ስለ ብርሃን ምንጮች የሚስቡ እውነታዎች. የብርሃን ኳንተም ቲዎሪ ከመፈጠሩ በፊት የብርሃን ዶክትሪን እድገት

ኦፕቲክስ የሚያጠና የፊዚክስ ክፍል ነው። የብርሃን ክስተቶችእና ለእነሱ የተቋቋሙ ህጎች, እንዲሁም የብርሃን ከቁስ ጋር ያለው መስተጋብር, የብርሃን ተፈጥሮ.

ስለ አለም መረጃ ወደ ሰው የሚመጣው በራዕይ ነው። በብርሃን እርዳታ በዙሪያችን ስላለው ዓለም ብዙ መረጃዎችን እንቀበላለን.

ስለ ብርሃን የመጀመሪያው መረጃ ከ 2.5 ሺህ ዓመታት በፊት ታየ.

ፓይታጎረስ ከሰጡ የመጀመሪያዎቹ ሳይንቲስቶች አንዱ ነው። ሳይንሳዊ መላምትየብርሃን ተፈጥሮን በተመለከተ (ምስል 1 ይመልከቱ). እሱ ለመገመት ብቻ ሳይሆን ብርሃን በቀጥተኛ መስመር እንደሚጓዝ ያረጋገጠ እርሱ ነው። እሱ፣ እና ሌሎች ጂኦሜትሮች፣ እስከ ኤውክሊድ ድረስ፣ የጂኦሜትሪ መሠረቶችን ለመገንባት የማንጸባረቅ እና የማንጸባረቅ የብርሃን ክስተቶችን ተጠቅመዋል። ከኦፕቲክስ ቅርንጫፎች አንዱ ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ተብሎ የሚጠራው በከንቱ አይደለም.

ሩዝ. 1. ፓይታጎራስ

ፓይታጎረስ፡- “ብርሃን ነገሮችን የሚያመነጩ፣ ወደ ሰው ዓይን ውስጥ ዘልቀው የሚገቡ፣ በዙሪያችን ስላለው ነገር መረጃ የሚያመጡ ቅንጣቶች ጅረት ነው።

በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን, አይዛክ ኒውተን የዚህ ጽንሰ-ሐሳብ ደጋፊ ሆኗል (ምስል 2 ይመልከቱ). ብርሃን የልዩ ቅንጣቶች ጅረት በመሆኑ ብዙ የብርሃን ክስተቶችን አብራርቷል።

ሩዝ. 2. አይዛክ ኒውተን

"ኮርፐስኩላ" የመጣው ከላቲ ነው. ኮርፐስኩለም - ቅንጣት. ስለዚህም የኒውተን ንድፈ ሐሳብ ኮርፐስኩላር የብርሃን ንድፈ ሐሳብ ተብሎ ተጠራ።

1. የብርሃን ሬክቲላይን ማሰራጨት.

2. የማሰላሰል ህግ.

3. ከአንድ ነገር ጥላ የመፍጠር ህግ.

በዚሁ ጊዜ, ሌላ ጽንሰ-ሐሳብ ታየ - ኦክስ አዲስ ቲዎሪስቬታ

የዚህ ንድፈ ሐሳብ ደጋፊ ክርስቲያን ሁይገንስ ነበር (ምስል 3 ይመልከቱ)። እንደ ኒውተን ተመሳሳይ ክስተቶችን ለማብራራት ሞክሯል, ብርሃን ሞገድ ከሆነበት ቦታ ብቻ.

ሩዝ. 3. ክርስቲያን ሁይገንስ

ሁይገንስ የብርሃን ሞገድ ፅንሰ-ሀሳብን በውሃ እና በአየር ውስጥ ካለው የሞገድ ሂደቶች ጋር በማነፃፀር ገንብቷል እናም ያንን አምኗል የብርሃን ሞገዶችእንዲሁም ብርሃን ኤተር ብሎ በጠራው በአንዳንድ የላስቲክ መገናኛዎች ውስጥ መሰራጨት አለበት። ይህ ሃሳብ እስከ 20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ድረስ ለሞገድ ኦፕቲክስ መሰረት ሆኖ አገልግሏል።

በዚያን ጊዜ ብርሃን በቀጥታ መስመር ላይ ብቻ እንደማይሄድ አስቀድሞ ተስተውሏል.

1. ብርሃን በእንቅፋቶች ዙሪያ መታጠፍ ይችላል - ልዩነት (ምስል 4 ይመልከቱ).

ሩዝ. 4. ልዩነት

2. ሞገዶች ሊጨመሩ ይችላሉ - ጣልቃ ገብነት (ምሥል 5 ይመልከቱ).

ሩዝ. 5. ጣልቃ ገብነት

እነዚህ ክስተቶች የባህርይ ሞገዶች ብቻ ናቸው, ለዚህም ነው Huygens ብርሃን ሞገድ እንደሆነ ያምን ነበር.

ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብ አንድ ጨረሮች እንዴት በሌላኛው በኩል እንደሚተላለፉ ሊገልጽ አልቻለም. ብርሃንን እንደ ቅንጣቶች ጅረት ከወሰድን መስተጋብር መታየት አለበት ነገር ግን አልታየም ነበር እና ይህ ብርሃን ሞገድ መሆኑን የሚደግፍ ነው.

በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የማክስዌል ቲዎሪ ተፈጠረ. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በሴኮንድ በ 300 ሺህ ኪሎ ሜትር ፍጥነት እንደሚሰራጭ አረጋግጧል.

በሙከራዎቹ ምክንያት ብርሃንም በዚህ ፍጥነት እንደሚጓዝ ለማወቅ ተችሏል።

ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ልዩ ጉዳይ ነው።

XVII ክፍለ ዘመን - የዴንማርክ ሳይንቲስት ሮመር የብርሃን ስርጭት ፍጥነት በሴኮንድ በግምት 300 ሺህ ኪ.ሜ.

1848 - Hippolyte Fizeau የብርሃን ፍጥነት በሴኮንድ 300 ሺህ ኪ.ሜ መሆኑን አረጋግጧል.

ይህ ሁሉ ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ የመሆኑን እውነታ አረጋግጧል.

በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ሃይንሪች ኸርትስ (ምስል 6 ይመልከቱ) ንብረቶቹን አጥንቷል ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችእና ብርሃን ቅንጣት ሊሆን እንደሚችል አሳይቷል. ኸርትስ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖን ክስተት አግኝቷል.

ሩዝ. 6. ሄንሪች ኸርትዝ

ሄንሪች ኸርትዝ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን በማጥናት መጀመሪያ ላይ እንደሌሉ በማመን እውነታቸውን እንደ ተፈጥሯዊ ነገር በመገንዘብ የመጀመሪያው በመሆን እውነተኛ ድፍረት አሳይተዋል።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት፡ ለብርሃን ሲጋለጡ ኤሌክትሮኖች አሉታዊ በሆነ መልኩ ከተሞላ የብረት ሳህን ውስጥ ይንኳኳሉ።

ይህ ሊደረግ የሚችለው ብርሃኑ የንጥረ ነገሮች ጅረት ከሆነ ብቻ ነው.

በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን, የብርሃን ሞገድ-ቅንጣት ሁለትነት ጽንሰ-ሐሳብን በማስተዋወቅ ወደ መጨረሻው መፍትሄ መጡ.

ብርሃን በሚሰራጭበት ጊዜ እንደ ማዕበል (የሞገድ ባህሪያት) እና ሲወጣ እና ሲወሰድ, እንደ ቅንጣት (ከሁሉም የንጥረ ነገሮች ባህሪያት ጋር) ይሠራል. ማለትም ብርሃን ሁለት ተፈጥሮ አለው።

ስለዚህ, ሁሉም ክስተቶች ከእነዚህ ሁለት ንድፈ ሐሳቦች አንፃር ይወሰዳሉ.

ኦፕቲክስ የብርሃንን ተፈጥሮ፣ የብርሃን ክስተቶችን ህግጋት እና የብርሃን ከቁስ ጋር ያለውን ግንኙነት የሚያጠና የፊዚክስ ክፍል ነው።

ባለፉት ሁለት ተኩል ምዕተ-አመታት ውስጥ, የብርሃን ተፈጥሮ ሀሳብ በጣም ትልቅ ለውጥ ታይቷል. ውስጥ ዘግይቶ XVIIቪ. ሁለት በመሠረቱ የተፈጠሩ የተለያዩ ንድፈ ሐሳቦችበብርሃን ተፈጥሮ ላይ፡ በኒውተን የተገነባው ኮርፐስኩላር ንድፈ ሃሳብ እና በሁይገንስ የተገነባው የሞገድ ንድፈ ሃሳብ። እንደ ኮርፐስኩላር ቲዎሪ, ብርሃን ከብርሃን ምንጭ በከፍተኛ ፍጥነት የሚበር የቁሳቁስ ቅንጣቶች (ኮርፐስክለሎች) ጅረት ነው. እንደ ሞገድ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ብርሃን ከብርሃን ምንጭ የሚወጣ እና በከፍተኛ ፍጥነት በ “አለም ኤተር” ውስጥ የሚሰራጭ ሞገድ ነው - የማይንቀሳቀስ ላስቲክ ሚዲያ መላውን አጽናፈ ሰማይ ያለማቋረጥ ይሞላል። ሁለቱም ንድፈ ሐሳቦች በተወሰኑ የብርሃን ክስተቶች ውስጥ ያሉትን ሕጎች በአጥጋቢ ሁኔታ አብራርተዋል፣ ለምሳሌ፣ የብርሃን ነጸብራቅ እና ነጸብራቅ ሕጎች። ነገር ግን፣ እንደ ጣልቃገብነት፣ መከፋፈል እና የብርሃን ፖላራይዜሽን ያሉ ክስተቶች በእነዚህ ንድፈ ሐሳቦች ማዕቀፍ ውስጥ አልገቡም።

