În fizică, fenomenele luminoase sunt optice, deoarece aparțin acestei subsecțiuni. Efectele acestui fenomen nu se limitează la a face vizibile obiectele din jurul oamenilor. În plus, iluminatul solar transmite energie termică în spațiu, în urma căreia corpurile se încălzesc. Pe baza acestui fapt, au fost formulate anumite ipoteze cu privire la natura acestui fenomen.
Transferul de energie este realizat de corpuri și unde care se propagă în mediu, astfel radiația este formată din particule numite corpusculi. Așa că le-a numit Newton, după el au apărut noi cercetători care au îmbunătățit acest sistem, au fost Huygens, Foucault etc. Teoria electromagnetică a luminii a fost prezentată puțin mai târziu de Maxwell.
Originile și dezvoltarea teoriei luminii
Datorită primei ipoteze, Newton a format un sistem corpuscular, care a explicat claresenţa fenomenelor optice. Diverse radiații de culoare au fost descrise ca componente structurale incluse în această teorie. Interferența și difracția au fost explicate de omul de știință olandez Huygens în secolul al XVI-lea. Acest cercetător a prezentat și descris teoria luminii bazată pe unde. Cu toate acestea, toate sistemele create nu erau justificate, deoarece nu explicau însăși esența și baza fenomenelor optice. Ca urmare a unei lungi căutări, întrebările privind adevărul și autenticitatea emisiilor de lumină, precum și esența și baza lor, au rămas nerezolvate.
Câteva secole mai târziu, câțiva cercetători sub conducerea lui Foucault, Fresnel au început să propună și alte ipoteze, datorită cărora a fost dezvăluit avantajul teoretic al undelor față de corpusculi. Totuși, această teorie a avut și neajunsuri și neajunsuri. De fapt, această descriere creată a sugerat prezența unei substanțe care se află în spațiu, datorită faptului că Soarele și Pământul sunt la o distanță mare unul de celăl alt. Dacă lumina cade liber și trece prin aceste obiecte, atunci există mecanisme transversale în ele.
Formarea ulterioară și îmbunătățirea teoriei
Pe baza acestei întregi ipoteze, au apărut premisele pentru crearea unei noi teorii despre eterul lumii, care umple corpurile și moleculele. Și ținând cont de caracteristicile acestei substanțe, trebuie să fie solidă, ca urmare, oamenii de știință au ajuns la concluzia că are proprietăți elastice. De fapt, eterul ar trebui să influențeze globul în spațiu, dar acest lucru nu se întâmplă. Astfel, această substanță nu este justificată în niciun fel, cu excepția faptului că radiația luminoasă curge prin ea și eaare duritate. Pe baza unor astfel de contradicții, această ipoteză a fost pusă sub semnul întrebării, fără sens și cercetări ulterioare.
Lucrările lui Maxwell
Proprietățile undei ale luminii și teoria electromagnetică a luminii se poate spune că au devenit una atunci când Maxwell și-a început cercetările. În cursul studiului s-a constatat că vitezele de propagare a acestor cantități coincid dacă sunt în vid. Ca rezultat al fundamentării empirice, Maxwell a prezentat și a dovedit o ipoteză despre adevărata natură a luminii, care a fost confirmată cu succes de ani și alte practici și experiență. Astfel, în secolul anterior, a fost creată o teorie electromagnetică a luminii, care este folosită și astăzi. Mai târziu va fi recunoscut ca un clasic.
Proprietățile undei ale luminii: teoria electromagnetică a luminii
Pe baza noii ipoteze, a fost derivată formula λ=c/ν, care indică faptul că lungimea poate fi găsită la calcularea frecvenței. Emisiile de lumină sunt unde electromagnetice, dar numai dacă sunt perceptibile de oameni. În plus, ele pot fi numite astfel și sunt tratate cu fluctuații de la 4 1014 la 7,5 1014 Hz. În acest interval, frecvența de oscilație poate varia, iar culoarea radiației este diferită, iar fiecare segment sau interval va avea o culoare caracteristică și corespunzătoare. Ca rezultat, frecvența valorii specificate este lungimea de undă în vid.
