Гэрлийн химийн нөлөө гэж юу вэ?

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 17:52

Өнөөдөр бид гэрлийн химийн нөлөө гэж юу болох, энэ үзэгдэл одоо хэрхэн хэрэглэгдэж байгаа, түүнийг нээсэн түүх юу болохыг танд хэлэх болно.

Гэрэл ба харанхуй

Бүх уран зохиол (Библиэс орчин үеийн уран зохиол хүртэл) эдгээр хоёр эсрэг заалтыг ашигладаг. Түүгээр ч барахгүй гэрэл нь үргэлж сайн эхлэлийг, харанхуй нь муу ба бузар мууг бэлэгддэг. Хэрэв та метафизик рүү орж, үзэгдлийн мөн чанарыг ойлгохгүй бол мөнхийн сөргөлдөөний үндэс нь харанхуйгаас айх, эс тэгвээс гэрэлгүй байх явдал юм.

Хүний нүд ба цахилгаан соронзон спектр

Хүний нүд нь тодорхой долгионы урттай цахилгаан соронзон чичиргээг мэдрэхээр бүтээгдсэн. Хамгийн урт долгионы урт нь улаан гэрэл (λ=380 нанометр), хамгийн богино нь ягаан (λ=780 нанометр) юм. Цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн бүрэн спектр нь илүү өргөн бөгөөд түүний харагдах хэсэг нь зөвхөн өчүүхэн хэсгийг эзэлдэг. Хүн хэт улаан туяаны чичиргээг өөр мэдрэхүйн эрхтэн болох арьсаар мэдэрдэг. Спектрийн энэ хэсгийг хүмүүс дулаан гэж мэддэг. Хэн нэгэн нь бага зэрэг хэт ягаан туяаг харж чаддаг ("Planet Ka-Pax" киноны гол дүрийг бодоорой).

Үндсэн сувагХүний хувьд мэдээлэл бол нүд юм. Тиймээс нар жаргасны дараа харагдах гэрэл алга болоход хүмүүс эргэн тойронд юу болж байгааг үнэлэх чадвараа алддаг. Харанхуй ой нь хяналтгүй, аюултай болдог. Мөн аюул байгаа газар хэн нэгэн үл таних хүн ирээд “торх хазах” вий гэсэн айдас бас бий. Аймшигтай, муу амьтад харанхуйд амьдардаг, харин эелдэг, ойлгодог амьтад гэрэлд амьдардаг.

Цахилгаан соронзон долгионы масштаб. Нэгдүгээр хэсэг: Бага эрчим хүч

Гэрлийн химийн үйлчлэлийг авч үзэхдээ физик нь ердийн харагдах спектрийг хэлнэ.

Гэрлийг ерөнхийд нь ойлгохын тулд эхлээд цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн бүх боломжит хувилбаруудын талаар ярих хэрэгтэй:

1. Радио долгион. Тэдний долгионы урт нь дэлхийг тойрон эргэлдэж чадахуйц урт юм. Эдгээр нь гаригийн ион давхаргаас тусгагдсан бөгөөд хүмүүст мэдээлэл хүргэдэг. Тэдний давтамж 300 гигагерц ба түүнээс бага, долгионы урт нь 1 миллиметр ба түүнээс дээш (ирээдүйд - хязгааргүй хүртэл).
2. Хэт улаан туяаны цацраг. Дээр дурдсанчлан хүн хэт улаан туяаны цацрагийг дулаан гэж хүлээн зөвшөөрдөг. Спектрийн энэ хэсгийн долгионы урт нь харагдахаас өндөр - 1 миллиметрээс 780 нанометр хүртэл, давтамж нь бага - 300-аас 429 терагерц хүртэл.
3. Харагдах спектр. Хүний нүдээр хүлээн авдаг бүхэл масштабын тэр хэсэг. Долгионы урт 380-аас 780 нанометр, давтамж 429-750 терагерц.

Цахилгаан соронзон долгионы масштаб. Хоёрдугаар хэсэг: Өндөр энерги

Доор жагсаасан долгион нь давхар утгатай: үхлийн аюултайамьдралд аюултай, гэхдээ тэр үед тэдгүйгээр биологийн оршин тогтнох боломжгүй байсан.