ከዚህ በፊት ዘግይቶ XVIIIቪ. አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት የኒውተንን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ መርጠዋል። ውስጥ መጀመሪያ XIXቪ. ለወጣት (1801) እና ፍሬስኔል (1815) ምርምር ምስጋና ይግባውና የማዕበል ንድፈ ሐሳብ በከፍተኛ ደረጃ የተገነባ እና የተሻሻለ ነው። በ Huygens-Fresnel መርህ ላይ የተመሰረተ ነው, እሱም በምዕራፉ "ኦስሴሌሽን እና ሞገዶች" (§ 34 ይመልከቱ). የHuygens-Young-Fresnel ሞገድ ንድፈ-ሀሳብ በወቅቱ የሚታወቁትን ሁሉንም የብርሃን ክስተቶች ማለትም ጣልቃገብነትን፣መበታተንን እና የብርሃንን ፖላራይዜሽን በተሳካ ሁኔታ አብራርቷል፣ስለዚህም ይህ ፅንሰ-ሀሳብ ሁለንተናዊ እውቅና ያገኘ ሲሆን የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ ውድቅ ተደርጓል።

ደካማ ነጥብየሞገድ ንድፈ ሐሳብ መላምታዊ “የዓለም ኤተር” ነበር፣ የሕልውናው እውነታ በጣም የቀረው

አጠራጣሪ. ሆኖም ግን, ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 60 ዎቹ ውስጥ, ማክስዌል የአንድ ነጠላ ንድፈ ሃሳብ ሲያዳብር ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ(አንቀጽ 105 ን ይመልከቱ) ፣ የ “ዓለም ኤተር” አስፈላጊነት እንደ ልዩ የብርሃን ሞገዶች ተሸካሚ ጠፋ-ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች እና ስለሆነም ተሸካሚው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ነው ። የሚታይ ብርሃንከ 0.77 እስከ 0.38 ማይክሮን ርዝመት ካለው ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ጋር ይዛመዳል (በገጽ 392 ላይ ያለውን ሰንጠረዥ ይመልከቱ) በአተሞች እና ሞለኪውሎች በሚፈጥሩት ቻርጅ ንዝረት የተፈጠሩ። ስለዚህም ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ያለው የሞገድ ንድፈ ሐሳብ ወደ ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ተለወጠ።

በጣም አስፈላጊ ከሆኑት የፍትህ የሙከራ ማረጋገጫዎች አንዱ ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪብርሃኑ በFizeau (1849)፣ Foucault (1850) እና Michelson (1881) ሙከራዎች ተመስጦ ነበር። የሙከራ ዋጋየብርሃን ፍጥነት ከማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ ንድፈ ሐሳብ የተገኘ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስርጭት ፍጥነት ከንድፈ ሃሳባዊ እሴት ጋር ተገጣጠመ። ሌላው የኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ እኩል ጠቃሚ ማረጋገጫ የ Ya. Ya. Lebedev (1899) ሙከራዎች ነበሩ፡ እሱ የለካው የብርሃን ግፊት። ጠጣር(አንቀጽ 137 ን ይመልከቱ) በማክስዌል ጽንሰ-ሀሳብ ላይ ከተሰላው የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ግፊት ጋር እኩል ሆኖ ተገኝቷል (አንቀጽ 105 ይመልከቱ)።

የብርሃን ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) ተፈጥሮ ሀሳብ እስከማይናወጥ ድረስ ቆይቷል ዘግይቶ XIXቪ. ሆኖም፣ በዚህ ጊዜ ከዚህ ሃሳብ ጋር የማይጣጣሙ እና እንዲያውም የሚቃረኑ በጣም ሰፊ የሆኑ ነገሮች ተከማችተዋል። የluminescence spectra ውሂብ በማጥናት ላይ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች, በስርጭቱ ውስጥ የኃይል ስርጭት ላይ የሙቀት ጨረርጥቁር አካል ፣ ስለ ፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ እና አንዳንድ ሌሎች ክስተቶች የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢነርጂ ልቀት ፣ ስርጭት እና መሳብ በተፈጥሮ ውስጥ የተለየ (የተቆራረጠ) ነው ፣ ማለትም ብርሃን ይወጣል ፣ ይሰራጫል እና ያለማቋረጥ አይዋጥም (እንደሚከተለው) የሞገድ ጽንሰ-ሐሳብ) ፣ ግን በክፍሎች (ኳንታ)። በዚህ ግምት ላይ በመመስረት የጀርመን የፊዚክስ ሊቅፕላንክ እ.ኤ.አ. ስለዚህ በዚህ ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አዲስ ንድፈ ሐሳብ ተነሳ - የኳንተም ቲዎሪ, ማደስ በተወሰነ መልኩ ኮርፐስኩላር ቲዎሪኒውተን ነገር ግን ፎቶኖች ከተለመዱት የቁሳቁስ ቅንጣቶች በእጅጉ (በጥራት) ይለያያሉ፡ ሁሉም ፎቶኖች በፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ እኩል ፍጥነትብርሃን ፣ የተወሰነ ክብደት ሲይዝ (የፎቶን “የእረፍት ብዛት” ዜሮ ነው)።

ጠቃሚ ሚናቪ ተጨማሪ እድገት የኳንተም ቲዎሪመብራቶች ተጫውተዋል የንድፈ ምርምርበቦህር (1913)፣ ሽሮዲንገር (1925)፣ ዲራክ የተከናወነው አቶም እና ሞለኪውላዊ እይታ

