ቅንጣት-ማዕበል ባለሁለትነት ሙከራ። የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት

የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት- የአንድ ቅንጣት (የአስከሬን) እና የሞገድ ምልክቶችን ለመለየት የማንኛውም የማይክሮፓርተል ንብረት። የማዕበል-ቅንጣት ምንታዌነት በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ በግልፅ ይታያል። ኤሌክትሮን ፣ ኒውትሮን ፣ ፎቶን ፣ በአንዳንድ ሁኔታዎች ፣ በህዋ ውስጥ በጥሩ ሁኔታ የተቀመጡ ቁሶች (ቅንጣቶች) ፣ በተወሰኑ ሀይሎች እና ግፊቶች በክላሲካል ዱካዎች ላይ ይንቀሳቀሳሉ ፣ እና ሌሎችም ፣ እንደ ማዕበል ፣ ይህም በችሎታቸው ይገለጻል ። ጣልቃ እና ልዩነት. ስለዚህ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ በነጻ ኤሌክትሮኖች ላይ ተበታትኖ እንደ ግለሰብ ቅንጣቶች ጅረት ይሠራል - ፎቶኖች ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ (Compton ውጤት) ኳንታ ናቸው ፣ እና የፎቶን ሞመንተም በቀመር p = h / λ ይሰጣል። λ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ርዝመት ሲሆን, h ደግሞ የፕላንክ ቋሚ . ይህ ቀመር በራሱ የሁለትነት ማረጋገጫ ነው። በውስጡ፣ በግራ በኩል የአንድ ግለሰብ ቅንጣት (ፎቶን) ሞመንተም አለ ፣ በቀኝ በኩል ደግሞ የፎቶን የሞገድ ርዝመት አለ። እንደ ቅንጣቶች ልንቆጥረው የለመድነው የኤሌክትሮኖች ምንታዌነት የሚገለጠው ከአንድ ክሪስታል ወለል ላይ ሲንፀባረቅ የኤሌክትሮኖች ሞገድ ባህሪ መገለጫ የሆነው የዲፍራክሽን ንድፍ በመታየቱ ነው። በኤሌክትሮን ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት መካከል ያለው የቁጥር ግንኙነት ከፎቶን ጋር አንድ አይነት ነው፡ р = h/λ (р የኤሌክትሮን ሞመንተም ነው፣ እና λ የእሱ de Broglie የሞገድ ርዝመት ነው)። የሞገድ-ቅንጣት ጥምርታ የኳንተም ፊዚክስ መሰረት ነው።

ሞገድ (ፉር) ሁልጊዜ ከቁስ አካባቢ ጋር የተያያዘ ሂደት ሲሆን ይህም በጠፈር ውስጥ የተወሰነ መጠን ይይዛል.

64. ደ Broglie ሞገዶች. የኤሌክትሮን ልዩነት የማይክሮ ፓርቲሎች ሞገድ ባህሪያት.

ስለ microparticles እንቅስቃሴ ማዕበል ተፈጥሮ መላምት ውስጥ ስለ ቁስ አካል ኮርፐስኩላር-ማዕበል ባህሪያት የሃሳቦች እድገት። ሉዊ ደ ብሮግሊ ፣ በተፈጥሮ ውስጥ ለቁስ እና ለብርሃን ቅንጣቶች ሲምሜትሪ ከሚለው ሀሳብ ፣ ለማንኛውም ማይክሮፓርት የተወሰነ የውስጥ ወቅታዊ ሂደት (1924) ተሰጥቷል ። ቀመሮችን E = hν እና E = mc 2 በማጣመር ማንኛውም ቅንጣት የራሱ እንዳለው የሚያሳይ ግንኙነት አግኝቷል። የሞገድ ርዝመት : λ B = h/mv = h/p፣ የት p የማዕበል-ቅንጣት ፍጥነት ነው። ለምሳሌ, የ 10 eV ኃይል ላለው ኤሌክትሮኖል, የ de Broglie የሞገድ ርዝመት 0.388 nm ነው. በመቀጠልም በኳንተም ሜካኒክስ ውስጥ ያለው የማይክሮፓርቲካል ሁኔታ በተወሰነ ውስብስብ ሊገለጽ እንደሚችል ታይቷል ። የሞገድ ተግባር መጋጠሚያዎች Ψ(q)፣ እና የዚህ ተግባር ስኩዌር ሞጁሎች |Ψ| 2 የተቀናጁ እሴቶችን ዕድል ስርጭት ይገልጻል። ይህ ተግባር በ1926 በሽሮዲገር ወደ ኳንተም ሜካኒክስ አስተዋወቀ።ስለዚህ ደ ብሮግሊ ሞገድ ሃይልን አይሸከምም ፣ነገር ግን በህዋ ውስጥ ያለውን የአንዳንድ ፕሮባቢሊቲካል ወቅታዊ ሂደትን "ደረጃ ስርጭት" ብቻ ያንፀባርቃል። በውጤቱም, የማይክሮ ዓለም ነገሮች ሁኔታ መግለጫ ነው ፕሮባቢሊቲካል ተፈጥሮበክላሲካል ሜካኒክስ ህጎች ከተገለጹት ከማክሮ ዓለም ዕቃዎች በተቃራኒ።

ስለ ማይክሮፓርታሎች ሞገድ ተፈጥሮ የዲ ብሮግሊ ሀሳብን ለማረጋገጥ ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤልሳስር የኤሌክትሮን ስርጭትን ለመመልከት ክሪስታሎችን ለመጠቀም ሀሳብ አቅርበዋል (1925)። በዩኤስኤ፣ ኬ. ዴቪሰን እና ኤል. ገርመር የኤሌክትሮን ጨረር በኒኬል ክሪስታል (1927) ሳህን ውስጥ ሲያልፍ የዲፍራክሽን ክስተትን አግኝተዋል። ከነሱ ነጻ ሆኖ በብረት ፎይል ውስጥ የሚያልፉ የኤሌክትሮኖች ልዩነት በጄ.ፒ. ቶምሰን በእንግሊዝ እና በፒ.ኤስ. ታርታኮቭስኪ በዩኤስኤስ አር. ስለዚህ የዲ ብሮግሊ ስለ ቁስ ሞገድ ባህሪያት ያለው ሀሳብ የሙከራ ማረጋገጫ አግኝቷል. በመቀጠልም ልዩነት እና ስለዚህ ማዕበል በአቶሚክ እና በሞለኪውላዊ ጨረሮች ውስጥ ንብረቶች ተገኝተዋል። ፎቶኖች እና ኤሌክትሮኖች ብቻ ሳይሆኑ ሁሉም ማይክሮፓራሎች የንጥል ሞገድ ባህሪያት አላቸው.

የማይክሮፓርተሎች ማዕበል ባህሪያት ግኝት እንደሚያሳየው እንደ መስክ (ቀጣይ) እና ቁስ አካል (ዲስክሪት) ያሉ የቁስ ዓይነቶች ከክላሲካል ፊዚክስ እይታ አንጻር በጥራት የተለያዩ እንደሆኑ ተደርገው ይወሰዳሉ ፣ በአንዳንድ ሁኔታዎች በሁለቱም ቅርጾች ውስጥ ያሉ ባህሪዎችን ሊያሳዩ ይችላሉ። ይህ ስለ እነዚህ የቁስ ዓይነቶች አንድነት ይናገራል. ስለ ንብረታቸው የተሟላ መግለጫ የሚቻለው በተቃዋሚዎች, ግን ተጨማሪ, ሃሳቦች ላይ ብቻ ነው.

ባለፉት መቶ ዓመታት ሳይንስ የዓለማችንን አወቃቀር በአጉሊ መነጽር እና በማክሮስኮፒ ደረጃ በማጥናት ረገድ ትልቅ እመርታ አድርጓል። ልዩ እና አጠቃላይ የአንፃራዊነት እና የኳንተም ሜካኒክስ ፅንሰ-ሀሳቦች ያመጡልን አስደናቂ ግኝቶች አሁንም የህዝቡን አእምሮ ያስደስታቸዋል። ሆኖም፣ ማንኛውም የተማረ ሰው ቢያንስ የዘመናዊ ሳይንሳዊ ግኝቶችን መሰረታዊ ነገሮች መረዳት አለበት። በጣም ከሚያስደንቁ እና አስፈላጊ ነጥቦች አንዱ የሞገድ-ቅንጣት ድብልታ ነው. ይህ አያዎ (ፓራዶክሲካል) ግኝት ነው፣ የእሱ ግንዛቤ ሊታወቅ ከሚችለው የዕለት ተዕለት ግንዛቤ በላይ ነው።

ኮርፐስ እና ሞገዶች

ምንታዌነት በመጀመሪያ የተገኘው በብርሃን ጥናት ውስጥ ነው, እሱም እንደ ሁኔታዎች ሁኔታ ፈጽሞ የተለየ ባህሪ አሳይቷል. በአንድ በኩል፣ ብርሃን የኦፕቲካል ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንደሆነ ታወቀ። በሌላ በኩል, ግልጽ የሆነ ቅንጣት (የብርሃን ኬሚካላዊ እርምጃ) አለ. መጀመሪያ ላይ ሳይንቲስቶች እነዚህ ሁለት ሃሳቦች እርስ በርስ የሚጣረሱ እንደሆኑ ያምኑ ነበር. ይሁን እንጂ ብዙ ሙከራዎች ይህ እንደዚያ እንዳልሆነ ያሳያሉ. ቀስ በቀስ፣ እንደ ሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት የመሰለ ጽንሰ-ሀሳብ እውነታው የተለመደ ሆነ። ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ውስብስብ የሆኑ የኳንተም ዕቃዎችን ባህሪ ለማጥናት መሰረት ይሰጣል ማዕበሎችም ሆነ ቅንጣቶች ያልሆኑ, ነገር ግን በአንዳንድ ሁኔታዎች ላይ በመመርኮዝ የኋለኛውን ወይም የቀድሞውን ባህሪያት ብቻ ያገኛሉ.

ድርብ የተሰነጠቀ ሙከራ

Photon diffraction የሁለትነት ግልፅ ማሳያ ነው። የተሞሉ ቅንጣቶች ጠቋሚው የፎቶግራፍ ሳህን ወይም የፍሎረሰንት ስክሪን ነው። እያንዳንዱ ግለሰብ ፎቶን በብርሃን ወይም በቦታ ብልጭታ ምልክት ተደርጎበታል። የእነዚህ ምልክቶች ጥምረት የጣልቃገብነት ንድፍ ሰጠ - ደካማ እና በጠንካራ ብርሃን የተሞሉ ጭረቶች መለዋወጥ, ይህም የሞገድ ልዩነት ባህሪ ነው. ይህ እንደ ሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት ባለው ጽንሰ-ሐሳብ ተብራርቷል. ታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ እና የኖቤል ተሸላሚው ሪቻርድ ፌይንማን ቁስ አካል በትናንሽ ሚዛኖች የሚንቀሳቀሰው የኳንተም ባህሪን "ተፈጥሮአዊነት" ለመሰማት በማይቻል መልኩ ነው።

ሁለንተናዊ ምንታዌነት

ይሁን እንጂ ይህ ተሞክሮ ለፎቶኖች ብቻ አይደለም የሚሰራው. ምንታዌነት የነገሮች ሁሉ ንብረት እንደሆነ እና ሁለንተናዊ ነው። ሄይዘንበርግ ቁስ በሁለቱም ቅርጾች ተለዋጭ መኖሩን ተከራክሯል. ዛሬ ሁለቱም ንብረቶች ሙሉ በሙሉ በአንድ ጊዜ እንደሚታዩ ሙሉ በሙሉ ተረጋግጧል.

ኮርፐስኩላር ሞገድ

ይህንን የቁስ አካል ባህሪ እንዴት ማብራራት እንችላለን? በኮርፐስክለስ (ቅንጣቶች) ውስጥ ያለው ሞገድ ለዚህ ችግር መፍትሄ ባቀረበው ወጣቱ ባላባት ሳይንቲስት የተሰየመው ደ ብሮግሊ ሞገድ ይባላል። በአጠቃላይ የዴ ብሮግሊ እኩልታዎች የሞገድ ተግባርን እንደሚገልጹ ተቀባይነት አለው፣ እሱም አራት ማዕዘን ሆኖ፣ አንድ ቅንጣት በተለያዩ ጊዜያት በጠፈር ላይ የመሆኑን እድል ብቻ ይወስናል። በቀላል አነጋገር፣ የዲ ብሮግሊ ሞገድ ዕድል ነው። ስለዚህ, በሂሳብ ጽንሰ-ሐሳብ (ይሆናል) እና በእውነተኛው ሂደት መካከል እኩልነት ተመስርቷል.

የኳንተም መስክ

የቁስ አካል አካላት ምንድናቸው? በአጠቃላይ፣ እነዚህ የማዕበል መስኮች ብዛት ናቸው። ፎቶን የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንተም ነው ፣ፖዚትሮን እና ኤሌክትሮን ኤሌክትሮን-ፖዚትሮን መስክ ናቸው ፣ ሜሶን የሜሶን መስክ ኳንተም ነው ፣ ወዘተ. በማዕበል መስኮች መካከል ያለው መስተጋብር የሚገለፀው በመካከላቸው የተወሰኑ መካከለኛ ቅንጣቶችን በመለዋወጥ ነው, ለምሳሌ በኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ወቅት የፎቶኖች ልውውጥ አለ. ከዚህ በቀጥታ በዲ ብሮግሊ የተገለጹት የማዕበል ሂደቶች ፍፁም እውነተኛ አካላዊ ክስተቶች መሆናቸውን ሌላ ማረጋገጫ ይከተላል። እና ቅንጣቢ ሞገድ ምንታዌነት ቅንጣት “ዳግመኛ የመወለድ” ችሎታን የሚገልጽ እንደ “ሚስጥራዊ የተደበቀ ንብረት” አይሰራም። ሁለት እርስ በርስ የተያያዙ ድርጊቶችን በግልፅ ያሳያል - የአንድ ነገር እንቅስቃሴ እና ከእሱ ጋር የተያያዘውን የሞገድ ሂደት.

የቶንል ተጽእኖ

የብርሃን ሞገድ-ቅንጣት ሁለትነት ከብዙ ሌሎች አስደሳች ክስተቶች ጋር የተያያዘ ነው። የዴ ብሮግሊ ሞገድ የድርጊት አቅጣጫው የቶንል ተፅእኖ በሚባለው ጊዜ ማለትም ፎቶኖች በሃይል ማገጃ ውስጥ ዘልቀው በሚገቡበት ጊዜ ይታያል። ይህ ክስተት የሚከሰተው በሞገድ አንቲኖድ ቅጽበት ላይ ባለው ቅንጣቢ ሞመንተም ከአማካይ ዋጋ በላይ ነው። መሿለኪያ ብዙ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን ለመሥራት አስችሏል።

የብርሃን ኳንታ ጣልቃገብነት

ዘመናዊ ሳይንስ ስለ ኤሌክትሮኖች ጣልቃገብነት ተመሳሳይ ሚስጥራዊ በሆነ መንገድ ስለ ፎቶኖች ጣልቃገብነት ይናገራል. የማይከፋፈል ቅንጣት የሆነው ፎቶን በአንድ ጊዜ ለራሱ ክፍት በሆነው መንገድ ላይ አልፎ በራሱ ጣልቃ መግባት ይችላል። የቁስ አካል እና የፎቶን ባህሪ ሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት ብዙ መዋቅራዊ አካላትን የሚሸፍን ማዕበል መሆኑን ከግምት ውስጥ ካስገባን መለያየቱ አልተካተተም። ይህ እንደ አንደኛ ደረጃ የማይከፋፈል ምስረታ ከቀደምት የንጥሉ እይታዎች ጋር ይቃረናል። የተወሰነ የጅምላ እንቅስቃሴ ያለው ፎቶን ከዚህ እንቅስቃሴ ጋር የተያያዘ ቁመታዊ ሞገድ ይፈጥራል ፣ እሱም ቅንጣቱ ራሱ ይቀድማል ፣ ምክንያቱም የቁመታዊ ሞገድ ፍጥነት ከተለዋዋጭ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ የበለጠ ነው። ስለዚህ, አንድ ፎቶን በራሱ ጋር ጣልቃ ሁለት ማብራሪያዎች አሉ: ወደ ቅንጣት እርስ በርስ ጣልቃ ይህም ሁለት ክፍሎች የተከፈለ ነው; የፎቶን ሞገድ በሁለት መንገዶች ይጓዛል እና የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይፈጥራል። ነጠላ የተሞሉ ቅንጣቶች-ፎቶዎች በኢንተርፌሮሜትር ውስጥ ሲተላለፉ የጣልቃገብነት ንድፍም እንደሚፈጠር በሙከራ ተገኝቷል። ይህ እያንዳንዱ ግለሰብ ፎቶን በራሱ ውስጥ ጣልቃ የሚገባውን ተሲስ ያረጋግጣል. ይህ በተለይ ብርሃን (ተመጣጣኝም ሆነ ሞኖክሮማቲክ ያልሆነ) እርስ በርስ በተያያዙ እና በዘፈቀደ ሂደቶች በአተሞች የሚለቀቁ የፎቶኖች ስብስብ መሆኑን ከግምት ውስጥ በማስገባት በግልፅ ይታያል።

ብርሃን ምንድን ነው?