Calculul arată că emisia de lumină poate fi de la 400 nm la 700 nm (violet șiculori roșii). La tranziție, nuanța și frecvența sunt păstrate și depind de lungimea de undă, care variază în funcție de viteza de propagare și este specificată pentru un vid. Teoria electromagnetică a luminii a lui Maxwell se bazează pe o bază științifică, în care radiația exercită presiune asupra constituenților corpului și direct asupra acestuia. Adevărat, acest concept a fost mai târziu testat și dovedit empiric de către Lebedev.
Teoria electromagnetică și cuantică a luminii
Emisia și distribuția corpurilor luminoase în termeni de frecvențe de oscilație nu este în concordanță cu legile care au fost derivate din ipoteza undei. O astfel de afirmație provine dintr-o analiză a compoziției acestor mecanisme. Fizicianul german Planck a încercat să găsească o explicație pentru acest rezultat. Mai târziu, a ajuns la concluzia că radiația se produce sub formă de anumite porțiuni - o cuantică, apoi această masă a fost numită fotoni.
Ca urmare, analiza fenomenelor optice a condus la concluzia că emisia și absorbția luminii au fost explicate folosind compoziția masei. În timp ce cele care s-au propagat în mediu au fost explicate prin teoria undelor. Astfel, este necesar un nou concept pentru a explora și descrie pe deplin aceste mecanisme. În plus, noul sistem trebuia să explice și să combine diferitele proprietăți ale luminii, adică corpusculare și ondulatorii.
Dezvoltarea teoriei cuantice
Ca urmare, lucrările lui Bohr, Einstein, Planck au stat la baza acestei structuri îmbunătățite, care a fost numită cuantică. Până în prezent, acest sistem descrie și explicănu numai teoria electromagnetică clasică a luminii, ci și alte ramuri ale cunoașterii fizice. În esență, noul concept a stat la baza multor proprietăți și fenomene care au loc în corpuri și spațiu și, pe lângă aceasta, a prezis și explicat un număr imens de situații.
În esență, teoria electromagnetică a luminii este descrisă pe scurt ca un fenomen bazat pe diferite dominante. De exemplu, variabilele corpusculare și ondulatorii ale opticii au o conexiune și sunt exprimate prin formula lui Planck: ε=ℎν, există energie cuantică, oscilații ale radiației electromagnetice și frecvența acestora, un coeficient constant care nu se modifică pentru niciun fenomen. Conform noii teorii, un sistem optic cu anumite mecanisme variate este format din fotoni cu putere. Astfel, teorema sună astfel: energia cuantică este direct proporțională cu radiația electromagnetică și cu fluctuațiile de frecvență ale acesteia.
Planck și scrierile sale
Axioma c=νλ, ca urmare a formulei lui Planck se produce ε=hc / λ, deci se poate concluziona că fenomenul de mai sus este opus lungimii de undă cu influență optică în vid. Experimentele efectuate într-un spațiu închis au arătat că atâta timp cât un foton există, acesta se va mișca cu o anumită viteză și nu își va putea încetini ritmul. Cu toate acestea, este absorbit de particulele de substanțe pe care le întâlnește pe drum, ca urmare, are loc un schimb și dispare. Spre deosebire de protoni și neutroni, nu are masă de repaus.
Undele electromagnetice și teoriile luminii încă nu explică fenomenele contradictorii,de exemplu, într-un sistem vor fi proprietăți pronunțate, iar în altul corpuscular, dar, cu toate acestea, toate sunt unite prin radiație. Pe baza conceptului de cuantum, proprietățile existente sunt prezente în însăși natura structurii optice și în materie generală. Adică, particulele au proprietăți ondulatorii, iar acestea, la rândul lor, sunt corpusculare.
Surse de lumină
Bazele teoriei electromagnetice a luminii se bazează pe axioma, care spune: moleculele, atomii corpurilor creează radiații vizibile, care se numesc sursa unui fenomen optic. Există un număr imens de obiecte care produc acest mecanism: o lampă, chibrituri, țevi etc. Mai mult, fiecare astfel de lucru poate fi împărțit în grupuri echivalente, care sunt determinate de metoda de încălzire a particulelor care realizează radiația.