(1930)፣ ፌይንማን (1949)፣ ቪ.ኤ. ፎክ (1957)፣ ወዘተ... በዘመናዊ እይታዎች መሰረት ብርሃን ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ባህሪያት ያለው ውስብስብ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደት ነው። በአንዳንድ ክስተቶች (ጣልቃ ገብነት, ልዩነት, የብርሃን ፖላራይዜሽን) የብርሃን ሞገድ ባህሪያት ይገለጣሉ; እነዚህ ክስተቶች ተገልጸዋል የሞገድ ንድፈ ሐሳብ. በሌሎች ክስተቶች (የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት፣ luminescence፣ አቶሚክ እና ሞለኪውላር ስፔክትራ) የአስከሬን ባህሪያትስቬታ; እንደነዚህ ያሉ ክስተቶች በኳንተም ቲዎሪ ተገልጸዋል. ስለዚህ, ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ንድፈ ሃሳቦች ውድቅ አይሆኑም, ነገር ግን እርስ በርስ ይሟገታሉ, በዚህም የብርሃን ባህሪያት ጥምር ባህሪን ያንፀባርቃሉ. እዚህ እንገናኛለን። ግልጽ ምሳሌየተቃራኒዎች ዲያሌክቲካዊ አንድነት፡ ብርሃን ሁለቱም ሞገድ እና ቅንጣት ናቸው። እንዲህ ዓይነቱ ምንታዌነት በብርሃን ላይ ብቻ ሳይሆን በንጥረ ነገሮች ውስጥም ጥቃቅን ቅንጣቶች ውስጥ እንደሚገኝ ማጉላት ተገቢ ነው, ለምሳሌ ቀደም ሲል እንደተገለጸው (§ 20 ይመልከቱ), ኤሌክትሮን, አብዛኛውን ጊዜ እንደ ቅንጣት ይቆጠራል, በአንዳንድ ክስተቶች ውስጥ እራሱን ያሳያል. ማዕበል (አንቀጽ 126 ይመልከቱ)።

ዘመናዊው ፊዚክስ የብርሃን ድርብ ኮርፐስኩላር ሞገድ ተፈጥሮን በማንፀባረቅ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር ይጥራል; የእንደዚህ አይነት እድገት የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብገና አልተጠናቀቀም.

ውስጥ ይህ ኮርስየብርሃን ሞገድ ባህሪያት በምዕራፍ. XVIII, እና የብርሃን ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ባህሪያት - በምዕራፍ. XIX (ከአተም አወቃቀሩ ጥያቄ ጋር በተያያዘ). የብርሃን ሞገድ ባህሪያትን ስንገልጽ, የ Huygens-Fresnel መርህ እና እንጠቀማለን አጠቃላይ ጽንሰ-ሐሳቦችእና ባህሪያት የሞገድ ሂደትበ § 31-34 ውስጥ የገባው የኮርሱ የመጀመሪያ ክፍል (እንደ የብርሃን ሞገድ ፊት፣ ወጥነት ያላቸው ምንጮችብርሃን, የብርሃን ጨረር, የብርሃን ድግግሞሽ, የብርሃን ሞገድ, ወዘተ). ስለዚህ, ኦፕቲክስን ማጥናት ሲጀምሩ, እነዚህን አንቀጾች እንደገና ማንበብ አለብዎት.

የማይታመን እውነታዎች

ብርሃን ነው። አስገራሚ ክስተት, እሱ ቀጥተኛ እና በምሳሌያዊ ሁኔታሕይወታችንን በብዙ መንገድ ያበራል።

የተባበሩት መንግስታት እ.ኤ.አ. 2015 አስታወቀ ዓለም አቀፍ ዓመትስቬታ"በህይወት ውስጥ የብርሃን እና የኦፕቲካል ቴክኖሎጂዎች አስፈላጊነት, ለወደፊቱ እና ለህብረተሰብ እድገት" በምድር ላይ ለሚኖሩ ነዋሪዎች ለማሳየት.

ስለ ብርሃን የማያውቋቸው አንዳንድ አስደሳች እውነታዎች እዚህ አሉ።

የፀሐይ ብርሃን

1. ፀሐይ በእውነቱ ነጭ ነችብርሃኗ በከባቢያችን ስላልተበታተነ ከጠፈር ስንታይ። ከባቢ አየር በጣም ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ ከቬነስ ፀሐይን በጭራሽ አታይም።

2. ሰዎች ባዮሊሚንሰንት ናቸው።ለሜታቦሊክ ምላሾች ምስጋና ይግባው ፣ ግን ብርሃናችን በባዶ ዓይን ከመታየት 1000 እጥፍ ደካማ ነው።

3. የፀሐይ ብርሃን ወደ ጥልቀት ውስጥ ሊገባ ይችላል ውቅያኖስ ስለ80 ሜትር. ወደ 2000 ሜትሮች ጥልቀት ከገባህ ​​ተጎጂዎቹን በሚያብረቀርቅ ሥጋ የሚማርክ ባዮሙኒየም መነኩሴን ማግኘት ትችላለህ።

4. ተክሎች አረንጓዴ ናቸው ምክንያቱም እነሱ ናቸው ማንጸባረቅ አረንጓዴ መብራት እና ለፎቶሲንተሲስ ሌሎች ቀለሞችን ይውሰዱ. አንድን ተክል በአረንጓዴ ብርሃን ውስጥ ካስቀመጡት ምናልባት ሊሞት ይችላል.