የብርሃን ሞገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ አካባቢ ያልሆነ መስክ ሲሆን ይህም በቦታ ውስጥ በሙሉ ተከፋፍሏል. የማዕበል ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ከካሬው ስፋት ጋር ተመጣጣኝ የሆነ የቮልሜትሪክ የኃይል ጥንካሬ አለው. ይህ ማለት የኃይል መጠኑ በማንኛውም መጠን ሊለወጥ ይችላል, ማለትም ቀጣይ ነው. በአንድ በኩል፣ ብርሃን የኳንታ እና የፎቶኖች (ኮርፐስክለስ) ጅረት ሲሆን ለእንደዚህ አይነቱ ክስተት እንደ ቅንጣት-ማዕበል ጥምርነት ምስጋና ይግባውና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ባህሪያትን ይወክላል። ለምሳሌ፣ በጣልቃ ገብነት እና በመከፋፈል እና በሚዛን ክስተቶች፣ ብርሃን የሞገድን ባህሪያት በግልፅ ያሳያል። ለምሳሌ, አንድ ነጠላ ፎቶን, ከላይ እንደተገለፀው, በድርብ ስንጥቅ ውስጥ ማለፍ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይፈጥራል. በሙከራዎች እርዳታ አንድ ፎቶን ኤሌክትሮማግኔቲክ ምት እንዳልሆነ ተረጋግጧል. እንደ ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቃውንት አስፔ፣ ሮጀር እና ግራንየር እንዳሳዩት ከጨረር መሰንጠቂያዎች ጋር ወደ ጨረሮች መከፋፈል አይቻልም።

ብርሃን በኮምፕተን ተፅእኖ እና በፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ውስጥ እራሳቸውን የሚያሳዩ ኮርፐስኩላር ባህሪያት አሉት. ፎቶን ልክ ከሞገድ ርዝመቱ በጣም በሚያንሱ ነገሮች (ለምሳሌ አቶሚክ ኒዩክሊየስ) ሙሉ በሙሉ እንደሚዋጥ ቅንጣት ሊመስል ይችላል። በአንዳንድ ሁኔታዎች ፎቶኖች በአጠቃላይ እንደ ነጥብ ነገሮች ሊቆጠሩ ይችላሉ። የብርሃን ባህሪያትን ከምንመለከትበት ቦታ ምንም ልዩነት የለውም. በቀለም እይታ መስክ፣ የብርሃን ዥረት እንደ ሞገድ እና ቅንጣት-ፎቶ እንደ ኢነርጂ ኳንተም ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። እንደ ሾጣጣ ሽፋን ባለው ሬቲና ፎቶ ተቀባይ ላይ ያተኮረ ቦታ አይን የራሱን የተጣራ እሴት እንደ ዋና የብርሃን ጨረሮች እንዲፈጥር እና በሞገድ ርዝመት እንዲለይ ያስችለዋል። እንደ ኳንተም ኢነርጂ እሴቶች፣ በአንጎል ውስጥ የነገር ነጥቡ ወደ ቀለም ስሜት (የተተኮረ የእይታ ምስል) ይተረጎማል።

ባለሁለት ሞገድ-ቅንጣት ባህሪን የሚያሳዩ ነገሮች የተለመዱ ምሳሌዎች ኤሌክትሮኖች እና ብርሃን ናቸው; መርሆው ለትላልቅ ዕቃዎችም ይሠራል ፣ ግን እንደ ደንቡ ፣ ነገሩ የበለጠ ግዙፍ ፣ የሞገድ ባህሪያቱ አይገለጡም (እኛ እዚህ የምንናገረው ስለ ብዙ ቅንጣቶች የጋራ ሞገድ ባህሪ አይደለም ፣ ለምሳሌ ፣ በላዩ ላይ ሞገዶች) ፈሳሽ)።

የማዕበል-ቅንጣት ጥምርታ ሀሳብ በኳንተም ሜካኒክስ እድገት ውስጥ በማይክሮ ዓለሙ ውስጥ ከጥንታዊ ጽንሰ-ሀሳቦች አንፃር የተስተዋሉ ክስተቶችን ለመተርጎም ጥቅም ላይ ውሏል። እንደ እውነቱ ከሆነ, የኳንተም እቃዎች ክላሲካል ሞገዶች ወይም ክላሲካል ቅንጣቶች አይደሉም, የቀድሞ ወይም የኋለኛውን ባህሪያት የሚያሳዩት በእነሱ ላይ በተደረጉት ሙከራዎች ሁኔታ ላይ ብቻ ነው. የሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት በክላሲካል ፊዚክስ ማዕቀፍ ውስጥ ሊገለጽ የማይችል ነው እና የሚተረጎመው በኳንተም ሜካኒክስ ብቻ ነው።

የሞገድ-ቅንጣት ምንታዌ ጽንሰ-ሐሳብ ተጨማሪ እድገት በኳንተም መስክ ንድፈ-ሐሳብ ውስጥ የቁጥር መስኮች ጽንሰ-ሀሳብ ነበር።

ደ Broglie ሞገዶች

የሞገድ-ቅንጣት መንታ መርህ በዲ ብሮግሊ ሞገዶች ሀሳብ ውስጥ የቁጥር አገላለጽ ይቀበላል። ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ንብረቶችን በአንድ ጊዜ ለሚያሳየው ማንኛውም ነገር፣ በሞመንተም መካከል ግንኙነት አለ። p (\ displaystyle \mathbf (p))እና ጉልበት ኢ (\ማሳያ ዘይቤ ኢ), በዚህ ነገር ውስጥ እንደ ቅንጣት, እና የእሱ ሞገድ መለኪያዎች - ሞገድ ቬክተር k (\ displaystyle \mathbf (k) ), የሞገድ ርዝመት λ (\ displaystyle \lambda), ድግግሞሽ ν (\ displaystyle \nu )፣ የሳይክል ድግግሞሽ ω (\ displaystyle \ኦሜጋ). ይህ ግንኙነት በግንኙነቶች ተሰጥቷል-

የት ℏ (\ displaystyle \ hbar )እና h = 2 π ℏ (\ displaystyle h=2\pi \ hbar )- የተቀነሰ እና ተራ ፕላንክ ቋሚ, በቅደም. እነዚህ ቀመሮች ለአንፃራዊ ኃይል እና ለሞመንተም እውነት ናቸው።

የዲ ብሮግሊ ሞገድ ከማንኛውም የማይክሮ አለም ተንቀሳቃሽ ነገር ጋር በደብዳቤ ውስጥ ተቀምጧል። ስለዚህ, በዲ ብሮግሊ ሞገዶች መልክ, ሁለቱም የብርሃን እና ግዙፍ ቅንጣቶች ጣልቃገብነት እና ልዩነት ይጋለጣሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የንጥሉ ብዛት በጨመረ መጠን የዲ ብሮግሊ ሞገድ ርዝመቱ በተመሳሳይ ፍጥነት ይቀንሳል, እና የሞገድ ባህሪያቱን ለማስመዝገብ በጣም አስቸጋሪ ነው. በግምት ፣ አንድ ነገር ከአካባቢው ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ፣ ​​​​የዲ ብሮግሊ ሞገድ ርዝማኔው በአካባቢያቸው ካሉት የባህሪ ልኬቶች በጣም ትንሽ ከሆነ እና በጣም ረጅም ከሆነ እንደ ማዕበል ከሆነ ፣ መካከለኛው ጉዳይ ሊገለጽ የሚችለው በሙሉ የተሟላ የኳንተም ቲዎሪ ማዕቀፍ ውስጥ ብቻ ነው።

የዲ ብሮግሊ ሞገድ አካላዊ ትርጉሙ እንደሚከተለው ነው፡- የማዕበሉ ስፋት በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ ያለው ካሬ ቦታው ከተለካ በተወሰነ ነጥብ ላይ ያለውን ቅንጣት የመለየት እድሉ እኩል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ, ልኬቱ እስኪፈፀም ድረስ, ቅንጣቱ በእውነቱ በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ አይደለም, ነገር ግን በዲ ብሮግሊ ሞገድ መልክ በሁሉም ቦታ ላይ "የተቀባ" ነው.

የእድገት ታሪክ

ስለ ብርሃን ተፈጥሮ እና ስለ ቁስ አካል የሚነሱ ጥያቄዎች ረጅም ታሪክ አላቸው, ነገር ግን እስከ አንድ የተወሰነ ጊዜ ድረስ ለእነሱ ምላሾች የማያሻማ መሆን አለባቸው ተብሎ ይታመን ነበር: ብርሃን የንጥሎች ጅረት ወይም ሞገድ ነው; ቁስ አካል ወይ ክላሲካል መካኒኮችን የሚታዘዙ ነጠላ ቅንጣቶችን ያቀፈ ነው፣ ወይም ቀጣይነት ያለው መካከለኛ ነው።

በ1901 ፕላንክ ፍፁም ጥቁር አካል ያለውን የጨረር ስፔክትረም ፎርሙላ በማግኘቱ የተረጋገጠ የሚመስለው የብርሃን ሞገድ ገለፃ ያልተሟላ ሆኖ ተገኝቷል እና አንስታይን የተወሰነ የሞገድ ርዝመት ያለው ብርሃን ነው በሚል ግምት የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤቱን ሲያብራራ። በተወሰኑ ክፍሎች ውስጥ ብቻ የሚወጣ እና የሚስብ። እንዲህ ዓይነቱ ክፍል - የብርሃን ኩንተም ፣ በኋላ ላይ ፎቶን ተብሎ የሚጠራው - ኃይልን ከብርሃን ሞገድ ድግግሞሽ ጋር በተመጣጣኝ መጠን ያስተላልፋል ሸ (\ማሳያ ዘይቤ h)- የፕላንክ ቋሚ. ስለዚህም ብርሃን ሞገድን ብቻ ​​ሳይሆን የሰውነት ባህሪያትንም ያሳያል።

የማዕበል-ቅንጣት መንታ መርህ በ Schrödinger's "wave mechanics" ውስጥ ይበልጥ የተወሰነ እና ትክክለኛ የሆነ መልክ ተቀብሏል፣ እሱም ወደ ዘመናዊ የኳንተም መካኒክነት ተለወጠ።

የሞገድ-ቅንጣት የብርሃን ድርብነት

እንደ ሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት መርህ አተገባበር እንደ ክላሲክ ምሳሌ ብርሃን እንደ የሬሳ ​​ጅረት (ፎቶዎች) ሊተረጎም ይችላል ፣ ይህም በብዙ የአካል ተፅእኖዎች ውስጥ የጥንታዊ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ባህሪዎች ያሳያል። ብርሃን ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር በሚነፃፀር ሚዛኖች ላይ በሚዛን መከፋፈል እና ጣልቃገብነት ክስተቶች ውስጥ የሞገድ ባህሪያትን ያሳያል። ለምሳሌ, እንኳን ነጠላበድርብ ስንጥቅ ውስጥ የሚያልፉ ፎቶኖች በማክስዌል እኩልታዎች የሚወሰኑ የጣልቃ ገብነት ንድፍ በማያ ገጹ ላይ ይፈጥራሉ።

ይሁን እንጂ ሙከራው የሚያሳየው ፎቶን የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች አጭር የልብ ምት አይደለም፤ ለምሳሌ በኦፕቲካል ጨረሮች ወደ ብዙ ጨረሮች ሊከፋፈል እንደማይችል በፈረንሣይ የፊዚክስ ሊቃውንት ግራንገር፣ ሮጀር እና አስፔ በ1986 ባደረጉት ሙከራ በግልፅ አሳይቷል። . የብርሃን ኮርፐስኩላር ባህሪያት በተመጣጣኝ የሙቀት ጨረሮች, በፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ እና በኮምፕተን ተፅእኖ ውስጥ ይታያሉ. ፎቶን እንዲሁ ከሞገድ ርዝመቱ በጣም ያነሰ (ለምሳሌ አቶሚክ ኒውክሊየስ) ወይም በአጠቃላይ እንደ ነጥብ (ለምሳሌ ኤሌክትሮን) ሊቆጠር በሚችል ነገሮች ሙሉ በሙሉ የሚወጣ ወይም የሚስብ ቅንጣትን ይመስላል።

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሩ አጭር የሞገድ ርዝመት፣ የፎቶኖች ኃይል እና ፍጥነት ይጨምራል እናም የዚህን ጨረር ሞገድ ባህሪ ለማወቅ አስቸጋሪ ይሆናል። ለምሳሌ፣ የኤክስሬይ ጨረሮች የሚከፋፈሉት በጣም “ቀጭን” ዳይፍራክሽን ፍርግርግ ላይ ብቻ ነው - የጠንካራ ክሪስታል ጥልፍልፍ።

ትላልቅ ዕቃዎች የሞገድ ባህሪ

የሞገድ ባህሪ በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እና ኒውክሊዮኖች ብቻ ሳይሆን በትላልቅ ነገሮች - ሞለኪውሎችም ይታያል. እ.ኤ.አ. በ 1999 የፉልሬኔስ ዲፍራክሽን ለመጀመሪያ ጊዜ ታይቷል ። እ.ኤ.አ. በ 2013 ከ 10,000 በላይ አሚ የሚመዝን የሞለኪውሎች ልዩነት ተገኝቷል ። እያንዳንዳቸው ከ800 በላይ አቶሞችን ያቀፈ።

ነገር ግን፣ ከፕላንክ ጅምላ በላይ የሆኑ ነገሮች በመርህ ደረጃ የሞገድ ባህሪን ማሳየት መቻላቸው ሙሉ በሙሉ እርግጠኛ አይደለም።

ተመልከት

ማስታወሻዎች

1. “አስከሬን” የሚለው ቃል “ቅንጣት” ማለት ሲሆን በተግባር ከሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት አውድ ውጭ ጥቅም ላይ አይውልም።
2. ጌርሽቴን ኤስ.ኤስ. የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት// ፊዚካል ኢንሳይክሎፔዲያ፡ [በ5 ጥራዞች] / ምዕ. እትም። ኤ.ኤም. ፕሮኮሆሮቭ. - ኤም.: የሶቪየት ኢንሳይክሎፔዲያ, 1990. - ቲ 2: የጥራት ደረጃ - ማግኔቶ-ኦፕቲክስ. - ገጽ 464-465. - 704 p. - 100,000 ቅጂዎች. -

በፊዚክስ ውስጥ “ሁለትነት” የሚለው ቃል በሰፊው ትርጉም ማለት ነው-

1) በአካላዊ ነገሮች ውስጥ ተቃራኒ ባህሪያት መኖር;

2) አካላዊ ክስተቶችን ሲገልጹ እና ሲገልጹ ተቃራኒ ጽንሰ-ሐሳቦችን መጠቀም;

3) አካላዊ ክስተቶችን የሚቆጣጠሩ ህጎችን በማዘጋጀት ላይ ተቃራኒ (እርስ በርስ የሚጋጩ) መግለጫዎች መኖራቸው.

