний дараа бие нь улайсдаг гэрэл хэвээр үлдэж, дараа нь цацраг ялгаруулдаг. Дүрмээр бол өдөөх хугацаа нь янз бүр бөгөөд олон параметрээс хамаардаг бөгөөд ихэвчлэн хэдэн цагаас хэтрэхгүй байдаг. Тиймээс халаалтын арга нь хэд хэдэн төрөл байж болно.
Ховоржуулсан хий нь шууд гүйдэл дамжин өнгөрсний дараа цацраг ялгаруулж эхэлдэг. Энэ процессыг электролюминесценц гэж нэрлэдэг. Энэ нь хагас дамжуулагч болон LED-д ажиглагддаг. Энэ нь гүйдлийн дамжуулалт нь электрон ба нүхний рекомбинацийг өгөх замаар явагддаг бөгөөд энэ механизмын улмаас оптик үзэгдэл үүсдэг. Өөрөөр хэлбэл энерги нь цахилгаанаас гэрэлд хувирдаг, урвуу дотоод фотоэлектрик эффект юм. Цахиурыг хэт улаан туяаны ялгаруулагч гэж үздэг бол галли фосфид болон цахиурын карбид нь харагдах үзэгдлийг мэдэрдэг.
Фотолюминесценцийн мөн чанар
Бие нь гэрлийг шингээж, хатуу болон шингэн нь анхныхаас бүх талаараа ялгаатай урт долгионы уртыг ялгаруулдаг.фотонууд. Улайсдаг гэрлийн хувьд хэт ягаан туяаг ашигладаг. Энэхүү өдөөх аргыг фотолюминесценц гэж нэрлэдэг. Энэ нь спектрийн харагдах хэсэгт тохиолддог. Цацраг туяа өөрчлөгддөг гэдгийг 18-р зуунд Английн эрдэмтэн Стокс нотолсон бөгөөд одоо аксиоматик дүрэм болжээ.
Гэрлийн квант ба цахилгаан соронзон онол нь Стоксын тухай ойлголтыг дараах байдлаар тодорхойлдог: молекул нь цацрагийн тодорхой хэсгийг шингээж, дулаан дамжуулах явцад бусад хэсгүүдэд шилжүүлдэг, үлдсэн энерги нь оптик үзэгдлийг ялгаруулдаг. hν=hν0 – A томьёогоор гэрэлтэх цацрагийн давтамж нь шингэсэн давтамжаас бага байх нь илүү урт долгионы урттай болох нь харагдаж байна.
Оптик үзэгдлийн тархалтын хугацаа
Гэрлийн цахилгаан соронзон онол ба сонгодог физикийн теорем нь заасан хэмжигдэхүүний хурд их байгааг харуулж байна. Эцсийн эцэст тэр Нарнаас Дэлхий хүртэлх зайг хэдхэн минутын дотор туулдаг. Олон эрдэмтэд цаг хугацааны шулуун шугам болон гэрэл нэг зайнаас нөгөө зайд хэрхэн дамждагийг шинжлэхийг оролдсон боловч үндсэндээ бүтэлгүйтсэн.
Үнэндээ гэрлийн цахилгаан соронзон онол нь хурд дээр суурилдаг бөгөөд энэ нь физикийн үндсэн тогтмол хэмжигдэхүүн боловч урьдчилан таамаглах боломжгүй, гэхдээ боломжтой юм. Формула бүтээгдсэн бөгөөд туршилтын дараа цахилгаан соронзон долгионы тархалт, хөдөлгөөн нь хүрээлэн буй орчноос хамаардаг болохыг тогтоожээ. Түүнээс гадна энэ хувьсагч тодорхойлогддогзаасан утга байрлах орон зайн үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч. Гэрлийн цацраг нь аливаа бодис руу нэвтэрч чаддаг тул соронзон нэвчилт буурдаг тул оптикийн хурдыг диэлектрик тогтмолоор тодорхойлдог.
