Sot do t'ju tregojmë se cili është efekti kimik i dritës, si zbatohet ky fenomen tani dhe cila është historia e zbulimit të saj.
Drita dhe errësira
E gjithë literatura (nga Bibla në trillime moderne) i shfrytëzon këto dy të kundërta. Për më tepër, drita gjithmonë simbolizon një fillim të mirë, dhe errësira - e keqe dhe e keqe. Nëse nuk hyni në metafizikë dhe nuk kuptoni thelbin e fenomenit, atëherë baza e përballjes së përjetshme është frika nga errësira, ose më mirë, mungesa e dritës.
Syri i njeriut dhe spektri elektromagnetik
Syri i njeriut është krijuar në mënyrë që njerëzit të perceptojnë dridhjet elektromagnetike të një gjatësi vale të caktuar. Gjatësia valore më e gjatë i përket dritës së kuqe (λ=380 nanometra), më e shkurtra - vjollcës (λ=780 nanometra). Spektri i plotë i lëkundjeve elektromagnetike është shumë më i gjerë, dhe pjesa e tij e dukshme zë vetëm një pjesë të vogël. Një person percepton dridhjet infra të kuqe me një organ tjetër shqisor - lëkurën. Këtë pjesë të spektrit njerëzit e njohin si nxehtësi. Dikush është në gjendje të shohë pak ultravjollcë (mendoni personazhin kryesor në filmin "Planet Ka-Pax").
Kanali kryesorinformacioni për një person është syri. Prandaj, njerëzit humbasin aftësinë për të vlerësuar se çfarë po ndodh kur drita e dukshme zhduket pas perëndimit të diellit. Pylli i errët bëhet i pakontrollueshëm, i rrezikshëm. Dhe aty ku ka rrezik, ekziston edhe frika se mos vjen dikush i panjohur dhe “kafshojë fuçinë”. Krijesat e frikshme dhe të liga jetojnë në errësirë, por krijesat e sjellshme dhe të kuptueshme jetojnë në dritë.
Shkalla e valëve elektromagnetike. Pjesa e parë: Energjitë e ulëta
Kur shqyrtojmë veprimin kimik të dritës, fizika nënkupton spektrin normalisht të dukshëm.
Për të kuptuar se çfarë është drita në përgjithësi, fillimisht duhet të flisni për të gjitha opsionet e mundshme për lëkundjet elektromagnetike:
- Valët e radios. Gjatësia e valës së tyre është aq e gjatë sa mund të rrotullohen rreth Tokës. Ato reflektohen nga shtresa jonike e planetit dhe mbartin informacion tek njerëzit. Frekuenca e tyre është 300 gigahertz ose më pak, dhe gjatësia e valës është nga 1 milimetër ose më shumë (në të ardhmen - deri në pafundësi).
- Rrezatim infra të kuq. Siç thamë më lart, një person e percepton rrezen infra të kuqe si nxehtësi. Gjatësia e valës së kësaj pjese të spektrit është më e lartë se ajo e dukshme - nga 1 milimetër në 780 nanometra, dhe frekuenca është më e ulët - nga 300 në 429 terahertz.
- Spekt i dukshëm. Ajo pjesë e të gjithë peshores që percepton syri i njeriut. Gjatësia e valës nga 380 në 780 nanometra, frekuenca nga 429 në 750 terahertz.
Shkalla e valëve elektromagnetike. Pjesa e dytë: Energjitë e larta
Valët e renditura më poshtë kanë një kuptim të dyfishtë: ato janë vdekjeprurësetë rrezikshme për jetën, por në të njëjtën kohë, pa to, ekzistenca biologjike nuk mund të kishte lindur.
- Rrezatimi UV. Energjia e këtyre fotoneve është më e lartë se ajo e atyre të dukshme. Ato furnizohen nga ndriçuesi ynë qendror, Dielli. Dhe karakteristikat e rrezatimit janë si më poshtë: gjatësia e valës nga 10 në 380 nanometra, frekuenca nga 31014 deri në 31016 Hertz.
- rrezet X. Kushdo që ka kocka të thyera është i njohur me to. Por këto valë përdoren jo vetëm në mjekësi. Dhe elektronet e tyre rrezatojnë me shpejtësi të madhe, e cila ngadalësohet në një fushë të fortë, ose atome të rënda, në të cilat një elektron është shkëputur nga shtresa e brendshme. Gjatësia e valës nga 5 pikometra në 10 nanometra, frekuenca varion midis 31016-61019 Hertz.
- Rrezatimi gama. Energjia e këtyre valëve shpesh përkon me atë të rrezeve X. Spektri i tyre mbivendoset ndjeshëm, vetëm burimi i origjinës ndryshon. Rrezet gama prodhohen vetëm nga proceset radioaktive bërthamore. Por, ndryshe nga rrezet X, rrezatimi γ është i aftë për energji më të larta.
Kemi dhënë seksionet kryesore të shkallës së valëve elektromagnetike. Secila prej diapazoneve është e ndarë në seksione më të vogla. Për shembull, shpesh mund të dëgjohen "rrezet x të forta" ose "ultraviolet me vakum". Por kjo ndarje në vetvete është e kushtëzuar: është mjaft e vështirë të përcaktohet se ku janë kufijtë e një spektri dhe fillimi i një spektri tjetër.
Drita dhe kujtesa
Siç kemi thënë tashmë, truri i njeriut merr rrjedhën kryesore të informacionit përmes vizionit. Por si i ruani momentet e rëndësishme? Para shpikjes së fotografisë (veprimi kimik i dritës është i përfshirë në këtëprocesoni drejtpërdrejt), dikush mund të shkruajë përshtypjet e dikujt në një ditar ose të thërrasë një artist për të pikturuar një portret ose një foto. Mënyra e parë mëkaton subjektivitetin, e dyta - jo të gjithë mund ta përballojnë atë.