የሁለትነት መሰረታዊ መገለጫዎች፡-

1) የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ባህሪያት ውስጥ ቅንጣት-ማዕበል ምንታዌነት;

2) የንጥሎች እና ፀረ-ንጥረ-ምግቦች ተፈጥሮ, ተቃራኒ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች, የተለያዩ የሊፕቶን እና የባሪዮን ቁጥሮች ምልክቶች (ክፍል IV, § 23 ይመልከቱ) ወዘተ.

3) የቁስ አካል እና የኃይል መስኮች ቅንጣቶች ተቃራኒ ባህሪዎች ፣ ማለትም ፣ “ኮርፐስኩላር” እና “መስክ” ጉዳይ;

4) "ኃይል" እና "ሥራ" ጽንሰ-ሐሳቦችን መጠቀም;

5) አስጸያፊ እና ማራኪ ኃይሎች በአካላዊ ስርዓቶች ውስጥ መኖር, በአንድ ጊዜ የሚወሰደው እርምጃ የአካላዊ ስርዓቶችን ባህሪያት የሚወስን;

6) በአካላዊ ስርዓቶች ባህሪያት ውስጥ በቁጥር እና በጥራት ለውጦች መካከል ያለው ግንኙነት;

7) በፊዚክስ ህጎች ውስጥ ግልጽነት እና ዕድል;

8) በተፈጥሮ ውስጥ ጥንቃቄ እና ቀጣይነት, በመካከላቸው ያለው ግንኙነት, ወዘተ.

የሁለትነት ይዘት (ማለትም፣ “ተቃራኒ ባህሪያት”፣ “ፅንሰ-ሀሳቦች”፣ “አገላለጾች” የሚሉት ቃላት ይዘት በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች (ፎቶኖች፣ ኤሌክትሮኖች፣ ወዘተ.) የኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት ጥምረት ምሳሌ ማሳየት ይቻላል። . ጽሑፉ (ክፍል IV § 10-12 ይመልከቱ) የሚያሳየው፡-

1) የንጥረ ነገሮች ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት አንዳቸው ከሌላው የማይነጣጠሉ ናቸው. እያንዳንዱ ቅንጣት ሁለቱም እነዚህ ንብረቶች አንድነት እና

የጋራ ሁኔታዊ, እና ከእነዚህ ንብረቶች ውስጥ አንዱን ቅንጣትን ለመከልከል ምንም መንገድ የለም. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ኮርፐስኩላር ብቻ ወይም ሞገድ ባህሪያት ያላቸው ምንም ቅንጣቶች የሉም;

2) ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት እርስ በእርሳቸው የማይቀነሱ ናቸው. ይህ ማለት የአንድን ክፍል ሞገድ ባህሪያት በኮርፐስኩላር በኩል ሊገለጹ አይችሉም, እና በተቃራኒው;

3) ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት በማይነጣጠሉ ሁኔታ የተያያዙ ናቸው.

የWave-particle duality የኳንተም ፊዚክስን መሰረት ያደረገ ሲሆን ይህም ማይክሮፊዚካል ስርዓቶችን እና ሂደቶችን ይገልጻል። ስለዚህም ከዘመናዊው የፊዚክስ ዋና ዋና ቅርንጫፎች አንዱ በተፈጥሮ እና በይዘት ሁለትዮሽ ነው። የቅንጣት እና የፊዚካል ስርዓቶች ቀጣይነት ያለው የሞገድ ተግባር በአንድ በኩል እና የእነዚህ ተመሳሳይ ቅንጣቶች እና ስርዓቶች ኮርፐስኩላር ባህሪያት በሌላ በኩል በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ አንድነት እና የጋራ ትስስር ውስጥ ይገኛሉ. ይህንን ምንታዌነት ለማስወገድ የተደረገው ሙከራ ሁሉ አልተሳካም። ስለዚህም ምንታዌነት በኳንተም ቲዎሪ ጊዜያዊ፣ የዘፈቀደ፣ የጎን ክስተት አይደለም፣ ለምሳሌ የማይክሮ ፊዚካል ሥርዓቶችን በመግለጽ ችግር የተከሰተ ሳይሆን በተፈጥሮ ውስጥ የተንሰራፋውን ተጨባጭ ምንታዌነት ነጸብራቅ ነው ብሎ መከራከር ይቻላል።

በተፈጥሮ ውስጥ ሌላ የሁለትነት መገለጫን እንመልከት - ቅንጣቶች እና ፀረ-ፓርቲሎች መኖር። በመጀመሪያ የንጥረ ነገሮች አካላዊ ባህሪያት በሁለት ቡድን ሊከፈሉ እንደሚችሉ እናስተውል.

1) በመጠን ብቻ ከተለያዩ ቅንጣቶች መካከል የሚለያዩ ንብረቶች; ከነሱ በጣም አስፈላጊው የማይነቃነቅ ክብደት ነው. ጅምላ ተጨማሪ ንብረት አለመሆኑን ልብ ይበሉ (የአካላዊ ስርዓት ብዛት በነጻ ግዛት ውስጥ ከሚለካው የስብስብ ቅንጣቶች ድምር ያነሰ ነው) እንደ ቅንጣት ሁኔታ (የእንቅስቃሴ ፍጥነት) እና በሁኔታዎች ላይ የተመሠረተ ነው። ቅንጣቱ የሚገኝበት (በኑክሌር ኃይሎች መስክ ውስጥ ያሉት የኑክሊዮኖች ብዛት ከኒውክሊየስ ውጭ ካለው ብዛት ይለያያል);

2) በጥራት የሚለያዩ ንብረቶች ፣ ለምሳሌ ፣ ተቃራኒ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች። ክፍያዎች ተጨማሪዎች እንደሆኑ እና በእንቅስቃሴው ፍጥነት እና የተጫኑ ቅንጣቶች በሚገኙበት ሁኔታ ላይ እንደማይመሰረቱ ልብ ይበሉ። ይህ ማለት ክፍያዎች (እንዲሁም የሌፕቶኒክ እና የባርዮን ቁጥሮች) ከማይነቃነቅ ክብደት የበለጠ የንጥረ ነገሮች መሠረታዊ ባህሪዎች ናቸው።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች በእነሱ ውስጥ ባሉ መሰረታዊ ባህሪያት ስብስብ መሰረት ሊደረደሩ ይችላሉ. በነዚህ ንብረቶች ተፈጥሮ እና ቁጥር ላይ በመመስረት, እንደ "ተመሳሳይ" ወይም "የተለያዩ" ቅንጣቶች ያሉ ጽንሰ-ሐሳቦች ይዘት ይወሰናል. በእቃዎቹ መካከል ምንም ልዩነት በማይኖርበት ጊዜ የንጥረ ነገሮች ማንነት (ወይም በአጠቃላይ አካላዊ ዕቃዎች) ተመሳሳይነት የሚገድበው ጉዳይ እንደሆነ ግልፅ ነው-በእነሱ ውስጥ ባሉ ንብረቶች ስብስብ ውስጥም ሆነ በአወቃቀራቸው ፣ በሁኔታቸው እና በባህሪያቸው ስር የተለያዩ ሁኔታዎች (እንደዚህ ያሉ ተመሳሳይ ነገሮች የአንድ የተወሰነ ዓይነት የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ናቸው ፣ በተመሳሳይ ሁኔታ ውስጥ ያሉ)። የቁሳቁሶች ተቃውሞ እንደ ከፍተኛ ልዩነት ተደርጎ ሊወሰድ ይገባል, ይህ ልዩነት ሲጠናቀቅ, ማለትም, እቃዎች ምንም ተመሳሳይ ባህሪያት የላቸውም.

በዚህ መልኩ ቅንጣቶች እና ፀረ-ፓርቲከሎች ተቃራኒዎች እንዳልሆኑ ልብ ይበሉ, ምክንያቱም ልዩ ልዩ ከመሆን በተጨማሪ ተመሳሳይ ባህሪያት ስላላቸው (ለምሳሌ ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን የተለያዩ ክፍያዎች አሏቸው, ግን ተመሳሳይ ሽክርክሪት እና የእረፍት ክብደት). ስለዚህ, ቅንጣቶች እና ፀረ-ፓርቲሎች ዋልታ ናቸው, ግን ተቃራኒ ነገሮች አይደሉም.

ከላይ ከተጠቀሱት ጋር ተያይዞ የሚከተሉት ጥያቄዎች ይነሳሉ፡-

1) "ተቃራኒ እቃዎች" በተፈጥሮ ውስጥ ይኖራሉ;

2) በመካከላቸው ሊኖር የሚችል መስተጋብር ነው, የዚህ መስተጋብር ባህሪያት እና በተፈጥሮ ውስጥ ያለው ጠቀሜታ ምንድን ነው;

3) ተመሳሳይ ፣ ዋልታ እና ተቃራኒ ነገሮች ግንኙነቶች እንዴት ይለያያሉ?

በእነዚህ ጉዳዮች ላይ የሚደረግ ውይይት ጠቃሚ ርዕዮተ ዓለም ጠቀሜታ አለው; የዚህ ውይይት አወንታዊ ውጤቶች በዙሪያችን ስላለው ተፈጥሮ እንዴት እንደሚሰራ ሀሳቦቻችንን ግልጽ ለማድረግ ያስችላል. እንዲህ ዓይነቱ ውይይት በአንድ የተወሰነ የፍልስፍና ሥርዓት ላይ የተመሠረተ መሆን አለበት እና ሁሉንም የፊዚክስ ቅርንጫፎች ይነካል። በተለይም በተፈጥሮ ውስጥ ያሉ ተቃራኒ ነገሮች "ቁስ" እና "ሜዳዎች" ናቸው ብለን ማመን እንችላለን. "ቁስ" አብዛኛውን ጊዜ የሚያመለክተው የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶችን እና በውስጣቸው የተዋቀሩ ስርዓቶችን ነው-አቶሚክ ኒውክሊየስ, አቶሞች, ሞለኪውሎች, ወዘተ. “መስክ” የሚያመለክተው የተለያዩ የሃይል መስኮችን ነው፡- ስበት፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ፣ ኑክሌር፣ ወዘተ... ስለ መስኮች ሁለት ሃሳቦች አሉ። ከመካከላቸው አንዱ መስኮች ያለማቋረጥ በቁስ አካላት ዙሪያ ያለውን ቦታ እንደሚሞሉ እና "በልዩ መንገድ" ከነሱ ጋር በመገናኘታቸው በመካከላቸው ያለውን መስተጋብር ተፈጥሮ እና ጥንካሬ እንደሚወስኑ ያስባል። ሌላው እይታ እንደሚያመለክተው እያንዳንዱ መስክ "ልዩ የመስክ ቅንጣቶች" የሚለቁት እና በቁስ አካል የሚዋጡ እና በመካከላቸው የመስተጋብር ሃይሎችን ያመነጫሉ. ለምሳሌ, የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ፎቶን ("photonic ጋዝ") ያካተተ እንደሆነ ይቆጠራል; ቁጥራቸው በአንድ አሃድ መጠን በጣም ትልቅ ከሆነ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስኩ ቀጣይነት ያለው መካከለኛ ሆኖ ይሠራል ። ይህ ቁጥር ትንሽ ከሆነ እና የግለሰቦች ፎቶኖች የሚሳተፉባቸው ሂደቶች ከተጠኑ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እንደ ተከታታይ መካከለኛ ጽንሰ-ሀሳብ ትርጉሙን ያጣል።

እዚህ ላይ አሁን ያሉት ስለ ቁስ አካል እና መስኮች ያሉ ሀሳቦች እንደ መጨረሻ ሊቆጠሩ እንደማይችሉ አጽንኦት መስጠት ያስፈልጋል. የሙከራ እና የቲዎሬቲካል ፊዚክስ እድገት ወደ ማብራራት ብቻ ሳይሆን ስለ ተፈጥሮ እና በእሱ ውስጥ ስለሚከሰቱት ክስተቶች ምንነት በምናደርጋቸው ሀሳቦች ላይ ሥር ነቀል ለውጦችን ያመጣል። ወደፊት monistic የዓለም እይታዎች ያሸንፋሉ ሊሆን ይችላል, ይህም መሠረት ተፈጥሮ ያቀፈ ነው: 1) ወይ ብቻ ቅንጣቶች, እና መስክ ብቻ በመካከላቸው ያለውን መስተጋብር የሚገልጽ መንገድ ነው; 2) ወይም ከተለያዩ መስኮች ብቻ, እና የቁስ አካላት "ልዩ ነጥቦቻቸው" ብቻ ናቸው. ሆኖም ፣ ሁሉም የሚታወቁ የሙከራ መረጃዎች በሁለትዮሽ የዓለም እይታ ላይ በመመርኮዝ አጥጋቢ ማብራሪያ ሊያገኙ ይችላሉ ፣ በዚህ ውስጥ ጉዳይ እና መስኮች ተቃራኒ ነገሮች ፣ የማይበላሹ እና የማይነጣጠሉ ፣ የማይነጣጠሉ መስተጋብር መሰረቱ ናቸው ። የምንመለከታቸው የተፈጥሮ ክስተቶች ሁሉ.

ምንታዌነትም በአንድ ጊዜ የሚገለጥ ሊሆን የሚችል እና የማያሻማ የአካላዊ ክስተቶች መግለጫ መኖር ነው። ክላሲካል, በጥብቅ የሚወስን መግለጫ ከፊዚክስ ሊገለል አይችልም; በጣም ሊከሰት የሚችለውን የአካላዊ ክስተቶች አካሄድ መግለጽ አስፈላጊ ነው. በሌላ በኩል, ሁልጊዜ በሚጠኑት ነገሮች ግዛቶች ውስጥ (እና እነዚህን ግዛቶች የሚገልጹ አካላዊ መጠኖች) መበታተን ይኖራል, እና ይህ መበታተን በተፈጥሮ ውስጥ ሊሆን ይችላል. በአሁኑ ጊዜ, በተፈጥሮ ውስጥ ፕሮባቢሊቲካል ሂደቶች ተጨባጭ ሕልውና በንድፈ እና በሙከራ የተረጋገጠ ይቆጠራል; በኳንተም ፊዚክስ (ክፍል IV, § 10, 11 ይመልከቱ) በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እና በማይክሮ ሲስተሞች ባህሪ ውስጥ ያለው ልዩነት በአጠቃላይ ተከልክሏል. ይህ ማለት በተፈጥሮ ውስጥ ያለውን ልዩነት (ቆራጥነት) ሙሉ በሙሉ መካድ ማለት አይደለም, ነገር ግን የተግባር ወሰን ገደብ ብቻ ነው. እርግጠኝነት እና ዕድል ድርብ ጽንሰ-ሐሳቦች ናቸው; የማይነጣጠሉ ናቸው (የመበታተን ዕድል በማይታወቁ ህጎች ውስጥ በተካተቱት በጣም ሊሆኑ በሚችሉ እሴቶች ዙሪያ አለ) ፣ የማይቀነሱ (እራስን በአንድ መንገድ ብቻ መገደብ አይቻልም አካላዊ ክስተቶችን የሚገልፅ) እና የጋራ ግንኙነታቸው በሁሉም በሁሉም ቅርንጫፎች ውስጥ ሊታይ ይችላል ። ፊዚክስ.

በኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች ውስጥ ምንታዌነት ከእነዚህ ቅንጣቶች የተፈጠሩትን የአካላዊ ስርዓቶች ባህሪያትን ለመፍጠር አስፈላጊ ነው. የታወቁ ማይክሮፊዚካል ስርዓቶችን ከግምት ውስጥ በማስገባት አንድ ሰው በመጨረሻ ከተለያዩ ቅንጣቶች የተፈጠሩ መሆናቸውን ያስተውላል. ተመሳሳይ ቅንጣቶች እርስ በርስ አይገናኙም, ወይም እርስ በእርሳቸው ይገፋሉ እና በጥራት አዲስ ባህሪያት ያላቸው አካላዊ ስርዓት አይፈጠሩም. ለምሳሌ ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮኖች በግለሰብ ደረጃ ፊዚካል ሲስተም አይፈጠሩም ነገር ግን አንድ ላይ ሲጣመሩ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች ኒውክሊየስ እና አተሞች ይፈጥራሉ። በተመሳሳዩ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ስብስብ ውስጥ ሁል ጊዜ የንብረታቸው ቀላል (ተጨማሪ) መጨመር አለ ሊባል ይችላል ። ቅንጣቶች ከተቃራኒ ባህሪያት ጋር በሚገናኙበት ጊዜ ብቻ የእነዚህ ንብረቶች ልዩ (ጥራት ያለው) ውህደት ይከሰታል, በዚህም ምክንያት አካላዊ ስርዓቶች አዲስ ባህሪያትን ያገኛሉ. ስለዚህም በጥራት አዳዲስ ንብረቶች መፈጠር የሚቻለው በመሰረቱ የተለያዩ ቅንጣቶች መስተጋብር ብቻ ነው ብሎ መከራከር ይቻላል።

የተፈጥሮ ተጨባጭ ምንታዌነት በጣም አስፈላጊ በሆኑት አካላዊ ጽንሰ-ሐሳቦች ውስጥ ተንጸባርቋል. የተለመደው ምሳሌ የመለየት እና ቀጣይነት ጽንሰ-ሐሳቦች ነው. አንዳቸው ለሌላው የሚቀነሱ አይደሉም; ያለበለዚያ አንድ ሰው ከእነዚህ ጽንሰ-ሐሳቦች ውስጥ አንዱን ብቻ በመጠቀም ሊገደብ ይችላል። በፊዚክስ ታሪክ ውስጥ፣ ሙከራዎች ከክስተቶች ገለጻ ማስተዋልን ወይም ቀጣይነትን እንደሚያስወግዱ ይታወቃል፣ ነገር ግን ስኬታማ አልነበሩም። እነሱ የግድ ቅንጣቶችን እና መስኮችን የሚያካትቱ በመሆናቸው የመለየት እና የመቀጠል አካላትን ከመሠረታዊ ንብረታቸው ጋር ስለሚያስተዋውቁ አንዳቸው ከሌላው የማይነጣጠሉ እና በሁሉም አካላዊ ክስተቶች ውስጥ የማይነጣጠሉ ናቸው ።

በማጠቃለያው ፣ እኛ ፊዚክስ ራሱ እንደ ሳይንስ በሁለት ተቃራኒ ክፍሎች መስተጋብር ላይ በመመስረት እንደሚዳብር እናስተውላለን - ንድፈ-ሀሳባዊ እና የሙከራ ፣ የማይነጣጠሉ እና የተሳሰሩ ፣ እርስ በርሳቸው የማይበላሹ እና መስተጋብር የሚፈጥሩ ፣ የአካላዊ እድገት አቅጣጫ እና አካሄድ የሚወስኑ። ሳይንሶች.

መግቢያ

በአንድ ጊዜ ማለት ይቻላል፣ ሁለት የብርሃን ንድፈ ሐሳቦች ቀርበዋል፡ የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ እና የሂዩገንስ ሞገድ ቲዎሪ።

በ17ኛው መቶ ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ኒውተን ባቀረበው ኮርፐስኩላር ቲዎሪ ወይም የውጪ ፍሰት ንድፈ ሃሳብ መሰረት ብርሃን ያላቸው አካላት ወደ ሁሉም አቅጣጫ የሚበሩ እና ወደ ዓይን ሲገቡ የብርሃን ስሜት የሚፈጥሩ ጥቃቅን ቅንጣቶችን (ኮርፐስክለሎችን) ያመነጫሉ። .

እንደ ማዕበል ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ብርሃን ያለው አካል በኤተር ውስጥ በአየር ውስጥ እንደ ድምፅ ሞገዶች በሚሰራጭ መላውን የጠፈር ቦታ - የዓለም ኤተር - ልዩ በሆነ መካከለኛ ክፍል ውስጥ የመለጠጥ ንዝረትን ያስከትላል።

በኒውተን እና በሁይገን ዘመን፣ አብዛኞቹ ሳይንቲስቶች የኒውተንን ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብ በጥብቅ ይከተሉ ነበር፣ ይህም በዚያን ጊዜ የሚታወቁትን ሁሉንም የብርሃን ክስተቶች በአጥጋቢ ሁኔታ አብራርቷል። የብርሃን ነጸብራቅ ከአውሮፕላኑ ጋር በሚነካው ተጽእኖ ላይ ላስቲክ አካላት ነጸብራቅ ጋር በተመሳሳይ መልኩ ተብራርቷል. የብርሃን ነጸብራቅ የተብራራው በትላልቅ ማራኪ ሀይሎች ጥቅጥቅ ባለ መካከለኛ አካል ላይ ባሉት አስከሬኖች ላይ በሚያደርጉት እርምጃ ነው። በኒውተን ፅንሰ-ሀሳብ መሠረት እራሳቸውን በሚያሳዩት በእነዚህ ኃይሎች ተጽዕኖ ወደ ጥቅጥቅ ወዳለው መካከለኛ ሲቃረቡ የብርሃን አካላት በዚህ መካከለኛ ወሰን ላይ ቀጥተኛ ፍጥነትን አግኝተዋል ፣ በዚህም ምክንያት የእንቅስቃሴውን አቅጣጫ ቀይረዋል ። በተመሳሳይ ጊዜ ፍጥነታቸውን ጨምረዋል. ሌሎች የብርሃን ክስተቶችም በተመሳሳይ መልኩ ተብራርተዋል።

በመቀጠል ፣ ብቅ ያሉ አዳዲስ ምልከታዎች በዚህ ጽንሰ-ሀሳብ ማዕቀፍ ውስጥ አልገቡም። በተለይም የዚህ ጽንሰ-ሐሳብ አለመጣጣም የተገኘው በውሃ ውስጥ ያለውን የብርሃን ስርጭት ፍጥነት ሲለካ ነው. ብዙ ሳይሆን ከአየር ያነሰ ሆኖ ተገኘ።

በ19ኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ የሂዩገንስ ሞገድ ቲዎሪ በዘመኑ በነበሩት ሰዎች ያልታወቀ በYoung እና Fresnel ተሻሽሎና ተሻሽሎ ሁለንተናዊ እውቅና አግኝቷል። ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 60 ዎቹ ውስጥ, ማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክን ንድፈ ሃሳብ ካዳበረ በኋላ, ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንደሆነ ታወቀ. ስለዚህ የብርሃን ሞገድ ሜካኒካል ንድፈ ሃሳብ በሞገድ ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ተተካ. የብርሃን ሞገዶች (የሚታይ ስፔክትረም) በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ሚዛን 0.4-0.7 μm ክልልን ይይዛሉ። ጨረሮችን እንደ ተከታታይ ሂደት የሚይዘው የማክስዌል ሞገድ የብርሃን ቲዎሪ፣ አንዳንድ አዲስ የተገኙትን የእይታ ክስተቶች ማብራራት አልቻለም። በብርሃን ኳንተም ቲዎሪ ተጨምሯል ፣ በዚህ መሠረት የብርሃን ሞገድ ኃይል የሚለቀቀው ፣ የሚሰራጨው እና ያለማቋረጥ የሚወሰድ አይደለም ፣ ግን በተወሰኑ ክፍሎች - የብርሃን ኳንታ ፣ ወይም ፎቶን - በብርሃን ሞገድ ርዝመት ላይ ብቻ የተመካ። ስለዚህ, በዘመናዊ ፅንሰ-ሀሳቦች መሰረት, ብርሃን ሁለቱም ሞገድ እና ኮርፐስካል ባህሪያት አሉት.

የብርሃን ጣልቃገብነት

በየቦታው መወዛወዝን የሚፈጥሩ ማዕበሎች በጊዜ ሂደት የማይለዋወጡ የክፍል ልዩነት ያላቸው ሞገዶች ወጥነት ይባላሉ። በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው የደረጃ ልዩነት ቋሚ ነው, ግን በአጠቃላይ አነጋገር, በጠፈር ውስጥ ለተለያዩ ነጥቦች የተለየ ዋጋ አለው. ተመሳሳይ ድግግሞሽ ያላቸው ሞገዶች ብቻ ሊጣመሩ እንደሚችሉ ግልጽ ነው.

በህዋ ላይ በርካታ ወጥነት ያላቸው ሞገዶች ሲሰራጩ፣ በነዚህ ሞገዶች የሚፈጠሩት ንዝረቶች አንዳንድ ጊዜ እርስ በርስ ይጠናከራሉ እና በሌላው ላይ ይዳከማሉ። ይህ ክስተት የማዕበል ጣልቃገብነት ይባላል. የማንኛውም አካላዊ ተፈጥሮ ሞገዶች ጣልቃ ሊገቡ ይችላሉ. የብርሃን ሞገዶችን ጣልቃገብነት እንመለከታለን.

የተጣጣሙ ሞገዶች ምንጮችም ወጥነት ያላቸው ተብለው ይጠራሉ. አንድ የተወሰነ ገጽ በበርካታ ወጥ የብርሃን ምንጮች ሲበራ፣ ተለዋጭ ብርሃን እና ጥቁር ጭረቶች በአጠቃላይ በዚህ ወለል ላይ ይታያሉ።

ሁለት ገለልተኛ የብርሃን ምንጮች, ለምሳሌ ሁለት የኤሌክትሪክ መብራቶች, ወጥነት የለውም. የሚለቁት የብርሃን ሞገዶች በግለሰብ አተሞች የሚመነጩት ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው ሞገዶች በመጨመሩ ነው. የአተሞች የሞገድ ልቀት በዘፈቀደ ነው የሚከሰተው፣ ስለሆነም በሁለት ምንጮች በሚለቀቁት የሞገድ ደረጃዎች መካከል የማያቋርጥ ግንኙነቶች የሉም።

መሬቱ በማይነጣጠሉ ምንጮች ሲበራ፣ የመጠላለፍ ባህሪ ያለው ተለዋጭ ብርሃን እና የጨለማ ግርዶሽ ንድፍ አይታይም። በእያንዳንዱ ነጥብ ላይ ያለው ብርሃን በእያንዳንዱ ምንጮች ከተፈጠረው የብርሃን ድምር ጋር እኩል ይሆናል.

የተቀናጁ ሞገዶች የሚመነጩት የብርሃን ጨረሩን ከአንድ ምንጭ ወደ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ በሆኑ ጨረሮች በመከፋፈል ነው።

የብርሃን ጣልቃገብነት ግልጽ የሆነ የተለዋዋጭ ውፍረት, በተለይም የሽብልቅ ቅርጽ ያለው ጠፍጣፋ, በ monochromatic (አንድ-ቀለም) ጨረሮች ላይ ሲበራ ይታያል. የተመልካቹ አይን ከጠፍጣፋው የፊት እና የኋላ ገጽታዎች የሚንፀባረቁ ሞገዶችን ይቀበላል። የጣልቃ ገብነት ውጤት የሚወሰነው በሁለቱ ሞገዶች መካከል ባለው የደረጃ ልዩነት ሲሆን ይህም ቀስ በቀስ በጠፍጣፋው ውፍረት ይለወጣል. አብርኆት በዚህ መሠረት ይቀየራል: በጠፍጣፋው ወለል ላይ ባለው የተወሰነ ቦታ ላይ የሚስተጓጉሉ ሞገዶች መንገድ ላይ ያለው ልዩነት ከግማሽ ሞገዶች ጋር እኩል ከሆነ, በዚህ ነጥብ ላይ የደረጃው ልዩነት ከታየ ቀላል ይሆናል ያልተለመደ የግማሽ ሞገዶች ቁጥር ነው ፣ ጨለማ ይመስላል።

የአውሮፕላን ትይዩ ጠፍጣፋ በትይዩ ጨረር ሲበራ ከፊት እና ከኋላ ንጣፎች ላይ የሚንፀባረቀው የብርሃን ሞገዶች የደረጃ ልዩነት በሁሉም ነጥቦች ላይ አንድ አይነት ነው - ሳህኑ ተመሳሳይ በሆነ መልኩ የበራ ይመስላል።

የኒውተን ቀለበቶች ተብለው የሚጠሩት - አንድ ጠፍጣፋ ጋር በትንሹ convex መስታወት ግንኙነት ነጥብ ዙሪያ, monochromatic ብርሃን ሲበራ, ጨለማ እና ብርሃን ቀለበቶች ተስተውሏል. እዚህ በሁለቱም መነጽሮች መካከል ያለው በጣም ቀጭን የአየር ሽፋን አንጸባራቂ ፊልም ሚና ይጫወታል, በተከማቸ ክበቦች ላይ የማያቋርጥ ውፍረት ይኖረዋል.

የብርሃን ልዩነት.

የብርሃን ሞገድ ተመሳሳይ በሆነ መካከለኛ ውስጥ በሚሰራጭበት ጊዜ የፊተኛውን የጂኦሜትሪክ ቅርፅ አይለውጥም. ነገር ግን፣ ብርሃን በሌለው መካከለኛ ክፍል ውስጥ ቢሰራጭ፣ ለምሳሌ ግልጽ ያልሆኑ ስክሪኖች፣ በአንፃራዊነት የሰላ ለውጥ ያላቸው የቦታ ቦታዎች፣ በማጣቀሻው ኢንዴክስ ላይ፣ ወዘተ, ከዚያም የማዕበል ፊት መዛባት ይስተዋላል። በዚህ ሁኔታ, የብርሃን ሞገድ ጥንካሬ በቦታ ውስጥ እንደገና ማሰራጨት ይከሰታል. ሲያበሩ ፣ ለምሳሌ ፣ በጥላው ድንበር ላይ የብርሃን ነጥብ ምንጭ ያላቸው ግልጽ ያልሆኑ ስክሪኖች ፣ በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ህጎች መሠረት ፣ ከጥላ ወደ ብርሃን ድንገተኛ ሽግግር ሊኖር ይገባል ፣ በርካታ ጨለማ እና ቀላል ጭረቶች አሉ። የሚታየው የብርሃን ክፍል ወደ ጂኦሜትሪክ ጥላ ክልል ውስጥ ዘልቆ ይገባል. እነዚህ ክስተቶች ከብርሃን ልዩነት ጋር ይዛመዳሉ.