5. ሰሜን እና ደቡብ የዋልታ መብራቶች የሚከሰተው "ነፋስ" ከ የፀሐይ ግጥሚያዎችቅንጣቶች ጋር መስተጋብር የምድር ከባቢ አየር. እንደ ኢስኪሞ አፈ ታሪኮች አውሮራ የሟቾች ነፍስ ከዋልረስ ጭንቅላት ጋር እግር ኳስ ሲጫወቱ ነው።

6. በ 1 ሰከንድ ውስጥ, ፀሀይ በቂ ኃይል ታወጣለች ለአንድ ሚሊዮን ዓመታት ለመላው ዓለም ያቅርቡ.

7. በዓለም ላይ ረጅሙ የሚቃጠል መብራት የመቶ ዓመት ዕድሜ ያለው መብራት ነው።በካሊፎርኒያ የእሳት አደጋ መከላከያ ክፍል. ከ 1901 ጀምሮ ያለማቋረጥ እየነደደ ነው.

8. ቀላል የማስነጠስ ምላሽበሚኖርበት ጊዜ ከቁጥጥር ውጭ የሆነ የማስነጠስ ጥቃቶችን ያስከትላል ደማቅ ብርሃን, በ 18-35 በመቶ ሰዎች ውስጥ ይከሰታል, ምንም እንኳን ማንም ለምን እንደሚከሰት ማንም ሊገልጽ አይችልም. ችግሩን ለመቋቋም አንዱ መንገድ የፀሐይ መነጽር ማድረግ ነው.

9. መቼ ድርብ ቀስተ ደመና, ብርሃን በእያንዳንዱ የውሃ ጠብታ ውስጥ ሁለት ጊዜ ይንፀባርቃል, እና በውጫዊው ቀስተ ደመና ውስጥ ያሉት ቀለሞች በተቃራኒው ቅደም ተከተል ናቸው.

10. አንዳንድ እንስሳት እኛ ማየት የማንችለውን ብርሃን ያያሉ። ንቦች የአልትራቫዮሌት ብርሃንን ያያሉ።ራትል እባቦች የኢንፍራሬድ ብርሃን ሲያዩ.

11. የናያጋራ ፏፏቴ በ1879 ለመጀመሪያ ጊዜ በኤሌክትሪካዊ መብራት የበራ ሲሆን ከ 32,000 ሻማዎች ጋር እኩል ነው። ዛሬ የኒያጋራ ፏፏቴ ብርሃን ከ 250 ሚሊዮን ሻማዎች ብርሃን ጋር እኩል ነው.

12. ብርሃን ሲያልፍ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች, ፍጥነቱን ይቀንሳል እና ወደኋላ ይመለሳል. ስለዚህ, ሌንሱ ጨረሮችን በአንድ ነጥብ ላይ ያተኩራል እና ወረቀቱን በእሳት ላይ ማስቀመጥ ይችላል.

የብርሃን ህጎች

13. ብርሃን አለው መነሳሳት።. ሳይንቲስቶች ይህንን ኃይል ለረጅም ርቀት የጠፈር ጉዞ ለመጠቀም መንገዶችን እያዘጋጁ ነው።

14. የእንቁራሪት ዓይኖች ለብርሃን በጣም ስሜታዊ ናቸውበሲንጋፖር ያሉ ተመራማሪዎች በሚያስደንቅ ሁኔታ ትክክለኛ የፎቶን መመርመሪያዎችን ለማዳበር እየተጠቀሙባቸው ነው።

15. የሚታይ ብርሃን ክፍል ብቻ ነው ኤሌክትሮማግኔቲክ ስፔክትረምዓይኖቻችን የሚያዩት። ለዚህም ነው የ LED መብራቶች በጣም ኢኮኖሚያዊ ናቸው. ከብርሃን መብራቶች በተቃራኒ የ LED መብራቶች የሚታየው ብርሃን ብቻ ነው.

16. የእሳት ዝንቦችቀዝቃዛ ብርሀን ያፈስሱ ኬሚካላዊ ምላሽበ 100% ቅልጥፍና. ሳይንቲስቶች የበለጠ ኃይል ቆጣቢ LEDs ለመፍጠር የእሳት ቃጠሎዎችን ለመምሰል እየሰሩ ነው.

17. ዓይኖቻችን ብርሃንን እንዴት እንደሚገነዘቡ ለማጥናት. አይዛክ ኒውተን መርፌዎችን ወደ ዓይን ቀዳዳ አስገባ. ብርሃን ከውጭ ወይም ከውስጥ የሚመጣ ነገር ውጤት መሆኑን ለመረዳት ሞከረ። (መልስ: ሁለቱም ግምቶች ትክክል ናቸው, በአይን ውስጥ ያሉት ዘንጎች ለተወሰኑ ድግግሞሽ ምላሽ ስለሚሰጡ).