Lumini structurate
Originea originală a strălucirii se datorează excitației atomilor și moleculelor din cauza mișcării haotice a particulelor din corp. Acest lucru se întâmplă deoarece temperatura este suficient de ridicată. Energia radiată este crescută datorită faptului că puterea lor internă crește și se încălzește. Astfel de obiecte aparțin primului grup de surse de lumină.
Incandescența atomilor și a moleculelor apare pe baza particulelor zburătoare de substanțe, iar aceasta nu este o acumulare minimă, ci un întreg flux. Temperatura aici nu joacă un rol deosebit. Această strălucire se numește luminiscență. Adică, apare întotdeauna datorită faptului că organismul absoarbe energia externă cauzată de radiațiile electromagnetice, chimicereacție, protoni, neutroni etc.
Și sursele se numesc luminiscente. Definiția teoriei electromagnetice a luminii a acestui sistem este următoarea: dacă după absorbția energiei de către un corp trece ceva timp, măsurabil prin experiență, și atunci produce radiații care nu se datorează indicatorilor de temperatură, prin urmare, aparține celor de mai sus. grup.
Analiza detaliată a luminiscenței
Totuși, astfel de caracteristici nu descriu pe deplin acest grup, din cauza faptului că are mai multe specii. De fapt, după absorbția energiei, corpurile rămân incandescente, apoi emit radiații. Timpul de excitare, de regulă, variază și depinde de mulți parametri, adesea nu depășește câteva ore. Astfel, metoda de încălzire poate fi de mai multe tipuri.
Un gaz rarefiat începe să emită radiații după ce un curent continuu a trecut prin el. Acest proces se numește electroluminiscență. Se observă în semiconductori și LED-uri. Acest lucru se întâmplă în așa fel încât trecerea curentului să dea recombinarea electronilor și a găurilor, datorită acestui mecanism, ia naștere un fenomen optic. Adică, energia este convertită din electric în lumină, efectul fotoelectric intern invers. Siliciul este considerat un emițător de infraroșu, în timp ce fosfura de galiu și carbura de siliciu realizează fenomenul vizibil.
Esența fotoluminiscenței
Corpul absoarbe lumina, iar solidele și lichidele emit lungimi de undă lungi care diferă în toate privințele de originalulfotonii. Pentru incandescență se folosește incandescența ultravioletă. Această metodă de excitare se numește fotoluminiscență. Apare în partea vizibilă a spectrului. Radiația este transformată, acest fapt a fost dovedit de omul de știință englez Stokes în secolul al XVIII-lea și acum este o regulă axiomatică.
Teoria cuantică și electromagnetică a luminii descriu conceptul Stokes astfel: o moleculă absoarbe o porțiune de radiație, apoi o transferă altor particule în procesul de transfer de căldură, energia rămasă emite un fenomen optic. Cu formula hν=hν0 – A, se dovedește că frecvența de emisie a luminiscenței este mai mică decât frecvența absorbită, rezultând o lungime de undă mai mare.
Interval de timp pentru propagarea unui fenomen optic
Teoria electromagnetică a luminii și teorema fizicii clasice indică faptul că viteza mărimii indicate este mare. La urma urmei, parcurge distanța de la Soare la Pământ în câteva minute. Mulți oameni de știință au încercat să analizeze linia dreaptă a timpului și modul în care lumina se deplasează de la o distanță la alta, dar practic au eșuat.
De fapt, teoria electromagnetică a luminii se bazează pe viteza, care este principala constantă a fizicii, dar nu previzibilă, dar posibilă. Au fost create formule, iar după testare s-a dovedit că propagarea și mișcarea undelor electromagnetice depind de mediu. Mai mult, această variabilă este definităindicele de refracție absolut al spațiului în care se află valoarea specificată. Radiația luminoasă este capabilă să pătrundă în orice substanță, ca urmare, permeabilitatea magnetică scade, având în vedere acest lucru, viteza opticei este determinată de constanta dielectrică.