1. Хэт ягаан туяаны цацраг. Эдгээр фотонуудын энерги нь харагдахуйцаас өндөр байдаг. Тэдгээрийг манай төв гэрэлтүүлэгч Нараар хангадаг. Цацрагийн шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна: долгионы урт 10-аас 380 нанометр, давтамж нь 310¹⁴-аас 310^{16 Герц хүртэл.}
2. Рентген туяа. Яс хугарсан хүн бүр мэддэг. Гэхдээ эдгээр долгионыг зөвхөн анагаах ухаанд ашигладаггүй. Мөн тэдгээрийн электронууд нь өндөр хурдтайгаар цацруулдаг бөгөөд энэ нь хүчтэй талбарт буюу хүнд атомуудад удааширч, электрон нь дотоод бүрхүүлээс тасарсан байдаг. Долгионы урт 5 пикометрээс 10 нанометр, давтамжийн хүрээ 310¹⁶-610^{19 Герц.}
3. Гамма цацраг. Эдгээр долгионы энерги нь ихэвчлэн рентген туяатай давхцдаг. Тэдний спектр нь ихээхэн давхцдаг, зөвхөн гарал үүслийн эх үүсвэр нь ялгаатай. Гамма цацраг нь зөвхөн цөмийн цацраг идэвхт процессоор үүсдэг. Гэхдээ рентген туяанаас ялгаатай нь γ-цацраг нь илүү их энерги гаргах чадвартай.

Бид цахилгаан соронзон долгионы масштабын үндсэн хэсгүүдийг өгсөн. Хүрээ бүр нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдана. Жишээлбэл, "хатуу рентген" эсвэл "вакуум хэт ягаан туяа" ихэвчлэн сонсогддог. Гэхдээ энэ хуваагдал нь өөрөө болзолт юм: нэг спектрийн хил хязгаар, нөгөө спектрийн эхлэл хаана байгааг тодорхойлоход нэлээд хэцүү байдаг.

Гэрэл ба санах ой

Бидний өмнө хэлсэнчлэн хүний тархи мэдээллийн гол урсгалыг хараагаар дамжуулан хүлээн авдаг. Гэхдээ чухал мөчүүдийг хэрхэн хэмнэх вэ? Гэрэл зургийг бүтээхээс өмнө (үүнд гэрлийн химийн үйлчлэл оролцдогшууд үйл явц) өдрийн тэмдэглэлдээ сэтгэгдлээ бичиж эсвэл зураачийг дуудаж хөрөг, зураг зурах боломжтой. Эхний арга нь субьектив байдлыг нүгэл үйлддэг, хоёрдугаарт - хүн бүр үүнийг төлж чадахгүй.

Уран зохиол, уран зургийн өөр хувилбарыг олоход боломж үргэлж тусалсан. Мөнгөний нитрат (AgNO_{3) агаарт харанхуйлах чадвар нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Энэ баримт дээр үндэслэн гэрэл зураг бүтээжээ. Гэрлийн химийн нөлөө нь фотоны энерги нь цэвэр мөнгийг давснаас нь салгахад хувь нэмэр оруулдаг явдал юм. Энэ хариу үйлдэл нь зөвхөн бие махбодийн хариу үйлдэл биш юм.}

1725 онд Германы физикч И. Г. Шульц мөнгө ууссан азотын хүчлийг шохойтой санамсаргүй хольжээ. Тэгээд би бас санамсаргүй байдлаар нарны гэрэл хольцыг бараан болгож байгааг анзаарсан.

Хэд хэдэн шинэ бүтээлүүд дагасан. Зургийг зэс, цаас, шил, эцэст нь хуванцар хальсан дээр хэвлэсэн.

Лебедевийн туршилт

Зургийг хадгалах практик хэрэгцээ нь туршилт, дараа нь онолын нээлт хийхэд хүргэсэн гэж бид дээр хэлсэн. Заримдаа энэ нь эсрэгээрээ тохиолддог: аль хэдийн тооцоолсон баримтыг туршилтаар баталгаажуулах шаардлагатай. Гэрлийн фотонууд нь долгион төдийгүй бөөмс байдаг гэдгийг эрдэмтэд эртнээс таамаглаж байсан.

Лебедев мушгирах баланс дээр суурилсан төхөөрөмж бүтээжээ. Хавтан дээр гэрэл тусах үед сум "0" байрлалаас хазайсан. Тиймээс фотонууд гадаргуу руу импульс дамжуулдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрт дарамт учруулдаг нь батлагдсан. Мөн гэрлийн химийн үйлчлэл үүнд ихээхэн хамааралтай.