18. ብቻ ከሆነ ፀሐይ በድንገት ወደ ፍጻሜው መጣች።ይህንን ለሌላ 8 ደቂቃ ከ17 ሰከንድ ማንም በምድር ላይ አያስተውለውም ነበር። ይህ የፀሐይ ብርሃን ወደ ምድር ለመድረስ የሚወስደው ጊዜ ነው. ግን አትጨነቁ፣ ፀሃይ ሌላ 5 ቢሊዮን አመት ነዳጅ ቀርታለች።

አጠቃላይ ትርጓሜዎች

ከኦፕቲክስ እይታ አንጻር ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች በሰው ዓይን የተገነዘቡ ናቸው. በ 750 THZ ክፍተት ውስጥ ያለን ክልል እንደ የለውጥ አሃድ መውሰድ የተለመደ ነው። ይህ የአጭሩ የሞገድ ርዝመት መጨረሻ ነው። ርዝመቱ 400 nm ነው. የሰፋፊ ሞገዶችን ወሰን በተመለከተ, የመለኪያ አሃድ ወደ 760 nm, ማለትም 390 THZ ክፍል ይወሰዳል.

በፊዚክስ፣ ብርሃን እንደ ፎቶን (photons) የሚባሉ ቀጥተኛ ቅንጣቶች ስብስብ ሆኖ ይታያል። በቫኩም ውስጥ የሞገድ ስርጭት ፍጥነት ቋሚ ነው. ፎቶኖች የተወሰነ ጉልበት፣ ጉልበት እና ዜሮ ክብደት አላቸው። ተጨማሪ ውስጥ በሰፊው ስሜትቃላት, ብርሃን ይታያል, ሞገዶችም ኢንፍራሬድ ሊሆኑ ይችላሉ.

ከኦንቶሎጂካል እይታ አንጻር ብርሃን የመሆን መጀመሪያ ነው። ስለዚህ ጉዳይ ፈላስፎችም ሆኑ የሃይማኖት ምሁራን ይናገራሉ። በጂኦግራፊ, ይህ ቃል አብዛኛውን ጊዜ የፕላኔቷን ግለሰባዊ ክልሎች ለማመልከት ያገለግላል. ብርሃን ራሱ ማህበራዊ ጽንሰ-ሀሳብ ነው። ቢሆንም, በሳይንስ ውስጥ የተወሰኑ ባህሪያት, ባህሪያት እና ህጎች አሉት.

የተፈጥሮ እና የብርሃን ምንጮች

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች የሚፈጠሩት በተሞሉ ቅንጣቶች መስተጋብር ወቅት ነው. ምርጥ ሁኔታለዚህም ቀጣይነት ያለው ስፔክትረም ያለው ሙቀት ይኖራል. ከፍተኛው የጨረር ጨረር እንደ ምንጭ የሙቀት መጠን ይወሰናል. የሂደቱ ጥሩ ምሳሌ ፀሐይ ነው። የእሱ ጨረር ሙሉ በሙሉ ወደ ጥቁር አካል ቅርብ ነው. በፀሐይ ላይ ያለው የብርሃን ተፈጥሮ እስከ 6000 ኪ.ሜ ባለው የሙቀት መጠን ይወሰናል. ከዚህም በላይ 40% የሚሆነው የጨረር ጨረር በእይታ ውስጥ ነው. ከፍተኛው የኃይል ስፔክትረም በ 550 nm አቅራቢያ ይገኛል.

የብርሃን ምንጮች እንዲሁ ሊሆኑ ይችላሉ-

1. ከአንድ ደረጃ ወደ ሌላ በሚሸጋገርበት ጊዜ የሞለኪውሎች እና አቶሞች ኤሌክትሮኒካዊ ቅርፊቶች. እንደነዚህ ያሉት ሂደቶች የመስመራዊ ስፔክትረምን ለማሳካት ያስችላሉ ። ምሳሌዎች LEDs እና የጋዝ መልቀቂያ መብራቶችን ያካትታሉ።
2. የተጫኑ ቅንጣቶች በብርሃን ደረጃ ፍጥነት ሲንቀሳቀሱ የሚፈጠረው.
3. የፎቶን ብሬኪንግ ሂደቶች. በውጤቱም, synchro- ወይም cyclotron ጨረር ይፈጠራል.

የብርሃን ተፈጥሮ ከ luminescence ጋር ሊዛመድ ይችላል. ይህ እንዲሁ ይሠራል ሰው ሰራሽ ምንጮች, እና ኦርጋኒክ. ምሳሌ፡ ኬሚሊሙኒሴንስ፣ ስክንቴሌሽን፣ ፎስፈረስሴንስ፣ ወዘተ.

በምላሹም የብርሃን ምንጮች እንደ የሙቀት አመልካቾች በቡድን ይከፈላሉ-A, B, C, D65. በጣም ውስብስብ የሆነው ስፔክትረም ሙሉ በሙሉ በጥቁር አካል ውስጥ ይታያል.