ስለዚህ, በጠባብ ስሜት ውስጥ ብርሃን diffraction ብርሃን ጂኦሜትሪ ጥላ ክልል ውስጥ እየገቡ ግልጽ ያልሆነ አካላት እና ብርሃን ኮንቱር ዙሪያ ከታጠፈ ክስተት ነው; ሰፋ ባለ መልኩ ከጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ህግጋት በብርሃን ስርጭት ውስጥ ያለ ማንኛውም ልዩነት።

የሶመርፌልድ ፍቺ፡ የብርሃን ልዩነት ከሬክቲላይንየር ስርጭት ማፈንገጡ እንደ ማንኛውም ተረድቷል በማንፀባረቅ ፣ በማንፀባረቅ ወይም በመገናኛ ብዙሃን ውስጥ ያለማቋረጥ በሚለዋወጥ የማጣቀሻ ኢንዴክስ።

መካከለኛው ጥቃቅን ቅንጣቶች (ጭጋግ) ከያዘ ወይም የማጣቀሻ ኢንዴክስ በሞገድ ርዝመቱ ቅደም ተከተል ርቀቶች ላይ በደንብ ከተቀየረ, በእነዚህ አጋጣሚዎች ስለ ብርሃን መበታተን እንነጋገራለን እና "ዲፍራክሽን" የሚለው ቃል ጥቅም ላይ አይውልም.

ሁለት ዓይነት የብርሃን ልዩነት አለ. የዲፍራክሽን ጥለትን በማጥናት ከእንቅፋት በቅርብ ርቀት ላይ በሚገኝ የመመልከቻ ነጥብ ላይ፣ ከ Fresnel diffraction ጋር እየተገናኘን ነው። የመመልከቻ ነጥቡ እና የብርሃን ምንጭ ከእንቅፋቱ በጣም ርቀው የሚገኙ ከሆነ በእንቅፋቱ ላይ የሚከሰተውን ጨረሮች እና ወደ ምልከታ ነጥብ የሚሄዱት ጨረሮች እንደ ትይዩ ጨረሮች ተደርገው ሊወሰዱ ይችላሉ ፣ ከዚያ ስለ በትይዩ ጨረሮች ውስጥ ስለ መበታተን እንነጋገራለን - Fraunhofer diffraction።

የዲፍራክሽን ፅንሰ-ሀሳብ በሞገድ ስርጭት መንገድ ላይ ማናቸውንም መሰናክሎች በሚኖሩበት ጊዜ የሞገድ ሂደቶችን ይመለከታል።

የዲፍራክሽን ፅንሰ-ሀሳብን በመጠቀም እንደ አኮስቲክ ስክሪን በመጠቀም የድምፅ ጥበቃን የመሳሰሉ ችግሮች፣ የሬዲዮ ሞገዶች በምድር ገጽ ላይ መስፋፋት፣ የኦፕቲካል መሳሪያዎች ስራ (በሌንስ የሚሰጠው ምስል ሁል ጊዜ የዲፍራክሽን ጥለት ስለሆነ)፣ የገጽታ ጥራት መለኪያዎች፣ የቁስ አካልን አወቃቀር ማጥናት እና ሌሎች ብዙ ተፈትተዋል .

የብርሃን ፖላራይዜሽን

የብርሃን ሞገድ ተፈጥሮን ለማረጋገጥ ያገለገሉ የጣልቃገብነት እና የልዩነት ክስተቶች እስካሁን የብርሃን ሞገዶችን ተፈጥሮ ሙሉ በሙሉ አያቀርቡም። ብርሃንን በክሪስታል ውስጥ በተለይም በቱርማሊን የማለፍ ልምድ አዳዲስ ባህሪያት ተገለጡልን።

ሁለት ተመሳሳይ አራት ማዕዘን ቅርጽ ያላቸው የቱርማሊን ሳህኖች እንውሰድ፣ ከአራት ማዕዘኑ አንዱ ጎን በመስታወት ውስጥ ካለው የተወሰነ አቅጣጫ ጋር እንዲገጣጠም ተቆርጦ የጨረር ዘንግ ተብሎ ይጠራል። አንዱን ጠፍጣፋ በሌላኛው ላይ እናስቀምጠው መጥረቢያቸው ወደ አቅጣጫ እንዲገጣጠም እና ጠባብ የብርሃን ጨረሮችን ከፋኖ ወይም ከፀሀይ በተጣጠፈው ጠፍጣፋ ውስጥ እናልፍ። ቱርማሊን ቡናማ-አረንጓዴ ክሪስታል ስለሆነ, የተላለፈው ጨረር ዱካ በስክሪኑ ላይ እንደ ጥቁር አረንጓዴ ነጠብጣብ ይታያል. በጨረሩ ዙሪያ ካሉት ጠፍጣፋዎች ውስጥ አንዱን ማዞር እንጀምር, ሁለተኛውን እንቅስቃሴ አልባ ትተን. የጨረራ ዱካው እየደከመ ይሄዳል, እና ሳህኑ 90 0 ሲዞር, ሙሉ በሙሉ ይጠፋል. በጠፍጣፋው ተጨማሪ ሽክርክሪት, የማለፊያው ጨረሩ እንደገና መጠናከር ይጀምራል እና ሳህኑ 180 0 ሲሽከረከር ወደ ቀድሞው ጥንካሬ ይደርሳል, ማለትም. የጠፍጣፋዎቹ የኦፕቲካል ዘንጎች እንደገና ትይዩ ሲሆኑ. የቱርማሊን ተጨማሪ ሽክርክሪት, ጨረሩ እንደገና ይዳከማል.

የሚከተሉት መደምደሚያዎች ከተገኙ ሁሉም የተስተዋሉ ክስተቶች ሊገለጹ ይችላሉ.

1) በጨረር ውስጥ ያሉ የብርሃን ንዝረቶች በብርሃን ስርጭት መስመር ላይ ቀጥ ብለው ይመራሉ (የብርሃን ሞገዶች ተሻጋሪ ናቸው)።

2) ቱርማሊን የብርሃን ንዝረትን ለማስተላለፍ የሚችለው ከዘንጉ አንፃር በተወሰነ መንገድ ሲመሩ ብቻ ነው።

3) በፋኖስ (ፀሀይ) ብርሃን የየትኛውም አቅጣጫ ተሻጋሪ ንዝረቶች ይቀርባሉ እና በተጨማሪም ፣ በተመሳሳይ መጠን ፣ ማንም አቅጣጫ የበላይ እንዳይሆን።

ማጠቃለያ 3 የተፈጥሮ ብርሃን በየትኛውም አቅጣጫ በቱርማሊን ውስጥ ለምን እንደሚያልፍ ያብራራል, ምንም እንኳን ቱርማሊን በማጠቃለያ 2 መሠረት የብርሃን ንዝረትን በተወሰነ አቅጣጫ ብቻ ማስተላለፍ ይችላል. በቱርማሊን በኩል ያለው የተፈጥሮ ብርሃን መተላለፊያው ተሻጋሪ ንዝረትን በቱርማሊን የሚተላለፉትን ብቻ እንዲመረጥ ያደርገዋል። ስለዚህ በቱርማሊን በኩል የሚያልፈው ብርሃን በአንድ አቅጣጫ የሚተላለፉ የንዝረቶች ስብስብ ይሆናል, ይህም በቱርማሊን ዘንግ አቅጣጫ ይወሰናል. እኛ እንዲህ ያለ ብርሃን መስመራዊ ፖላራይዝድ እንጠራዋለን, እና አውሮፕላኑ የመወዛወዝ አቅጣጫ እና የብርሃን ጨረር ዘንግ የያዘ - የፖላራይዜሽን አውሮፕላን.

አሁን በሁለት ተከታታይ የተቀመጡ የቱርማሊን ሳህኖች በብርሃን ማለፍ ላይ የተደረገው ሙከራ ግልጽ ይሆናል። የመጀመሪያው ጠፍጣፋ በእሱ ውስጥ የሚያልፈውን የብርሃን ጨረር በፖላራይዝድ ያደርገዋል, በአንድ አቅጣጫ ብቻ እንዲወዛወዝ ይተወዋል. እነዚህ ንዝረቶች በሁለተኛው ቱርማሊን ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ማለፍ የሚችሉት አቅጣጫቸው በሁለተኛው ቱርማሊን ከሚተላለፈው የንዝረት አቅጣጫ ጋር የሚጣጣም ከሆነ ብቻ ነው, ማለትም. የእሱ ዘንግ ከመጀመሪያው ዘንግ ጋር ትይዩ ሲሆን. በፖላራይዝድ ብርሃን ውስጥ ያለው የንዝረት አቅጣጫ በሁለተኛው tourmaline ከሚተላለፉ የንዝረት አቅጣጫዎች ጋር ቀጥተኛ ከሆነ ብርሃኑ ሙሉ በሙሉ ዘግይቷል. በፖላራይዝድ ብርሃን ውስጥ ያለው የንዝረት አቅጣጫ በቱርማሊን ከሚተላለፈው አቅጣጫ ጋር አጣዳፊ አንግል ካደረገ ንዝረቱ በከፊል ብቻ ይተላለፋል።

የብርሃን ስርጭት

ኒውተን ቴሌስኮፖችን ለማሻሻል ከሚደረገው ሙከራ ጋር ተያይዞ የብርሃን ነጸብራቅ በሚታይበት ጊዜ የሚታየውን ቀለማት ጥናት ዞር ብሏል። በተቻለ መጠን ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ሌንሶች ለማግኘት በተደረገው ጥረት ኒውተን የምስሎች ዋነኛው መሰናክል ባለቀለም ጠርዞች መኖራቸውን እርግጠኛ ሆነ። ኒውተን ትልቁን የኦፕቲካል ግኝቶቹን ያከናወነው በማንፀባረቅ ወቅት ስለ ቀለም ጥናት ባደረገው ጥናት ነው።

የኒውተን ግኝቶች ምንነት በሚከተሉት ሙከራዎች ይገለጻል (ምስል 1) የፋኖስ ብርሃን ጠባብ ቀዳዳ S (ስንጥቅ) ያበራል። ሌንስ ኤልን በመጠቀም የተሰነጠቀው ምስል በስክሪኑ MN ላይ በአጭር ነጭ ሬክታንግል S` መልክ ይገኛል። በመንገዱ ላይ ፕሪዝም ፒን በማስቀመጥ, ጠርዙ ከተሰነጠቀው ጋር ትይዩ ነው, የተሰነጠቀው ምስል ይለወጣል እና ወደ ቀለም ነጠብጣብ ይለወጣል, ከቀይ ወደ ቫዮሌት የሚደረጉ የቀለም ሽግግሮች ከተመለከቱት ጋር ተመሳሳይ ናቸው. ቀስተ ደመና ውስጥ. ኒውተን ይህን የቀስተ ደመና ምስል ስፔክትረም ብሎታል።

ክፍተቱን በቀለም መስታወት ከሸፈኑ, ማለትም. ከነጭ ብርሃን ይልቅ ባለ ቀለም ብርሃን ወደ ፕሪዝም ከመሩ፣ የተሰነጠቀው ምስል በስፔክትረም ውስጥ በተዛመደ ቦታ ላይ ወደሚገኝ ባለ ቀለም አራት ማእዘን ይቀነሳል፣ ማለትም. በቀለም ላይ በመመስረት ብርሃኑ ከመጀመሪያው ምስል S` በተለያዩ ማዕዘኖች ይለያያል። የተገለጹት ምልከታዎች እንደሚያሳዩት የተለያየ ቀለም ያላቸው ጨረሮች በፕሪዝም በተለያየ መንገድ ይገለላሉ.

ኒውተን ይህን ጠቃሚ መደምደሚያ በብዙ ሙከራዎች አረጋግጧል። ከመካከላቸው በጣም አስፈላጊው ከጨረራዎች ተለይተው የተለያየ ቀለም ያላቸውን የጨረር ጠቋሚዎችን መለየት ነው. ለዚሁ ዓላማ, ስፔክትረም የተገኘበት ስክሪን ኤምኤን ላይ አንድ ቀዳዳ ተቆርጧል; ማያ ገጹን በማንቀሳቀስ አንድ ወይም ሌላ ቀለም ያለው ጠባብ ጨረር በቀዳዳው በኩል ለመልቀቅ ተችሏል. ይህ ወጥ ጨረሮችን የመለየት ዘዴ ባለቀለም መስታወት በመጠቀም ከማግለል የበለጠ የላቀ ነው። ሙከራዎች ደርሰውበታል እንዲህ ያለው የተለየ ጨረር, በሁለተኛው ፕሪዝም ውስጥ, ከአሁን በኋላ ስትሪፕ አይዘረጋም. እንዲህ ዓይነቱ ጨረር ከተወሰነ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ጋር ይዛመዳል, ዋጋው በተመረጠው የጨረር ቀለም ላይ የተመሰረተ ነው.

የተብራሩት ሙከራዎች እንደሚያሳዩት ከስፔክትረም ለተነጠለ ጠባብ ቀለም ያለው ጨረር ፣ የማጣቀሻ ኢንዴክስ በጣም የተወሰነ እሴት ያለው ሲሆን የነጭ ብርሃን ነጸብራቅ በዚህ ኢንዴክስ አንድ እሴት ብቻ ሊገለጽ ይችላል። ተመሳሳይ ምልከታዎችን በማነፃፀር ኒውተን በፕሪዝም ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ የማይበሰብሱ ቀለል ያሉ ቀለሞች እና ውስብስብ ቀለሞች መኖራቸውን ደምድሟል ፣ እነዚህም የተለያዩ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ያላቸውን ቀለል ያሉ ስብስቦችን ይወክላሉ። በተለይም የፀሐይ ብርሃን በፕሪዝም እርዳታ የተበላሹ ቀለሞች ጥምረት ነው, ይህም የተሰነጠቀውን ስፔክትራዊ ምስል ይሰጣል.

ስለዚህ፣ የኒውተን ዋና ሙከራዎች ሁለት ጠቃሚ ግኝቶችን ይዘዋል።

1) የተለያየ ቀለም ያለው ብርሃን በተሰጠው ንጥረ ነገር ውስጥ በተለያየ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ይገለጻል.

2) ነጭ ቀለም ቀላል ቀለሞች ስብስብ ነው.

አሁን የተለያዩ ቀለሞች ከተለያዩ የብርሃን የሞገድ ርዝመቶች ጋር እንደሚዛመዱ እናውቃለን. ስለዚህ የኒውተን የመጀመሪያ ግኝት እንደሚከተለው ሊቀረጽ ይችላል፡-

የአንድ ንጥረ ነገር አንጸባራቂ መረጃ ጠቋሚ በብርሃን የሞገድ ርዝመት ይወሰናል.

የሞገድ ርዝመቱ ሲቀንስ ብዙውን ጊዜ ይጨምራል.

የፕላንክ መላምት።

በ1900 ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ማክስ ፕላንክ ስለ ሞቅ ያለ ጠንካራ ጨረራ በማብራራት ረገድ የክላሲካል ቲዎሪ ችግሮችን ለማሸነፍ ጥረት አድርጓል። በቲዎሬቲካል ፊዚክስ ውስጥ የእውነተኛ ዝግመተ ለውጥ መጀመሪያን የሚያመለክት መላምት ገለጸ። የዚህ መላምት ትርጉም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች በተመጣጣኝ ሚዛን ውስጥ ያለው የ oscillatory ሥርዓት የኃይል ክምችት ምንም ዓይነት ዋጋ ሊወስድ እንደማይችል ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን የሚስብ እና የሚያንፀባርቅ የአንደኛ ደረጃ ስርዓቶች ኃይል ከተወሰነ የኃይል መጠን ኢንቲጀር ብዜት ጋር እኩል መሆን አለበት።

አንድ ሥርዓት የሚይዘው ወይም የሚያመነጨው አነስተኛው የኃይል መጠን ኢነርጂ ኳንተም ይባላል። የኳንተም ኢ ሃይል ከመወዛወዝ ድግግሞሽ v ጋር ተመጣጣኝ መሆን አለበት፡

ኢ= ኤች.ቪ .