Эйнштэйн аль хэдийн харуулсанчлан масс болон энерги нь нэг бөгөөд адилхан юм. Үүний үр дүнд бодист "уусдаг" фотон нь түүний мөн чанарыг өгдөг. Бие махбодь хүлээн авсан энергийг янз бүрийн аргаар, тэр дундаа химийн хувиргалтанд ашиглаж болно.

Нобелийн шагнал ба электрон

Аль хэдийн дурдсан эрдэмтэн Альберт Эйнштейн харьцангуйн тусгай онол, E=mc2 томъёо болон харьцангуйн нөлөөг нотолсон гэдгээрээ алдартай. Гэхдээ тэр шинжлэх ухааны гол шагналыг үүнийхээ төлөө биш, харин өөр нэг сонирхолтой нээлтийн төлөө авсан. Эйнштейн хэд хэдэн туршилтаар гэрэл нь гэрэлтсэн биеийн гадаргуугаас электроныг "сугалж" чадна гэдгийг баталсан. Энэ үзэгдлийг гадаад фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг. Хэсэг хугацааны дараа ижил Эйнштейн дотоод фотоэлектрик эффект байдгийг олж мэдсэн: гэрлийн нөлөөн дор электрон биеэс гарахгүй, харин дахин хуваарилагдах үед дамжуулалтын зурваст шилждэг. Мөн гэрэлтсэн бодис нь цахилгаан дамжуулах чанарыг өөрчилдөг!

Энэ үзэгдлийг хэрэглэх талбарууд нь маш олон: катодын чийдэнгээс эхлээд хагас дамжуулагч сүлжээнд "оролт" хүртэл. Фотоэлектрик эффект ашиглахгүйгээр бидний амьдрал орчин үеийнхээрээ боломжгүй юм. Гэрлийн химийн нөлөө нь матери дахь фотоны энергийг янз бүрийн хэлбэрт хувиргаж болохыг л баталж байна.

Озоны нүх ба цагаан толбо

Бага зэрэг өндөрт бид цахилгаан соронзон цацрагийн нөлөөн дор химийн урвал явагдах үед оптик хүрээг илэрхийлдэг гэж хэлсэн. Бидний одоо өгөхийг хүсч буй жишээ үүнээс арай илүү байна.

Саяхан дэлхийн эрдэмтэд Антарктидын дээгүүр түгшүүр зарлавозоны цоорхой өлгөөтэй, байнга тэлж, энэ нь дэлхийд муугаар дуусна. Гэвч дараа нь бүх зүйл тийм ч аймшигтай биш болох нь тогтоогджээ. Нэгдүгээрт, зургаа дахь тивийн озоны давхарга бусад газраас нимгэн байдаг. Хоёрдугаарт, энэ толбоны хэмжээ өөрчлөгдөх нь хүний үйл ажиллагаанаас хамаардаггүй, нарны гэрлийн эрч хүчээр тодорхойлогддог.

Гэхдээ озон хаанаас гардаг вэ? Энэ бол зүгээр л хөнгөн химийн урвал юм. Нарны ялгаруулдаг хэт ягаан туяа нь агаар мандлын дээд давхаргад хүчилтөрөгчтэй уулздаг. Хэт ягаан туяа ихтэй, хүчилтөрөгч багатай, ховордсон байдаг. Зөвхөн задгай орон зай ба вакуумаас дээш. Мөн хэт ягаан туяаны энерги нь тогтвортой O₂ молекулуудыг хоёр атомын хүчилтөрөгч болгон задлах чадвартай. Дараа нь дараагийн хэт ягаан туяаны квант нь O_{3 холболтыг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг. Энэ бол озон.}

Озоны хий бүх амьд биетийг үхэлд хүргэдэг. Хүний хэрэглэдэг бактери, вирусыг устгахад маш үр дүнтэй. Агаар мандалд бага хэмжээний хийн концентраци нь хоргүй ч цэвэр озоноор амьсгалахыг хориглоно.

Мөн энэ хий нь хэт ягаан туяаг маш үр дүнтэй шингээдэг. Тиймээс озоны давхарга нь маш чухал юм: энэ нь гаригийн гадаргуугийн оршин суугчдыг бүх биологийн организмыг ариутгах эсвэл устгах боломжтой илүүдэл цацрагаас хамгаалдаг. Одоо гэрлийн химийн нөлөө нь тодорхой болсон гэж найдаж байна.