Si gjithmonë, rasti ndihmoi për të gjetur një alternativë ndaj letërsisë dhe pikturës. Aftësia e nitratit të argjendit (AgNO3) për t'u errësuar në ajër ka qenë prej kohësh e njohur. Në bazë të këtij fakti është ndërtuar një fotografi. Efekti kimik i dritës është se energjia e fotonit kontribuon në ndarjen e argjendit të pastër nga kripa e tij. Reagimi nuk është aspak fizik.
Në 1725, fizikani gjerman I. G. Schultz përziu aksidentalisht acidin nitrik, në të cilin ishte tretur argjendi, me shkumës. Dhe pastaj rastësisht vura re se rrezet e diellit errësojnë përzierjen.
Një numër shpikjesh pasuan. Fotot u printuan në bakër, letër, xham dhe në fund në film plastik.
Eksperimentet e Lebedev
E thamë më lart se nevoja praktike për të ruajtur imazhet çoi në eksperimente dhe më vonë në zbulime teorike. Ndonjëherë ndodh anasjelltas: një fakt i llogaritur tashmë duhet të konfirmohet me eksperiment. Fakti që fotonet e dritës nuk janë vetëm valë, por edhe grimca, shkencëtarët e kanë marrë me mend prej kohësh.
Lebedev ndërtoi një pajisje të bazuar në balancat e rrotullimit. Kur drita ra në pllaka, shigjeta devijoi nga pozicioni "0". Pra, u vërtetua se fotonet transmetojnë moment në sipërfaqe, që do të thotë se ato ushtrojnë presion mbi to. Dhe veprimi kimik i dritës ka shumë të bëjë me të.
Siç ka treguar tashmë Ajnshtajni, masa dhe energjia janë një dhe e njëjta gjë. Rrjedhimisht, fotoni, duke u “tretur” në substancë, i jep asaj thelbin e tij. Trupi mund të përdorë energjinë e marrë në mënyra të ndryshme, duke përfshirë transformimet kimike.
Çmimi Nobel dhe elektronet
Shkencëtari i përmendur tashmë Albert Einstein është i njohur për teorinë e tij speciale të relativitetit, formulën E=mc2 dhe provën e efekteve relativiste. Por ai mori çmimin kryesor të shkencës jo për këtë, por për një zbulim tjetër shumë interesant. Ajnshtajni vërtetoi në një seri eksperimentesh se drita mund të "tërheqë" një elektron nga sipërfaqja e një trupi të ndriçuar. Ky fenomen quhet efekti i jashtëm fotoelektrik. Pak më vonë, i njëjti Ajnshtajn zbuloi se ekziston edhe një efekt i brendshëm fotoelektrik: kur një elektron nën ndikimin e dritës nuk largohet nga trupi, por rishpërndahet, ai kalon në brezin e përcjelljes. Dhe substanca e ndriçuar ndryshon vetinë e përçueshmërisë!
Fushat në të cilat zbatohet ky fenomen janë të shumta: nga llambat katodike deri tek "përfshirja" në rrjetin gjysmëpërçues. Jeta jonë në formën e saj moderne do të ishte e pamundur pa përdorimin e efektit fotoelektrik. Efekti kimik i dritës vetëm konfirmon se energjia e një fotoni në materie mund të shndërrohet në forma të ndryshme.
Vrimat e ozonit dhe njollat e bardha
Pak më lart thamë se kur reaksionet kimike ndodhin nën ndikimin e rrezatimit elektromagnetik, nënkuptohet diapazoni optik. Shembulli që duam të japim tani shkon pak përtej kësaj.
Kohët e fundit, shkencëtarët në mbarë botën dhanë alarmin: mbi Antarktidënvrima e ozonit është e varur, ajo po zgjerohet gjatë gjithë kohës dhe kjo padyshim do të përfundojë keq për Tokën. Por më pas doli se gjithçka nuk është aq e frikshme. Së pari, shtresa e ozonit mbi kontinentin e gjashtë është thjesht më e hollë se diku tjetër. Së dyti, luhatjet në madhësinë e kësaj njolle nuk varen nga aktiviteti njerëzor, ato përcaktohen nga intensiteti i dritës së diellit.
Por nga vjen ozoni? Dhe ky është vetëm një reaksion dritë-kimik. Ultraviolet që lëshon dielli takohet me oksigjenin në pjesën e sipërme të atmosferës. Ka shumë ultravjollcë, pak oksigjen dhe është i rrallë. Mbi vetëm hapësirë të hapur dhe vakum. Dhe energjia e rrezatimit ultravjollcë është në gjendje të thyejë molekulat e qëndrueshme O2 në dy oksigjen atomike. Dhe pastaj kuanti tjetër UV kontribuon në krijimin e lidhjes O3. Ky është ozoni.
Gazi i ozonit është vdekjeprurës për të gjitha gjallesat. Është shumë efektiv në vrasjen e baktereve dhe viruseve që përdoren nga njerëzit. Një përqendrim i vogël i gazit në atmosferë nuk është i dëmshëm, por është i ndaluar thithja e ozonit të pastër.
Dhe ky gaz thith në mënyrë shumë efektive kuantet ultravjollcë. Prandaj, shtresa e ozonit është kaq e rëndësishme: ajo mbron banorët e sipërfaqes së planetit nga një tepricë e rrezatimit që mund të sterilizojë ose vrasë të gjithë organizmat biologjikë. Shpresojmë që tani është e qartë se cili është efekti kimik i dritës.