የተመጣጠነ ሁኔታ ሸበዚህ አገላለጽ የፕላንክ ቋሚ ይባላል. የፕላንክ ቋሚ ነው

6,6261937 . 10-34 ጄ . ጋር

የፕላንክ ቋሚ አንዳንድ ጊዜ የድርጊት ኳንተም ይባላል። ልኬቱ h ከማዕዘን ሞመንተም ልኬት ጋር እንደሚገጣጠም ልብ ይበሉ።

በዚህ አዲስ ሀሳብ ላይ በመመስረት, ፕላንክ ከሙከራ መረጃ ጋር በጥሩ ሁኔታ የሚስማማውን በስፔክትረም ውስጥ የኃይል ማከፋፈያ ህግን አግኝቷል. በንድፈ ሀሳብ የተተነበየው ህግ ከሙከራ ጋር የነበረው ጥሩ ስምምነት የፕላንክን የኳንተም መላምት ሙሉ ማረጋገጫ ነው።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖን ማግኘት

የፕላንክ የኳንታ መላምት በ1887 የተገኘውን የፎቶኤሌክትሪክ ውጤት ክስተት ለማብራራት መሰረት ሆኖ አገልግሏል። ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ሄንሪክ ሄርትዝ።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ክስተት ከኤሌክትሮሜትር ዘንግ ጋር የተያያዘውን የዚንክ ሳህን በማብራት ተገኝቷል. አዎንታዊ ክፍያ ወደ ሳህኑ እና ዘንግ ከተላለፈ ኤሌክትሮሜትሩ ሳህኑ ሲበራ አይለቅም. ወደ ሳህኑ ላይ አሉታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ በማስተላለፍ ኤሌክትሮሜትሩ ልክ አልትራቫዮሌት ጨረሩ ወደ ሳህኑ ሲመታ ይወጣል። ይህ ሙከራ በብርሃን ተፅእኖ ውስጥ ከብረት ሳህን ላይ አሉታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ሊለቀቁ እንደሚችሉ ያረጋግጣል። በብርሃን የሚወጡትን ቅንጣቶች ክፍያ እና ብዛት መለካት እነዚህ ቅንጣቶች ኤሌክትሮኖች መሆናቸውን ያሳያል።

ብዙ አይነት የፎቶ ኢፌክቶች አሉ-ውጫዊ እና ውስጣዊ የፎቶ ውጤቶች ፣ የቫልቭ ፎቶግራፎች እና ሌሎች በርካታ ውጤቶች።

ውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ኤሌክትሮኖች በእሱ ላይ ባለው የብርሃን ክስተት ተጽእኖ ስር ከሚገኝ ንጥረ ነገር የሚወጡበት ክስተት ነው.

በሴሚኮንዳክተር ላይ ባለው የብርሃን ክስተት ምክንያት በአተሞች መካከል ያለው ትስስር በመፍረሱ ምክንያት የውስጣዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ነፃ ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች በአንድ ሴሚኮንዳክተር ውስጥ ይታያሉ።

የፎቶ ኤሌክትሪክ በር በሁለት የተለያዩ ሴሚኮንዳክተሮች ወይም ሴሚኮንዳክተር እና ብረት መካከል ግንኙነትን በያዘው ስርዓት ውስጥ በኤሌክትሮሞቲቭ ኃይል ብርሃን ተጽዕኖ ስር መከሰት ነው።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ የቁጥር ህጎች በታዋቂው የሩሲያ የፊዚክስ ሊቅ አሌክሳንደር ግሪጎሪቪች ስቶሌቶቭ (1839 - 1896) በ 1888 - 1889 ተመስርተዋል ። በሁለት ኤሌክትሮዶች (ምስል 2) የቫኩም መስታወት ፊኛ በመጠቀም በኤሌክትሮዶች መካከል ባለው ቮልቴጅ እና በኤሌክትሮዶች መካከል ባለው የብርሃን ሁኔታ ላይ ባለው ፊኛ ውስጥ የአሁኑን ጥገኛነት አጥንቷል.

በቫኩም ሲሊንደር ውስጥ ሁለት የብረት ኤሌክትሮዶች A እና K አሉ, ይህም ቮልቴጅ ይሠራል. የኤሌክትሮዶች ዋልታ እና በእነሱ ላይ የሚተገበረው ቮልቴጅ በመሃል-ታፕ ፖታቲሞሜትር R በመጠቀም መቀየር ይቻላል. የፖታቲሞሜትር ተንሸራታች ከመሃል ነጥቡ በስተግራ ሲሆን ሲቀነስ ኤሌክትሮድ A ላይ ይተገበራል እና ፕላስ በኤሌክትሮድ ኬ ላይ ይተገበራል። በኤሌክትሮዶች መካከል የሚሠራው ቮልቴጅ የሚለካው በቮልቲሜትር V. ኤሌክትሮድ ኬ በኳርትዝ ​​መስታወት በተሸፈነው መስኮት በኩል በብርሃን ይለቀቃል. በእሱ ተጽእኖ ኤሌክትሮኖች (ፎቶኤሌክትሮኖች ተብለው የሚጠሩት) ከዚህ ኤሌክትሮድ ውስጥ ይወጣሉ, ወደ ኤሌክትሮድ A ይበርራሉ እና በ ሚሊሚሜትር ኤምኤ የተመዘገቡ የፎቶ ኩርኩር ይፈጥራሉ.

በተገለጸው መጫኛ ውስጥ, ለእያንዳንዱ ብርሃን ከተለያዩ ብረቶች የተሠሩ ኤሌክትሮዶችን በመጠቀም

ንጥረ ነገሮች ፣ የውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ የአሁኑን-ቮልቴጅ ባህሪዎችን ማግኘት ይቻላል (ማለትም ፣ የፎቶcurrent ጥንካሬ I በኤሌክትሮዶች መካከል ባለው የቮልቴጅ ዩ ላይ ጥገኛ) በተፈጠረው የብርሃን የኃይል ፍሰት የተለያዩ ዋጋዎች።

ሁለት እንደዚህ ያሉ ባህሪያት በ (ምስል 3) ውስጥ ቀርበዋል.

የሚከተሉት የውጫዊ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ቅጦች እና ህጎች በሙከራ ተመስርተዋል።

1. በኤሌክትሮዶች መካከል ያለው የቮልቴጅ መጠን ከሌለ, የፎቶ አንጓው ዜሮ አይደለም. ይህ ማለት የፎቶ ኤሌክትሮኖች በሚለቁበት ጊዜ የእንቅስቃሴ ጉልበት አላቸው ማለት ነው.

2. ዩ ሲጨምር, የፎቶ ዥረት እኔ ቀስ በቀስ ይጨምራል, ምክንያቱም ቁጥራቸው እየጨመረ የሚሄደው የፎቶ ኤሌክትሮኖች ወደ አኖዶው ይደርሳሉ.

3. በኤሌክትሮዶች መካከል የተወሰነ የተፋጠነ የቮልቴጅ ዩ ኤን ሲደርስ ከካቶድ ውስጥ የተበተኑ ኤሌክትሮኖች በሙሉ ወደ አኖድ ይደርሳሉ እና የፎቶው ጥንካሬ በቮልቴጅ ላይ መቆሙን ያቆማል. እንዲህ ዓይነቱ የፎቶ ኮርነር, ጥንካሬው እየጨመረ በቮልቴጅ አይጨምርም, ሙሌት ፎቶግራፍ ይባላል. በአንድ አሃድ ጊዜ ከብርሃን ብረት የሚወጣው የፎቶኤሌክትሮኖች ብዛት n e ከሆነ ፣ ከዚያ የሙሌት ፎቶ የአሁኑ ጥንካሬ

አይ n = ዲ ቅ / ዲ ቲ = ኔ / ዲ ቲ = n ኢ

ስለዚህ የሙሌት ጅረት ጥንካሬን በመለካት በአንድ ሰከንድ ውስጥ የሚወጣውን የፎቶ ኤሌክትሮኖች ብዛት ማወቅ ይቻላል.

4. ሙሌት photocurrent ጥንካሬ ብረት ላይ ብርሃን ኃይል ክስተት ፍሰት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው (የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት የመጀመሪያው ሕግ):

አይ n = ሰ ኤፍ

እዚህ g የተመጣጣኝ ቅንጅት ነው፣ የንጥረ ነገር ፎቶሴንሲቲቭ ይባላል። ስለሆነም በአንድ ሰከንድ ውስጥ ከአንድ ንጥረ ነገር የሚወጡት ኤሌክትሮኖች ብዛት በዚህ ንጥረ ነገር ላይ ካለው የብርሃን ሃይል ፍሰት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው።

5. በመነሻው የኪነቲክ ኢነርጂ ምክንያት ኤሌክትሮኖች ወደ ኋላ ከሚዘገይ የኤሌትሪክ መስክ ኃይሎች ጋር መሥራት ይችላሉ። ስለዚህ, የፎቶ አንጓው ከ 0 እስከ ዩ 3 ባለው አሉታዊ ቮልቴጅ ክልል ውስጥም አለ (ኤሌክትሮድ A ከአሁኑ ምንጭ "መቀነስ" ጋር የተገናኘ ነው). ከተወሰነ የመዘግየት ቮልቴጅ U 3 ጀምሮ, የፎቶ አንጓው ይቆማል. በዚህ ሁኔታ ፣ ​​የዘገየ የኤሌክትሪክ መስክ ሥራ A e = eU 3 ​​ከከፍተኛው የፎቶ ኤሌክትሮኖች W ኪሜ ከፍተኛ የመነሻ ኃይል ጋር እኩል ነው። = mv m 2/2፡

አ ሠ = ወ ኪ.ሜ. ; ሠ ዩ 3 = ኤምቪ ኤም 2 /2

ቪ ኤም = 2e ዩ 3 / ኤም

ስለዚህ, የዘገየ ቮልቴጅ U 3 ን በመለካት ከፍተኛውን የመነሻ ጉልበት ጉልበት እና ከፍተኛውን የፎቶ ኤሌክትሮኖች የመጀመሪያ ፍጥነት ማወቅ ይቻላል.

6. የዘገየ የቮልቴጅ ዋጋ, እና ስለዚህ ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል እና የፎቶ ኤሌክትሮኖች ከፍተኛ ፍጥነት, በአደጋው ​​ብርሃን ጥንካሬ ላይ የተመካ አይደለም, ነገር ግን በእሱ ድግግሞሽ (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ሁለተኛ ህግ) ላይ የተመሰረተ ነው.

7. ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር የተወሰነ ድግግሞሽ እሴት አለ ቁ k (እና, ስለዚህ, የሞገድ ርዝመት l k), እንደ ድግግሞሽ ቁየትናንሽ ሰዎች ክስተት ብርሃን ቁ k (ማለትም የብርሃን ሞገድ ርዝመቶች ከ l k በላይ), የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ አይታይም (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ሶስተኛ ህግ). ድግግሞሽ ቁ k (እና የሞገድ ርዝመት l k) የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ገደብ ይባላል. ለምሳሌ, የዚንክ ፕላስቲን በሚታየው ብርሃን ሲፈነዳ, በጣም ከፍተኛ በሆነ መጠን እንኳን, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ አይከሰትም, በአልትራቫዮሌት ብርሃን ሲፈነዳ, በጣም ዝቅተኛ በሆነ መጠን እንኳን, የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ይታያል.

8. ከብርሃን ጋር ብረትን ከጨረር ጨረር መጀመሪያ አንስቶ የፎቶ ኤሌክትሮኖች ልቀት እስኪጀምር ድረስ ጊዜ t ያልፋል.<10 -9 с. Следовательно, фотоэффект безынерционен. Если частота падающего света ቁ > ቁ k, ከዚያም የፎቶኤሌክትሮኖች ልቀት ወዲያውኑ ማለት ይቻላል ይከሰታል. ከሆነ ቁ < ቁስለዚህ, ብረቱ ምንም ያህል ጊዜ ቢበራ, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ አይታይም.

ፎቶኖች

በአንፃራዊ ፊዚክስ (የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ) mass m እና energy W እርስ በርስ የተያያዙ መሆናቸውን ያሳያል።

ወ = ኤም.ሲ 2

ስለዚህ, የኢነርጂ ኳንተም Wф=h ቁኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ከጅምላ ጋር ይዛመዳል

ኤም ረ = ወ ረ / ሐ 2 = ሸ ቁ / ሐ 2

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች, እና ስለዚህ ፎቶን, የሚኖረው በፍጥነት በሚሰራጭበት ጊዜ ብቻ ነው ጋር. ይህ ማለት የተቀረው የፎቶን ብዛት ዜሮ ነው ማለት ነው።

ፎቶን ፣ mass m f ያለው እና በፍጥነት የሚንቀሳቀስ ጋር፣ ጉልበት አለው።

ገጽ ረ = ኤም ረ ሐ = ሸ ቁ / ሐ

ፎቶን እንዲሁ ተብሎ የሚጠራው የራሱ የማዕዘን ፍጥነት አለው። ማሽከርከር .

ኤል ረ= ሸ /2 p= ሸ

ጉልበት፣ ጅምላ፣ ሞመንተም ወይም አንግል ሞመንተም ያለው ነገር በአብዛኛው ከቅንጣት ጋር የተያያዘ ነው። ስለዚህ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች የኃይል ኳንተም - ፎቶን - እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ክፍልፋይ ነው ፣ በተለይም ብርሃን።

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች የፎቶኖች ስብስብ ከመሆኑ አንፃር የአንድ ቅንጣቢ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በራሱ ቅንጣቢው የሚወጣና የሚስብ የፎቶኖች ስብስብ ነው።

በክላሲካል ፊዚክስ ማዕቀፍ ውስጥ የነጻ ቅንጣት መስተጋብር ተሸካሚ ልቀትን በሃይል እና በፍጥነት ጥበቃ ህጎች የተከለከለ ነው። ኳንተም ፊዚክስ በኃይል እና በጊዜ መካከል ባለው እርግጠኛነት መካከል ያለውን ግንኙነት በመጠቀም ይህንን ክልከላ ያስወግዳል። ከዚህም በላይ ይህ በመስተጋብር ተሸካሚው ብዛት እና በድርጊቱ መካከል ያለውን ግንኙነት ይመሰርታል.

የኃይል ጥበቃ ህግን በመጣስ የሚቀጥሉት እንደዚህ ያሉ ሂደቶች በተለምዶ ምናባዊ ሂደቶች ይባላሉ, እና መስተጋብር የሚፈጥሩ እና እንደ ነፃ ቅንጣቶች በተመሳሳይ መልኩ ኃይል እና ሞመንተም ሊኖራቸው የማይችሉ ቅንጣቶች ምናባዊ ቅንጣቶች ይባላሉ. በግንኙነቱ ውስጥ የተካተቱት ምናባዊ ልውውጥ ቅንጣቶች ሊገኙ አይችሉም. ነገር ግን የሚፈነጥቀውን ቅንጣት ኃይል በመጨመር ለምሳሌ ኤሌክትሮኖችን በማፋጠን ቨርቹዋል ፎተኖች ወደ እውነተኛ እና ነጻ ወደሆኑ መመዝገብ ይችላሉ። ይህ የእውነተኛ ፎቶኖች ልቀት ሂደት ነው።

ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ውክልና በኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በኩል በኤሌክትሪክ የሚሞሉ ቅንጣቶች መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብን ወደ ክለሳ ያመራል። ከቅንጣው ሌላ የተጫነ ቅንጣት ካለ፣በአንድ ቅንጣት የሚለቀቀው ፎቶን በሌላኛው ሊዋጥ ይችላል፣በተቃራኒው ደግሞ የፎቶን መለዋወጥን ያስከትላል፣ ማለትም። ቅንጣቶች መስተጋብር ይጀምራሉ. ስለዚህ የንጥሎች ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የሚከሰተው በፎቶኖች መለዋወጥ ነው. ይህ የመስተጋብር ዘዴ ይባላል መለዋወጥእና በሁሉም ግንኙነቶች ላይ ተፈጻሚ ይሆናል. ማንኛውም መስክ የኳንታ ስብስብ ነው - በይነተገናኝ ቅንጣት የሚመነጨው መስተጋብር ተሸካሚዎች፣ እና ማንኛውም መስተጋብር የግንኙነት ተሸካሚዎች ልውውጥ ነው።

በማጠቃለያው, ፎቶን ከመሠረታዊ ቅንጣቶች ቡድን ውስጥ ከሚገኙት ቅንጣቶች ውስጥ አንዱ መሆኑን እናስተውላለን.

