Në fizikë, dukuritë e dritës janë optike, pasi i përkasin këtij nënseksioni. Efektet e këtij fenomeni nuk kufizohen në bërjen e objekteve përreth njerëzve të dukshëm. Përveç kësaj, ndriçimi diellor transmeton energji termike në hapësirë, si rezultat i së cilës trupat nxehen. Bazuar në këtë, u parashtruan disa hipoteza për natyrën e këtij fenomeni.
Transferimi i energjisë kryhet nga trupat dhe valët që përhapen në mjedis, kështu që rrezatimi përbëhet nga grimca të quajtura trupa. Kështu i quajti Njutoni, pas tij u shfaqën studiues të rinj që e përmirësuan këtë sistem, ishin Huygens, Foucault etj. Teoria elektromagnetike e dritës u parashtrua pak më vonë nga Maxwell.
Origjina dhe zhvillimi i teorisë së dritës
Falë hipotezës së parë, Njutoni formoi një sistem korpuskular, i cili shpjegoi qartëthelbi i dukurive optike. Rrezatime të ndryshme ngjyrash u përshkruan si komponentë strukturorë të përfshirë në këtë teori. Ndërhyrja dhe difraksioni u shpjeguan nga shkencëtari holandez Huygens në shekullin e 16-të. Ky studiues parashtroi dhe përshkroi teorinë e dritës bazuar në valë. Sidoqoftë, të gjitha sistemet e krijuara nuk ishin të justifikuara, pasi ato nuk shpjegonin vetë thelbin dhe bazën e fenomeneve optike. Si rezultat i një kërkimi të gjatë, çështjet e së vërtetës dhe autenticitetit të emetimeve të dritës, si dhe thelbi dhe baza e tyre, mbetën të pazgjidhura.
Disa shekuj më vonë, disa studiues nën udhëheqjen e Foucault, Fresnel filluan të parashtrojnë hipoteza të tjera, për shkak të të cilave u zbulua avantazhi teorik i valëve mbi korpuskulat. Mirëpo, edhe kjo teori kishte të meta dhe të meta. Në fakt, ky përshkrim i krijuar sugjeronte praninë e një substance që ndodhet në hapësirë, për faktin se Dielli dhe Toka janë në një distancë të largët nga njëri-tjetri. Nëse drita bie lirshëm dhe kalon nëpër këto objekte, atëherë në to ka mekanizma tërthor.
Formimi dhe përmirësimi i mëtejshëm i teorisë
Bazuar në të gjithë këtë hipotezë, lindën parakushtet për krijimin e një teorie të re rreth eterit botëror, i cili mbush trupa dhe molekula. Dhe duke marrë parasysh karakteristikat e kësaj substance, ajo duhet të jetë e fortë, si rezultat, shkencëtarët arritën në përfundimin se ajo ka veti elastike. Në fakt, eteri duhet të ndikojë në globin në hapësirë, por kjo nuk ndodh. Kështu, kjo substancë nuk justifikohet në asnjë mënyrë, përveç se rrezatimi i dritës rrjedh nëpër të, dhe atëka fortësi. Bazuar në kontradikta të tilla, kjo hipotezë u vu në dyshim, e pakuptimtë dhe kërkime të mëtejshme.
Veprat e Maxwell
Vetitë valore të dritës dhe teoria elektromagnetike e dritës mund të thuhet se janë bërë një kur Maxwell filloi kërkimin e tij. Gjatë studimit, u zbulua se shpejtësitë e përhapjes së këtyre sasive përputhen nëse ato janë në vakum. Si rezultat i vërtetimit empirik, Maxwell parashtroi dhe vërtetoi një hipotezë për natyrën e vërtetë të dritës, e cila u konfirmua me sukses nga vitet dhe praktikat dhe përvojat e tjera. Kështu, në shekullin e kaluar u krijua një teori elektromagnetike e dritës, e cila përdoret edhe sot. Më vonë do të njihet si një klasik.
Vetitë valore të dritës: teoria elektromagnetike e dritës
Bazuar në hipotezën e re, është nxjerrë formula λ=c/ν, e cila tregon se gjatësia mund të gjendet kur llogaritet frekuenca. Emetimet e dritës janë valë elektromagnetike, por vetëm nëse ato janë të perceptueshme për njerëzit. Përveç kësaj, ato mund të quhen të tilla dhe trajtohen me luhatje nga 4 1014 deri në 7.5 1014 Hz. Në këtë interval, frekuenca e lëkundjeve mund të ndryshojë dhe ngjyra e rrezatimit është e ndryshme, dhe çdo segment ose interval do të ketë një ngjyrë karakteristike dhe përkatëse për të. Si rezultat, frekuenca e vlerës së specifikuar është gjatësia e valës në vakum.