የብርሃን ባህሪያት

የሰው ዓይን የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረርን እንደ ቀለም ይገነዘባል. ስለዚህ, ብርሃን ነጭ, ቢጫ, ቀይ, አረንጓዴ ቀለሞች ሊሰጥ ይችላል. ይህ ከጨረር ድግግሞሽ ጋር የተቆራኘ የእይታ ስሜት ብቻ ነው ፣ በአጻጻፍ ውስጥ ስፔክትራል ወይም ሞኖክሮማዊ ነው። ፎቶኖች በቫኩም ውስጥ እንኳን ሊራቡ እንደሚችሉ ተረጋግጧል. ቁሳቁስ በማይኖርበት ጊዜ የፍሰት ፍጥነት 300,000 ኪ.ሜ. ይህ ግኝት የተገኘው በ1970ዎቹ መጀመሪያ ላይ ነው።

በመገናኛ ብዙሃን ወሰን ላይ, የብርሃን ፍሰቱ በማንጸባረቅ ወይም በማንፀባረቅ. ሲሰራጭ በቁስ ይበተናል። የመካከለኛው ኦፕቲካል አመላካቾች በማጣቀሻ ጠቋሚ ተለይተው ይታወቃሉ ማለት እንችላለን ፣ ከሬሾው ጋር እኩል ነውበቫኩም እና በመምጠጥ ውስጥ ያሉ ፍጥነቶች. በ isotropic ንጥረ ነገሮች ውስጥ የፍሰት ስርጭት በአቅጣጫ ላይ የተመካ አይደለም. እዚህ ቀርቧል scalar መጠን, በመጋጠሚያዎች እና በጊዜ ይወሰናል. በአኒሶትሮፒክ መካከለኛ, ፎቶኖች በ tensor መልክ ይታያሉ.

በተጨማሪም, ብርሃን ፖላራይዝድ ሊሆን ይችላል ወይም አይደለም. በመጀመሪያው ሁኔታ, የትርጓሜው ዋና መጠን ሞገድ ቬክተር ይሆናል. ፍሰቱ ፖላራይዝድ ካልሆነ, ከዚያም በዘፈቀደ አቅጣጫዎች የሚመሩ ቅንጣቶችን ያካትታል.

በጣም አስፈላጊው የብርሃን ባህሪ ጥንካሬው ነው. እንደሚከተለው ይገለጻል። የፎቶሜትሪክ መጠኖችእንደ ኃይል እና ጉልበት.

የብርሃን መሰረታዊ ባህሪያት

ፎቶኖች እርስ በርስ መስተጋብር ብቻ ሳይሆን አቅጣጫም ሊኖራቸው ይችላል. ከውጭው መካከለኛ ጋር በመገናኘት ምክንያት, ፍሰቱ ነጸብራቅ እና ማንጸባረቅ ያጋጥመዋል. እነዚህ ሁለት መሠረታዊ የብርሃን ባህሪያት ናቸው. ነጸብራቅ ጋር, ሁሉም ነገር የበለጠ ወይም ያነሰ ግልጽ ነው: ይህ ጉዳይ ጥግግት እና ጨረሮች ክስተት ማዕዘን ላይ ይወሰናል. ሆኖም ግን, በማጣቀሻነት ሁኔታው ​​​​በጣም የተወሳሰበ ነው.

ለመጀመር ፣ አንድ ቀላል ምሳሌን ከግምት ውስጥ ማስገባት እንችላለን-ገለባውን ወደ ውሃ ውስጥ ካነሱ ፣ ከዚያ ከውጭው የታጠፈ እና አጭር ይመስላል። ይህ በፈሳሽ መካከለኛ እና በአየር ወሰን ላይ የሚከሰት የብርሃን ነጸብራቅ ነው. ይህ ሂደት የሚወሰነው በጨረራዎች ወሰን ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ በሚሰራጭበት አቅጣጫ ነው.

የብርሃን ዥረት በመገናኛ ብዙሃን መካከል ያለውን ድንበር ሲነካ የሞገድ ርዝመቱ በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣል. ይሁን እንጂ የስርጭቱ ድግግሞሽ ተመሳሳይ ነው. ጨረሩ ወደ ድንበሩ orthogonal ካልሆነ ሁለቱም የሞገድ ርዝመታቸው እና አቅጣጫው ይለወጣሉ።

አርቲፊሻል ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል የምርምር ዓላማዎች(ማይክሮስኮፖች, ሌንሶች, ማጉያዎች). መነጽሮችም የማዕበል ባህሪያት ለውጦች ምንጭ ናቸው.

የብርሃን ምደባ

በአሁኑ ጊዜ, በአርቴፊሻል እና መካከል ልዩነት አለ የተፈጥሮ ብርሃን. እያንዳንዳቸው እነዚህ ዓይነቶች በባህሪያዊ የጨረር ምንጭ ይወሰናሉ.

የተፈጥሮ ብርሃን የተዘበራረቀ እና በፍጥነት የሚቀይር አቅጣጫ ያለው የተሞሉ ቅንጣቶች ስብስብ ነው። ይህ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በተለዋዋጭ የቮልቴጅ መለዋወጥ ይከሰታል. ለ የተፈጥሮ ምንጮችሙቅ አካላትን ፣ ፀሀይን ፣ ፖላራይዝድ ጋዞችን ያጠቃልላል።

ሰው ሰራሽ ብርሃን በሚከተሉት ዓይነቶች ይመጣል።

1. አካባቢያዊ። በስራ ቦታ, በኩሽና አካባቢ, ግድግዳዎች, ወዘተ ላይ ጥቅም ላይ ይውላል. እንዲህ ዓይነቱ መብራት በውስጣዊ ዲዛይን ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል.
2. አጠቃላይ. ይህ የጠቅላላው አካባቢ አንድ ወጥ የሆነ ብርሃን ነው። ምንጮቹ chandelier, ወለል መብራቶች ናቸው.
3. የተዋሃደ። ተስማሚ የክፍል ብርሃንን ለማግኘት የመጀመሪያዎቹ እና ሁለተኛ ዓይነቶች ድብልቅ።
4. ድንገተኛ አደጋ. በኃይል መቋረጥ ጊዜ እጅግ በጣም ጠቃሚ ነው. ኃይል ብዙውን ጊዜ የሚቀርበው ከባትሪ ነው።

