Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Поняття про хвильову і квантову природу світла




Питання про природу світла є досить складним. З одного боку світло можна розглядати як електромагнітну хвилю довжиною , що сприймається оком людини. Типові хвильові властивості світла – дифракція, інтерференція, поляризація підтверджують хвильову природу світла. Але існують і інщі явища, наприклад фотоефект, ефект Комптона і.т.д., які не можуть бути пояснені хвильвою теорією. Для пояснення цих явищ приходиться розглядати світло як потік особливих частинок (корпускул) – фотонів, або світлових квантів. Тобто світлу притаманні і хвильові і корпускулярні властивості.

Для пояснення однієї групи оптичних явищ ми вимушені звертатися до хвильової точки зору на природу світла, для пояснення іншої – до корпускулярної. Яка ж в дійсності природа світла? Відповідь на це питання дає сучасна квантова механіка.

Виявляється, що однозначної відповіді просто не існує. Зверніть увагу, що в природі і житті не все можна однозначно визначити і все абсолютно зрозуміти. (Хоча де хто з студентів думають, що це стосується тільки фізики.) Адже такі прості і, на перший погляд, зрозумілі поняття як “хороша людина”, кохання, щастя, “успіх” не можна укласти в межі чітких визначень (подумайте над цим). Наприклад, людина, яку ми звикли вважати “хорошою”, може повести себе зовсім не так, як ми очікуємо в тій чи іншій життєвій ситуації.

Важливим відкриттям сучасної фізики є висновок, що багатьом процесам мікросвіту і, зокрема, світлу притаманний корпускулярно- хвильовий дуалізм (подвійність властивостей).

При поширенні – світло проявляє хвильові властивості. При випромінюванні й поглинанні – як хвильові, так й корпускулярні. Треба просто звикнути до цього, як ми звикаємо, що наша улюблена людина може поводити себе по-різному.

Для тих хто “полюбляє” визначення можна пропонувати слідуюче. Сучасна квантова механіка визначає світло як форму матерії, що існує у вигляді фундаментальних утворень – квантів, які не можна ототожнювати ні з хвилею, ні з частинкою. Квант світла буде проявляти хвильові, або корпускулярні властивості в залежності не тільки від власних властивостей, але і від властивостей середовища, що його оточує – від властивостей системи, із якою він взаємодіє. Щоб зрозуміти це визначення необхідно обов'язково прочитати наступні розділи.

 

Класична й квантова фізика про природу електромагнітного випромінювання

Згідно класичної електродинаміки, якщо заряди рухаються прискорено (змінюється їх швидкість), спостерігається випромінювання електромагнітних хвиль. Прикладом прискореного руху зарядів є гармонічні коливання електронів у коливальному контурі, або антенному пристрої. Частота випромінювання дорівнює частоті , із якою коливаються заряди. Якщо коливання електронів не гармонічні, то випромінюється хвиля, якій відповідає не одна частота, а певна полоса частот . Енергія випромінювання тим більша, чим більша частота.

На класичних уявленнях ґрунтується робота сучасних радіо, телевізійних систем, систем зв'язку і.т.д. Але механізм випромінювання світла виявляється більш складним.

В широкому розумінні, до світлового діапазону належать інфрачервоне (ІЧ) випромінювання, видиме світло й ультрафіолетове (УФ) випромінювання. Діапазон частот становить приблизно (1011 - 1017)Гц.

Найбільш поширеними джерелами цих видів випромінювання є атоми й молекули. ІЧ випромінювання виникає при складному русі атомів у молекулах. Такий рух відбувається при обертанні молекули і коливанні її атомів. Видиме світло й УФ випромінювання спостерігається при коливанні електронів в атомах і іонах.

Було б дуже спрощено і не вірно вважати, що електрони у атомах здійснюють прості коливальні рухи, або допускати інші “класичні” уявлення про можливі траєкторії їхнього руху.

Тільки квантова механіка вивчає закони руху мікрооб'єктів і описує властивості на мікрорівні. Перехід від класичної фізики до квантової є перехід не від макросвіту до мікросвіту, а від менш глибокого до більш глибокого розглядання матерії.

Згідно сучасної квантової теорії електромагнітне випромінювання випускається, поширюється й поглинається у вигляді окремих порцій енергії, величина яких пропорційна частоті випромінювання . Коефіцієнт пропорційності називається сталою Планка.

Величина дуже мала, тому дуже мала і порція енергії випромінювання . Виявилась, що таку енергію має частинка, яку називають квантом випромінювання, або фотоном.

Отже, не важливо як саме рухаються електрони в атомах. Головне зрозуміти, що енергія випромінюючого тіла змінюється порціями, або дискретно. Мінімальна порція енергії, яка випромінюється, уноситься квантом з енергією .

Співвідношення не можна довести логічно. Ніхто не знає чому це так. Просто так побудована природа. Прийнявши це можна пояснити інші явища.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 707 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Большинство людей упускают появившуюся возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © Томас Эдисон
==> читать все изречения...

4627 - | 4273 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.