Llogaritja tregon se emetimi i dritës mund të jetë nga 400 nm në 700 nm (vjollcë dhengjyrat e kuqe). Në tranzicion, nuanca dhe frekuenca ruhen dhe varen nga gjatësia e valës, e cila ndryshon në bazë të shpejtësisë së përhapjes dhe specifikohet për një vakum. Teoria elektromagnetike e Maxwell për dritën bazohet në një bazë shkencore, ku rrezatimi ushtron presion mbi përbërësit e trupit dhe drejtpërdrejt mbi të. Vërtetë, ky koncept më vonë u testua dhe u vërtetua empirikisht nga Lebedev.
Teoria elektromagnetike dhe kuantike e dritës
Emetimi dhe shpërndarja e trupave ndriçues për sa i përket frekuencave të lëkundjeve nuk është në përputhje me ligjet që janë nxjerrë nga hipoteza e valës. Një deklaratë e tillë vjen nga një analizë e përbërjes së këtyre mekanizmave. Fizikani gjerman Planck u përpoq të gjente një shpjegim për këtë rezultat. Më vonë, ai arriti në përfundimin se rrezatimi ndodh në formën e pjesëve të caktuara - një kuantike, atëherë kjo masë u quajt fotone.
Si rezultat, analiza e fenomeneve optike çoi në përfundimin se emetimi dhe thithja e dritës u shpjeguan duke përdorur përbërjen e masës. Ndërsa ato që përhapeshin në medium shpjegoheshin me teorinë valore. Kështu, kërkohet një koncept i ri për të eksploruar dhe përshkruar plotësisht këto mekanizma. Për më tepër, sistemi i ri supozohej të shpjegonte dhe kombinonte vetitë e ndryshme të dritës, domethënë korpuskulare dhe valë.
Zhvillimi i teorisë kuantike
Si rezultat, veprat e Bohr, Ajnshtajn, Planck ishin baza e kësaj strukture të përmirësuar, e cila u quajt kuantike. Deri më sot, ky sistem përshkruan dhe shpjegonjo vetëm teoria klasike elektromagnetike e dritës, por edhe degë të tjera të njohurive fizike. Në thelb, koncepti i ri formoi bazën e shumë vetive dhe fenomeneve që ndodhin në trupa dhe hapësirë, dhe përveç kësaj, ai parashikoi dhe shpjegoi një numër të madh situatash.
Në thelb, teoria elektromagnetike e dritës përshkruhet shkurtimisht si një fenomen i bazuar në dominantë të ndryshëm. Për shembull, variablat korpuskulare dhe valore të optikës kanë një lidhje dhe shprehen me formulën e Planck: ε=ℎν, ka energji kuantike, lëkundje të rrezatimit elektromagnetik dhe frekuencën e tyre, një koeficient konstant që nuk ndryshon për asnjë fenomen. Sipas teorisë së re, një sistem optik me mekanizma të caktuar të ndryshëm përbëhet nga fotone me forcë. Kështu, teorema tingëllon kështu: energjia kuantike është drejtpërdrejt proporcionale me rrezatimin elektromagnetik dhe luhatjet e tij të frekuencës.
Planck dhe shkrimet e tij
Aksioma c=νλ, si rezultat i formulës së Planck-ut prodhohet ε=hc / λ, ndaj mund të konkludohet se dukuria e mësipërme është e kundërta e gjatësisë së valës me ndikim optik në vakum. Eksperimentet e kryera në një hapësirë të mbyllur treguan se për sa kohë ekziston një foton, ai do të lëvizë me një shpejtësi të caktuar dhe nuk do të jetë në gjendje të ngadalësojë ritmin e tij. Sidoqoftë, ajo përthithet nga grimcat e substancave që takohen gjatë rrugës, si rezultat, ndodh një shkëmbim dhe zhduket. Ndryshe nga protonet dhe neutronet, ai nuk ka masë pushimi.
Valët elektromagnetike dhe teoritë e dritës ende nuk shpjegojnë fenomenet kontradiktore,për shembull, në një sistem do të ketë veti të theksuara, dhe në një tjetër korpuskulare, por, megjithatë, të gjitha janë të bashkuara nga rrezatimi. Bazuar në konceptin e kuantit, vetitë ekzistuese janë të pranishme në vetë natyrën e strukturës optike dhe në materien e përgjithshme. Kjo do të thotë, grimcat kanë veti valore dhe këto, nga ana tjetër, janë korpuskulare.
Burimet e dritës
Themelet e teorisë elektromagnetike të dritës bazohen në aksiomën, e cila thotë: molekulat, atomet e trupave krijojnë rrezatim të dukshëm, i cili quhet burim i një dukurie optike. Ekziston një numër i madh objektesh që prodhojnë këtë mekanizëm: një llambë, shkrepse, tuba etj. Për më tepër, çdo gjë e tillë mund të ndahet në grupe ekuivalente, të cilat përcaktohen me metodën e ngrohjes së grimcave që realizojnë rrezatimin.