የብርሃን ሞገድ ፅንሰ-ሀሳቦችን መሰረት በማድረግ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ማብራራት የማይቻል ነው.

የብርሃን ሞገድ ጽንሰ-ሀሳቦችን መሰረት በማድረግ የውጫዊውን የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ለማብራራት ሙከራዎች ተደርገዋል. በእነዚህ ሃሳቦች መሰረት, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ዘዴ ይህን ይመስላል. የብርሃን ሞገድ በብረት ላይ ይወርዳል. በእሱ ወለል ውስጥ የሚገኙት ኤሌክትሮኖች የዚህን ሞገድ ኃይል ይቀበላሉ, እና ጉልበታቸው ቀስ በቀስ ይጨምራል. ከሥራው ተግባር በላይ በሚሆንበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች ከብረት ውስጥ መብረር ይጀምራሉ. ስለዚህ የብርሃን ሞገድ ንድፈ ሃሳብ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖን በጥራት ማብራራት ይችላል ተብሎ ይታሰባል።

ይሁን እንጂ ስሌቶች እንደሚያሳዩት በዚህ ማብራሪያ የብረታ ብረት ማብራት እና የኤሌክትሮኖች ልቀትን በሚጀምርበት ጊዜ መካከል ያለው ጊዜ በአስር ሰከንድ ቅደም ተከተል መሆን አለበት. ይህ በእንዲህ እንዳለ, ከተሞክሮ ይከተላል t<10 -9 c. Следовательно, волновая теория света не объясняет безынерционности фотоэффекта. Не может она объяснить и остальные законы фотоэффекта.

እንደ ሞገድ ንድፈ ሀሳብ ፣ የፎቶኤሌክትሮኖች የእንቅስቃሴ ኃይል በብረታ ብረት ላይ እየጨመረ በሚመጣው የብርሃን ክስተት መጨመር አለበት። እና የማዕበሉ ጥንካሬ የሚወሰነው በቮልቴጅ መወዛወዝ E ስፋት እንጂ በብርሃን ድግግሞሽ አይደለም. (የተበተኑት ኤሌክትሮኖች ብዛት እና የሙሌት ጥንካሬው በአደጋው ​​ብርሃን ጥንካሬ ላይ የተመሰረተ ነው።)

ከሞገድ ንድፈ-ሐሳብ አንጻር ኤሌክትሮኖችን ከብረት ለመቅደድ አስፈላጊ የሆነው ኃይል ጥንካሬው በቂ ከሆነ በማንኛውም የሞገድ ርዝመት ጨረር ሊሰጥ ይችላል, ማለትም. የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ በማንኛውም የብርሃን ጨረር ሊከሰት ይችላል. ሆኖም ግን, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ገደብ አለ, ማለትም. በኤሌክትሮኖች የሚቀበሉት ኃይል በማዕበል ስፋት ላይ ሳይሆን በድግግሞሹ ላይ የተመሰረተ ነው.

ስለዚህ በብርሃን ማዕበል ጽንሰ-ሀሳቦች ላይ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ለማብራራት የተደረጉ ሙከራዎች ሊቋቋሙት የማይችሉት ሆነዋል።

በብርሃን ኳንተም ጽንሰ-ሀሳቦች ላይ በመመርኮዝ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች ማብራሪያ። የአንስታይን እኩልነት ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ለማብራራት ኤ.ኢንስታይን የኳንተም የብርሃን ፅንሰ-ሀሳቦችን ተጠቅሟል፣ በፕላንክ ያስተዋወቀው የአካላትን የሙቀት ጨረር ለመግለጽ።

አንስታይን፣ ፍፁም ጥቁር ከሆነ አካል የሚመነጨውን የጨረር ሃይል መለዋወጥን በመተንተን፣ ጨረሩ እያንዳንዱን N=W/(hv) ራሱን የቻለ የኢነርጂ መጠን hv እንዳለው አድርጎ ያሳያል ወደሚል ድምዳሜ ደርሷል። እንደ አንስታይን ገለጻ ከየትኛውም ቦታ በሚወጣው የብርሃን ስርጭት ወቅት ሃይሉ በየጊዜው እየጨመረ በሚሄድ ቦታ ላይ አይከፋፈልም. ኢነርጂ በጠፈር ውስጥ የተተረጎመ ገደብ ያለው የኃይል መጠን ይይዛል። እነዚህ ኳንታ ወደ ክፍሎች ሳይከፋፈሉ ይንቀሳቀሳሉ; በአጠቃላይ ሊዋጡ እና ሊለቀቁ የሚችሉት.

ስለዚህም አንስታይን ብርሃን የሚፈነዳ ብቻ ሳይሆን በህዋ ውስጥም ይሰራጫል እና በቁስ በኳንታ ይዋጣል ወደሚል ድምዳሜ ደረሰ። የብርሃን ጨረሮች ክፍሎች - የብርሃን ኳንታ - የሰውነት አካል ባህሪያት ያላቸው, ማለትም. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ባህሪያት ተሸካሚዎች የሆኑ ቅንጣቶች ባህሪያት. እነዚህ ቅንጣቶች ፎቶኖች ይባላሉ.

ከብርሃን የኳንተም ፅንሰ-ሀሳቦች እይታ አንፃር ፣ በብረት ላይ ያለው የሞኖክሮማቲክ የጨረር ጨረር ኃይል ከኃይል ጋር ፎቶኖች አሉት ።

ወ ረ = ሸ ቁ

ወ ሴንት. = NW ረ = Nh ቁ

እና የብርሃን የኃይል ፍሰቱ እኩል ነው

Ф= ወ ሴንት. / ቲ = Nh ቁ / ቲ = n ረ ሸ ቁ

የት N በጊዜ t ጊዜ በብረት ላይ የፎቶኖች ክስተት ቁጥር; n f - በአንድ ጊዜ በብረት ላይ የፎቶኖች ክስተት ብዛት።

የጨረር ጨረር ከቁስ ጋር ያለው መስተጋብር እጅግ በጣም ብዙ የሆኑ የመጀመሪያ ደረጃ ድርጊቶችን ያቀፈ ነው, በእያንዳንዱ ውስጥ አንድ ኤሌክትሮኖች የአንድን ፎቶን ኃይል ሙሉ በሙሉ ይይዛሉ. የፎቶን ሃይል ከስራው ተግባር የበለጠ ወይም እኩል ከሆነ ኤሌክትሮኖች ከብረት ውስጥ ይበራሉ. በዚህ ሁኔታ ፣ የተቀዳው የፎቶን ኃይል ክፍል ሀ ውስጥ ያለውን የሥራ ተግባር ለማከናወን የሚውል ሲሆን የተቀረው ደግሞ የፎቶ ኤሌክትሮን እንቅስቃሴን ይፈጥራል። ለዛ ነው

ወ ረ =A በ + ወ ለ ; ሸ ቁ =A በ + ኤምቪ 2 /2.

ይህ አገላለጽ ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት የኢንስታይን እኩልነት ይባላል።

የፎቶኤሌክትሮኖች የኪነቲክ ሃይል በአደጋው ​​ብርሃን ድግግሞሽ ላይ የተመሰረተ መሆኑን ያሳያል (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ሁለተኛ ህግ).

የኳንቱ ሃይል ከስራው ተግባር ያነሰ ከሆነ ምንም ኤሌክትሮኖች በማንኛውም የብርሃን መጠን አይለቀቁም. ይህ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ሶስተኛ ህግ) ቀይ ድንበር መኖሩን ያብራራል.

አሁን በብርሃን ኳንተም ጽንሰ-ሐሳቦች ላይ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ የመጀመሪያ ህግ እንዴት እንደተገለፀ እናሳይ.

በፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ምክንያት የሚለቀቁት ኤሌክትሮኖች ቁጥር n e በብርሃን ላይ ካለው የብርሃን ኩንታ n f ብዛት ጋር ተመጣጣኝ መሆን አለበት;

n ሠ ~ n ረ ; n ሠ = kn ረ ,

የት k የአደጋው ክፍል ፎቶኖች ኤሌክትሮኖችን ከብረት እንደሚያንኳኳ የሚያሳይ ኮፊሸን ነው። (የኩዋንቱ ትንሽ ክፍል ብቻ ኃይላቸውን ወደ ፎቶኤሌክትሮኖች እንደሚያስተላልፍ ልብ ይበሉ። የቀረው የኳንታ ሃይል ብርሃን የሚይዘውን ንጥረ ነገር ለማሞቅ ይውላል)። የፎቶኖች n f ቁጥር የአደጋውን ብርሃን የኃይል ፍሰት ይወስናል።

ስለዚህ, የብርሃን የኳንተም ንድፈ ሃሳብ ሁሉንም የውጫዊ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ሙሉ በሙሉ ያብራራል. ስለዚህም ብርሃን ከማእበል ባህሪያት በተጨማሪ የኮርፐስኩላር ባህሪያት እንዳለው በማያከራክር ሁኔታ በሙከራ ተረጋግጧል።

ኮርፐስኩላር-ሞገድ የብርሃን ተፈጥሮ

ከተለመዱት የብርሃን ምንጮች የሚመጣው የጣልቃገብነት ፣ የመረበሽ ፣ የፖላራይዜሽን ክስተቶች የብርሃን ሞገድ ባህሪያትን ያመለክታሉ። ነገር ግን, በእነዚህ ክስተቶች ውስጥ እንኳን, በተገቢው ሁኔታ ውስጥ, ብርሃን የአስከሬን ባህሪያትን ያሳያል. በተራው ፣ የአካላት የሙቀት ጨረር ህጎች ፣ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ እና ሌሎችም በማይታበል ሁኔታ ብርሃን እንደ ቀጣይ ፣ የተራዘመ ማዕበል ሳይሆን እንደ “ስብስብ” (ክፍሎች ፣ ኳንታ) የኃይል ፍሰት ያሳያል ፣ ማለትም። እንደ ቅንጣቶች ዥረት - ፎቶኖች. ነገር ግን በእነዚህ ክስተቶች ውስጥ, ብርሃን ደግሞ ሞገድ ንብረቶች አሉት;

ጥያቄው የሚነሳው፡ ብርሃን ቀጣይነት ያለው ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ከምንጩ የሚወጣ ነው ወይንስ በምንጭ የሚለቀቅ የዲስክሪት ፎቶኖች ጅረት ነው? በአንድ በኩል, ኳንተም, ኮርፐስኩላር ንብረቶች, እና በሌላ በኩል, የማዕበል ባህሪያት, ስለ ብርሃን ባህሪያት ያለን እውቀት አለፍጽምና እንዲፈጠር ማድረግ አስፈላጊነት ለብርሃን. የሙከራ እውነታዎችን ሲያብራሩ የተለያዩ እና የሚመስሉ ፅንሰ ሀሳቦችን የመጠቀም አስፈላጊነት ሰው ሰራሽ ይመስላል። በብርሃን ባህሪያት ላይ ከሁለቱ አመለካከቶች በአንዱ ላይ በመመርኮዝ አጠቃላይ የኦፕቲካል ክስተቶች አጠቃላይ ሊብራሩ እንደሚችሉ ማሰብ እፈልጋለሁ።

በዘመናችን ካሉት የፊዚክስ ግኝቶች ውስጥ አንዱ የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ባህሪዎችን እርስ በእርስ ለማነፃፀር የተደረጉ ሙከራዎችን ውድቀት ቀስ በቀስ ማመን ነው። የብርሃን ሞገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቀጣይነት ባህሪያት የብርሃን ኳንታ - ፎቶን - የመለየት ባህሪያትን አያካትቱም. ብርሃን በአንድ ጊዜ ተከታታይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች እና የዲስክሪት ፎቶኖች ባህሪዎች አሉት። እሱ የእነዚህን ተቃራኒ ንብረቶች ዲያሌክቲክ አንድነት ይወክላል። የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር (ብርሃን) የፎቶኖች ጅረት ነው ፣ ስርጭት እና ስርጭት በቦታ ውስጥ በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች እኩልነት ይገለጻል። ስለዚህ, ብርሃን ኮርፐስኩላር-ሞገድ ተፈጥሮ አለው.

የብርሃን ኮርፐስኩላር-ሞገድ ተፈጥሮ በቀመር ውስጥ ተንጸባርቋል

p f = ሸ ቁ / ሐ = ሸ / ኤል

የፎቶን ኮርፐስኩላር ባህሪን ማገናኘት - ከብርሃን ሞገድ ባህሪ ጋር ግፊት - በድግግሞሽ (ወይም የሞገድ ርዝመት)።

ነገር ግን፣ የብርሃን ኮርፐስኩላር-ሞገድ ተፈጥሮ ብርሃን በተለመደው ክላሲካል ውክልናቸው ውስጥ ሁለቱም ቅንጣት እና ሞገድ ነው ማለት አይደለም።

በብርሃን ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ባህሪያት መካከል ያለው ግንኙነት በህዋ ውስጥ የፎቶን ስርጭት እና ስርጭትን ግምት ውስጥ በማስገባት ስታቲስቲካዊ (ሊሆን የሚችል) አቀራረብን በመጠቀም ቀላል ትርጓሜ ያገኛል.

1) የብርሃን ልዩነትን ለምሳሌ በክብ ጉድጓድ አስቡ.

በቀዳዳው ውስጥ አንድ ፎቶን ከተላለፈ በስክሪኑ ላይ ተለዋጭ ብርሃን እና ጥቁር ጭረቶች አይኖሩም, ከማዕበል እይታ እንደሚጠበቀው; ፎቶን በማያ ገጹ ላይ አንድ ወይም ሌላ ነጥብ ይመታል, እና በእሱ ላይ አይዘረጋም, እንደ ማዕበል ጽንሰ-ሀሳቦች መሆን አለበት. ነገር ግን በተመሳሳይ ጊዜ, ፎቶን እንደ ቅንጣት መቁጠር እና ምን ነጥብ እንደሚመታ በትክክል ማስላት አይቻልም, ይህም ፎቶን ክላሲካል ቅንጣት ከሆነ ሊደረግ ይችላል.

N ፎቶኖች እርስ በእርሳቸው በአንድ ጉድጓድ ውስጥ ቢተላለፉ, የተለያዩ ፎቶኖች በስክሪኑ ላይ የተለያዩ ነጥቦችን ሊመቱ ይችላሉ. ነገር ግን በእነዚያ ቦታዎች, እንደ ሞገድ ጽንሰ-ሀሳቦች, የብርሃን ጭረቶች ሊኖሩ ይገባል, ፎቶኖች ብዙ ጊዜ ይወድቃሉ.

ሁሉም N ፎቶኖች በአንድ ጊዜ በቀዳዳው ውስጥ ካለፉ በእያንዳንዱ ቦታ እና ስክሪኑ ላይ አንድ በአንድ ሲያልፉ እንደነበረው ብዙ ፎቶኖች አሉ። ነገር ግን በዚህ ሁኔታ ፣ተዛማጁ የፎቶኖች ብዛት እያንዳንዱን የስክሪኑ ነጥብ በአንድ ጊዜ ይመታል እና N ትልቅ ከሆነ ፣ከማዕበል ጽንሰ-ሀሳቦች እይታ የሚጠበቀው የልዩነት ንድፍ በስክሪኑ ላይ ይታያል።

ለምሳሌ፣ ለጨለማ ጣልቃገብነት ፈረንጆች የመወዛወዝ ስኩዌር ስፋት እና የፎቶኖች የመምታት እድሉ በጣም አናሳ ነው፣ እና ለብርሃን ዳር ዳር ስኩዌር ስፋት እና የመሆን እድሉ ከፍተኛ ነው።

ስለዚህም ብርሃን በጣም ብዙ የፎቶኖች ብዛት ከያዘ፣ በዲፍራክሽን ስር እንደ ተከታታይ ማዕበል ሊቆጠር ይችላል፣ ምንም እንኳን ያልተደበዘዙ፣ ያልተደበዘዙ ፎቶኖች ያቀፈ ነው።

2) በውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ክስተት ውስጥ እያንዳንዱ ፎቶን ከአንድ ኤሌክትሮኖል ጋር መጋጨት አስፈላጊ ነው (እንደ ቅንጣት ያለው ቅንጣት) እና በእሱ ውስጥ መሟጠጡ ፣ በአጠቃላይ ወደ ክፍሎች ሳይከፋፈል ፣ እና የትኛው የተለየ ፎቶን አይደለም። የትኛውን ነፃ ኤሌክትሮን ይመታል (ይህ በማዕበል ባህሪያት የሚወሰን) እና ያጠፋዋል። ስለዚህ, በፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ, ብርሃን እንደ ቅንጣቶች ፍሰት ሊቆጠር ይችላል.

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ኮርፐስኩላር-ማዕበል ተፈጥሮ በተለይ ለብርሃን የተቋቋመው ተራ የፀሐይ ብርሃን በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የምንሠራበት በአንድ በኩል የፎቶን ብዛት ያላቸውን ፍሰቶች ስለሚያመለክት በሌላ በኩል ደግሞ የሞገድ ባህሪዎችን ያሳያል። , ብርሃን ፎቶኖች እንደ photoionization, photoluminescence, ፎቶሲንተሲስ, photoelectric ውጤት, ኮርፐስኩላር ንብረቶች ወሳኝ ሚና የሚጫወቱትን እንደ photoionization, photoluminescence, photoelectric ውጤት ለመፈጸም በቂ ኃይል አላቸው. ፎቶኖች፣ ለምሳሌ ከሬዲዮ ሞገዶች ጋር የሚዛመዱ፣ አነስተኛ ሃይል አላቸው፣ እና የግለሰብ ፎቶኖች ጉልህ ተፅእኖዎች የላቸውም፣ እና የተቀዳው የሬዲዮ ሞገዶች ብዙ ፎቶኖችን መያዝ እና እንደ ሞገድ ባህሪ ማሳየት አለባቸው። ሰ- ከኒውክሊየስ እና የኑክሌር ምላሾች በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ የሚነሱ ጨረሮች ከፍተኛ ኃይል አላቸው ፣ ድርጊታቸው በቀላሉ ይመዘገባል ፣ ግን ብዙ ቁጥር ያላቸው የፎቶኖች ፍሰት የሚገኘው በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ በልዩ ሁኔታዎች ውስጥ ነው። ስለዚህ, ጂ-ሬይ ብዙውን ጊዜ እንደ ሞገዶች ሳይሆን እንደ ቅንጣቶች እራሳቸውን ያሳያሉ.

ስለዚህ ብርሃን ኮርፐስኩላር ነው ሲባል ጉልበቱ፣ ሞመንቱ፣ ጅምላነቱ እና ስፒኑ በፎቶኖች ውስጥ የተተረጎመ ነው፣ እና በህዋ ውስጥ ያልተሰራጭ ነው፣ ነገር ግን ፎቶን በህዋ ውስጥ በተሰጠው ትክክለኛ የተገለጸ ቦታ ላይ ሊቀመጥ አይችልም በሚለው መልኩ አይደለም። ብርሃን እንደ ማዕበል የሚሠራው በህዋ ውስጥ ያሉ የፎቶኖች ስርጭት እና ስርጭት ፕሮባቢሊቲ ነው፡ ፎቶን በተወሰነ ነጥብ ላይ የመሆኑ እድል የሚወሰነው በዚያ ነጥብ ስፋት ባለው ካሬ ነው። ነገር ግን የፎቶኖች ስርጭት በህዋ ላይ ያለው ፕሮባቢሊቲ (ሞገድ) ተፈጥሮ ፎቶን በእያንዳንዱ ቅጽበት በማንኛውም ጊዜ ላይ ይገኛል ማለት አይደለም።

ስለዚህ, ብርሃን የማዕበልን ቀጣይነት እና የንጥሎች ልዩነት ያጣምራል. ፎቶኖች የሚንቀሳቀሱት በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ ብቻ መሆኑን ከግምት ውስጥ ካስገባን (በፍጥነት ሐ) ፣ ከዚያም ብርሃን በአንድ ጊዜ ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ንብረቶች አሉት ወደሚል መደምደሚያ ላይ ደርሰናል። ነገር ግን በአንዳንድ ክስተቶች, በአንዳንድ ሁኔታዎች, ሞገድ ወይም ኮርፐስኩላር ባህሪያት ዋናውን ሚና ይጫወታሉ, እና ብርሃን እንደ ሞገድ ወይም እንደ ቅንጣቶች (ኮርፐስክለስ) ሊቆጠር ይችላል.

የብርሃን ጣልቃገብነት ተግባራዊ ትግበራ

የቁሳቁሶች አጥፊ ባልሆኑ ሙከራዎች ውስጥ የሆሎግራፊ አተገባበር.

እንዲህ ዓይነቱን ሆሎግራም በሚያነቡበት ጊዜ ሁለቱም የነገር ሞገዶች ይባዛሉ እና ጣልቃ ይገባሉ. የእቃው መበላሸት ትንሽ ከሆነ (ከሞገድ ርዝመት ጋር ሊወዳደር ይችላል l) ፣ የነገሩ ምስሉ ​​ግልፅ ይሆናል ፣ ግን በጣልቃ ገብነት ጠረፎች ተሸፍኗል ፣ ስፋቱ እና ቅርፁ የነገሩን መበላሸት በቁጥር ለመግለጽ ያስችላል። በእያንዳንዱ ቦታ ላይ የፍሬኖቹ ገጽታ በኦፕቲካል መንገዱ ርዝመት ላይ ካለው ለውጥ ጋር ተመጣጣኝ ስለሆነ.

ሆሎግራፊክ ኢንተርፌሮሜትሪ ጉድለቶችን ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል (ስንጥቆች ፣ ባዶዎች ፣ የቁሳቁስ ባህሪዎች አለመመጣጠን ፣ ወዘተ) በተጫነው ነገር ላይ ያልተለመደ የአካል መበላሸት ያመራሉ ። ጉድለት ያለ ናሙና ከሚታየው ስርዓተ-ጥለት ጋር ሲወዳደር የተዛባ ለውጦች በጣልቃ ገብነት ንድፍ ውስጥ ተገኝተዋል።

የሆሎግራፊክ ጣልቃገብነት አጥፊ ያልሆነ ሙከራ የተለያዩ የመጫኛ ዘዴዎችን ይጠቀማል. ለምሳሌ ፣ በሜካኒካዊ ጭነት ፣ ብዙ ሚሊሜትር ርዝመት ያላቸው ማይክሮክራኮች በእቃው ላይ እና በአቅራቢያው ይገኛሉ ። እንደነዚህ ዓይነቶቹ ጥናቶች የሚካሄዱት በተለይም በሲሚንቶ ውስጥ ስንጥቆችን ለመለየት እና እድገታቸውን ለመቆጣጠር ነው.

ሆሎግራፊክ ኢንተርፌሮሜትሪ በተቆራረጡ መዋቅሮች ውስጥ ያሉትን መገጣጠሚያዎች ጥራት ለማጥናት ጥቅም ላይ ይውላል, ከዚያም የግፊት ጭነት እና የቫኩም ጭነት ጥቅም ላይ ይውላሉ. ጉድለት ባለባቸው ቦታዎች ላይ ያለው መበላሸት እና, ስለዚህ, የጣልቃ ገብነት ቅጦች ከሌሎች መዋቅሩ አከባቢዎች መበላሸት የተለዩ ናቸው.

የሙቀት ጭነት ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል. ይህ ዘዴ የሙቀት መጠኑ በሚቀየርበት ጊዜ የሚከሰቱትን የወለል ንጣፎችን በማጥናት ላይ የተመሰረተ ነው. በተበላሸው ዞን, የሙቀት መስኩ የተዛባ ነው, ይህም ወደ አካባቢያዊ ለውጥ ያመራል, እና በዚህም ምክንያት, ወደ ጣልቃገብነት ንድፍ መዛባት. በሆሎግራፊክ ኢንተርፌሮሜትሪ ከፍተኛ ስሜታዊነት ምክንያት የነገሩ የሙቀት መጠን ከአካባቢው የሙቀት መጠን ጋር ሲነፃፀር በጥቂት ዲግሪዎች ብቻ ሲቀየር የተመዘገቡ ለውጦች ይታያሉ።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ትግበራ

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖን በመጠቀም የሚሰራው በጣም ቀላሉ መሳሪያ የቫኩም ፎቶሴል ነው. የቫኩም ፎቶ ሴል ሁለት የኤሌክትሪክ እርሳሶች የተገጠመለት የመስታወት አምፖል ያካትታል. የጠርሙሱ ውስጠኛ ክፍል በከፊል በቀጭን ብረት የተሸፈነ ነው. ይህ ሽፋን የፎቶሴል ካቶድ ሆኖ ያገለግላል. አኖድ በሲሊንደሩ መሃል ላይ ይገኛል. የካቶድ እና የአኖድ ተርሚናሎች ከቋሚ የቮልቴጅ ምንጭ ጋር የተገናኙ ናቸው. ካቶድ በሚበራበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች ከቦታው ይለቀቃሉ. ይህ ሂደት ውጫዊ የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ይባላል. ኤሌክትሮኖች በኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር ወደ አኖድ ይንቀሳቀሳሉ. በፎቶሴል ወረዳ ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይነሳል; ስለዚህ, የፎቶሴል የብርሃን ጨረር ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ፍሰት ኃይል ይለውጣል.

ሴሚኮንዳክተር ፎቶሴሎች የብርሃን ጨረር ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ጅረት ኃይል ለመቀየርም ያገለግላሉ።

የሴሚኮንዳክተር አካል የሚከተለው መዋቅር አለው. በኤሌክትሮኒካዊ መንገድ የሚመራ ሴሚኮንዳክተር ቀጭን ንብርብር በሲሊኮን ወይም በሌላ ቀዳዳ በሚሠራ ሴሚኮንዳክተር ውስጥ በጠፍጣፋ ክሪስታል ውስጥ ይፈጠራል። የ p-n መጋጠሚያ የሚከሰተው በእነዚህ ንብርብሮች መካከል ባለው መገናኛ ላይ ነው። ሴሚኮንዳክተር ክሪስታል ሲበራ, በብርሃን መሳብ ምክንያት, የኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች የኃይል ስርጭት ይለወጣል. ይህ ሂደት ውስጣዊ የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ይባላል. በውስጣዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ምክንያት, በሴሚኮንዳክተር ውስጥ ያሉት የነፃ ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ቁጥር ይጨምራል, እና በ p-n መስቀለኛ መንገድ ወሰን ላይ ተለያይተዋል.

አንድ ሴሚኮንዳክተር photocell መካከል ተቃራኒ ንብርብሮች አንድ የኦርኬስትራ ሲገናኙ, የወረዳ ውስጥ የኤሌክትሪክ የአሁኑ ይነሳል; በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ በፎቶኮል ላይ ካለው የብርሃን ፍሰት ክስተት ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ነው.

ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሪሌይ (የኤሌክትሮማግኔቲክ ሪሌይ) ጠመዝማዛ ጋር በተከታታይ የፎቶ ሴል ማብራት ብርሃን በፎቶ ሴል ሲመታ አንቀሳቃሾችን በራስ-ሰር እንዲያበሩ ወይም እንዲያጠፉ ያስችልዎታል። ፎቶሴሎች በፊልም ላይ የተቀዳውን ድምጽ እንደ ማጀቢያ ለማባዛት በሲኒማ ውስጥ ያገለግላሉ።

ሴሚኮንዳክተር ፎቶሴሎች በሰው ሰራሽ ምድር ሳተላይቶች፣ ኢንተርፕላኔተራዊ አውቶማቲክ ጣቢያዎች እና የምሕዋር ጣቢያዎች ላይ እንደ ሃይል ማመንጫ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ በዚህ እርዳታ የፀሐይ ጨረር ኃይል ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይለወጣል። የዘመናዊ ሴሚኮንዳክተር የፎቶቮልታይክ ማመንጫዎች ውጤታማነት ከ 20% በላይ ነው.

ሴሚኮንዳክተር ፎቶሴሎች በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በሰዓቶች እና በማይክሮካልኩሌተሮች ውስጥ እንደ የማይታደሱ የአሁን ምንጮች ጥቅም ላይ ይውላሉ።

መግቢያ 3

ጣልቃ ገብነት 4

ልዩነት 5

ፖላራይዜሽን 6

ልዩነት 8

የፕላንክ መላምት 9

የፎቶ ውጤት መገኘት 10

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች 11

ፎቶኖች 14

የብርሃን ሞገድ ፅንሰ-ሀሳቦችን መሰረት በማድረግ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖን ማብራራት አለመቻል 15

በብርሃን ኳንተም ጽንሰ-ሀሳቦች ላይ በመመርኮዝ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች ማብራሪያ። የአንስታይን እኩልታ ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት 16

ኮርፐስኩላር - የብርሃን ሞገድ ተፈጥሮ 18

የብርሃን ጣልቃገብነት ተግባራዊ ትግበራ 21

የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት 23

ማጣቀሻ 25

የሞስኮ ግዛት የውሃ ትራንስፖርት አካዳሚ

የፊዚክስ እና ኬሚስትሪ ክፍል

የዘመናዊ የተፈጥሮ ሳይንስ ጽንሰ-ሐሳብ (በፊዚክስ)

በሚለው ርዕስ ላይ፡-

"የሞገድ-ቅንጣት ምንታዌነት፣ በንድፈ ሀሳብ እና በሙከራ ማረጋገጫ ያለው ጠቀሜታ"

ተጠናቅቋል፡

የ 2 ኛ ዓመት ተማሪ

MVT-4 ቡድኖች

መምህር፡

ኮብራኖቭ.ኤም.ኢ

ሞስኮ 2001

መጽሃፍ ቅዱስ፡

ግሪቦቭ ኤል.ኤ. Prokofieva N.I., "የፊዚክስ መሰረታዊ ነገሮች", እ.ኤ.አ. ሳይንስ 1995

Zhibrov A.E.፣ Mikhailov V.K.፣ Galtsev V.V.፣ “የኳንተም መካኒኮች እና የአቶሚክ ፊዚክስ አካላት”፣ MISI im. V.V Kuibysheva, 1984

Shpolsky I.V., "አቶሚክ ፊዚክስ", እ.ኤ.አ. ሳይንስ, 1974

Gursky I.P.፣ “አንደኛ ደረጃ ፊዚክስ”፣ በ Savelyev I.V.፣ 1984 የተስተካከለ።

"የፊዚክስ የመጀመሪያ ደረጃ መማሪያ መጽሐፍ", Ed. ላንድስበርግ ጂ.ኤስ.፣ 1986

ካባርዲን ኦ.ኤፍ., "ፊዚክስ", እት. ትምህርት.

Savelyev I.V., "የአጠቃላይ ፊዚክስ ኮርስ", እ.ኤ.አ. ሳይንስ, 1988