Drita të strukturuara
Origjina origjinale e shkëlqimit është për shkak të ngacmimit të atomeve dhe molekulave për shkak të lëvizjes kaotike të grimcave në trup. Kjo ndodh sepse temperatura është mjaft e lartë. Energjia e rrezatuar rritet për shkak të faktit se forca e tyre e brendshme rritet dhe nxehet. Objekte të tilla i përkasin grupit të parë të burimeve të dritës.
Inkandeshenca e atomeve dhe molekulave lind në bazë të grimcave fluturuese të substancave, dhe ky nuk është një grumbullim minimal, por një rrjedhë e tërë. Temperatura këtu nuk luan një rol të veçantë. Ky shkëlqim quhet lumineshencë. Kjo do të thotë, ndodh gjithmonë për shkak të faktit se trupi thith energjinë e jashtme të shkaktuar nga rrezatimi elektromagnetik, kimikreaksioni, protonet, neutronet, etj.
Dhe burimet quhen lumineshente. Përkufizimi i teorisë elektromagnetike të dritës së këtij sistemi është si vijon: nëse pas përthithjes së energjisë nga një trup kalon një kohë, e matshme nga përvoja, dhe atëherë ai prodhon rrezatim jo për shkak të treguesve të temperaturës, prandaj, i përket sa më sipër. grup.
Analizë e detajuar e lumineshencës
Megjithatë, karakteristika të tilla nuk e përshkruajnë plotësisht këtë grup, për faktin se ai ka disa lloje. Në fakt, pas thithjes së energjisë, trupat mbeten inkandeshentë dhe më pas lëshojnë rrezatim. Koha e ngacmimit, si rregull, ndryshon dhe varet nga shumë parametra, shpesh nuk kalon disa orë. Kështu, metoda e ngrohjes mund të jetë e disa llojeve.
Një gaz i rafinuar fillon të lëshojë rrezatim pasi një rrymë e drejtpërdrejtë ka kaluar nëpër të. Ky proces quhet elektrolumineshencë. Vërehet në gjysmëpërçues dhe LED. Kjo ndodh në atë mënyrë që kalimi i rrymës jep rikombinimin e elektroneve dhe vrimave, për shkak të këtij mekanizmi lind një fenomen optik. Kjo do të thotë, energjia shndërrohet nga elektrike në dritë, efekti i kundërt i brendshëm fotoelektrik. Silici konsiderohet një emetues infra të kuqe, ndërsa fosfidi i galiumit dhe karbidi i silikonit realizojnë fenomenin e dukshëm.
Esenca e fotolumineshencës
Trupi thith dritën dhe lëndët e ngurta dhe lëngjet lëshojnë gjatësi vale të gjata që ndryshojnë në të gjitha aspektet nga origjinalifotone. Për inkandeshencë, përdoret inkandeshenca ultravjollcë. Kjo metodë e ngacmimit quhet fotolumineshencë. Ndodh në pjesën e dukshme të spektrit. Rrezatimi është transformuar, ky fakt u vërtetua nga shkencëtari anglez Stokes në shekullin e 18-të dhe tani është një rregull aksiomatik.
Teoria kuantike dhe elektromagnetike e dritës përshkruajnë konceptin e Stokes si më poshtë: një molekulë thith një pjesë të rrezatimit, më pas e transferon atë në grimca të tjera në procesin e transferimit të nxehtësisë, energjia e mbetur lëshon një fenomen optik. Me formulën hν=hν0 – A, rezulton se frekuenca e emetimit të luminescencës është më e ulët se frekuenca e absorbuar, duke rezultuar në një gjatësi vale më të gjatë.
Afati kohor për përhapjen e një fenomeni optik
Teoria elektromagnetike e dritës dhe teorema e fizikës klasike tregojnë faktin se shpejtësia e sasisë së treguar është e madhe. Në fund të fundit, ai përshkon distancën nga Dielli në Tokë në pak minuta. Shumë shkencëtarë janë përpjekur të analizojnë vijën e drejtë të kohës dhe mënyrën se si drita udhëton nga një distancë në tjetrën, por në thelb ata kanë dështuar.
Në fakt, teoria elektromagnetike e dritës bazohet në shpejtësinë, e cila është konstanta kryesore e fizikës, por jo e parashikueshme, por e mundshme. U krijuan formula dhe pas testimit rezultoi se përhapja dhe lëvizja e valëve elektromagnetike varet nga mjedisi. Për më tepër, kjo ndryshore është e përcaktuarindeksin absolut të thyerjes së hapësirës ku ndodhet vlera e specifikuar. Rrezatimi i dritës është në gjendje të depërtojë në çdo substancë, si rezultat, përshkueshmëria magnetike zvogëlohet, duke pasur parasysh këtë, shpejtësia e optikës përcaktohet nga konstanta dielektrike.