የፀሐይ ብርሃን

ዛሬ ነው። ዋና ምንጭበምድር ላይ ጉልበት. ይህን ቢባል ማጋነን አይሆንም የፀሐይ ብርሃንሁሉንም አስፈላጊ ጉዳዮች ይነካል. ይህ ኃይልን የሚገልጽ የቁጥር ቋሚ ነው.

ውስጥ የላይኛው ንብርብሮችየምድር ከባቢ አየር 50% የኢንፍራሬድ እና 10% የአልትራቫዮሌት ጨረሮችን ይይዛል። ስለዚህ, የሚታይ ብርሃን የቁጥር ክፍል 40% ብቻ ነው.

የፀሐይ ኃይል በሰው ሰራሽ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ተፈጥሯዊ ሂደቶች. ይህ ፎቶሲንተሲስ, የኬሚካል ቅርጾችን መለወጥ, ማሞቂያ እና ሌሎችንም ያካትታል. ለፀሃይ ምስጋና ይግባውና የሰው ልጅ ኤሌክትሪክ መጠቀም ይችላል. በምላሹ, የብርሃን ዥረቶች በደመና ውስጥ ካለፉ ቀጥታ ወይም ስርጭት ሊሆኑ ይችላሉ.

ሶስት ዋና ህጎች

ከጥንት ጊዜያት ጀምሮ, ሳይንቲስቶች በማጥናት ላይ ናቸው ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ. ዛሬ የሚከተሉት የብርሃን ሕጎች መሠረታዊ ናቸው.

የብርሃን ግንዛቤ

በዙሪያችን ያለው ዓለም ለአንድ ሰው የሚታየው ለዓይኑ የመግባባት ችሎታ ምስጋና ይግባውና ነው ኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር. ብርሃን በሬቲና ተቀባይ የሚስተዋለው ሲሆን ይህም ለተሞሉ የተሞሉ ቅንጣቶች መጠን መለየት እና ምላሽ መስጠት ይችላል።

ሰዎች በአይን ውስጥ 2 ዓይነት የስሜት ሕዋሳት አሏቸው፡ ኮኖች እና ዘንግ። የመጀመሪያው የእይታ ዘዴን ይወስናል ቀንበ ከፍተኛ ደረጃማብራት. ዘንግዎች ለጨረር የበለጠ ስሜታዊ ናቸው. አንድ ሰው በሌሊት እንዲያይ ይፈቅዳሉ.

ምስላዊ የብርሃን ጥላዎች የሚወሰኑት በሞገድ ርዝመት እና በአቅጣጫው ነው.

ስለ ብርሃን ተፈጥሮ እና ባህሪያት አጠቃላይ መረጃ.

ፍቺ፡- ኦፕቲክስ - የብርሃን ተፈጥሮ ጥያቄ ፣ የብርሃን ክስተቶች ህጎች እና የብርሃን ከቁስ ጋር የመገናኘት ሂደቶች የሚጠናበት የፊዚክስ ክፍል።

ኦፕቲክስብዙውን ጊዜ ዶክትሪን ተብሎም ይጠራል አካላዊ ክስተቶችከአጭር የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት ጋር የተያያዘ. የእይታ ስፔክትረም ክልል(ኢንፍራሬድ, የሚታይ እና አልትራቫዮሌት ጨረሮች) የሞገድ ክልልን ከ ~ 10 -4 ሜትር እስከ ~ 10 -8 ሜትር ይሸፍናል.

የክልሎቹ ወሰኖች በጣም የዘፈቀደ እንደሆኑ መታወስ አለበት.

ወደ ኦፕቲካል ቅርብ በሆኑ ክልሎች ውስጥ የሞገድ ርዝመቶችን ለመለካት: IR; UV, X-ray - የሚከተሉት የመለኪያ አሃዶች ጥቅም ላይ ይውላሉ:

1µm=10 -6 ሜትር;

የሚታይ ብርሃን: lc = 7800A = 780nm;

l f =4000A=400nm.

በ 2.5 ምዕተ-አመታት ውስጥ, ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሀሳቦች በጣም ጉልህ ለውጦች ተደርገዋል. በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ. ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሁለት መሠረታዊ የተለያዩ ንድፈ ሐሳቦች ወጥተዋል፡-

በኒውተን [a] (1672) የተፈጠረ የኮርፐስኩላር ቲዎሪ

በHuygens[b] እና Hooke[c] የተሰራ የሞገድ ንድፈ ሃሳብ።

እንደ ኮርፐስኩላር ቲዎሪብርሃን ከምንጩ በከፍተኛ ፍጥነት የሚበር የቁሳቁስ ቅንጣቶች (ኮርፐስክለሎች) ጅረት ነው።

እንደ ሞገድ ንድፈ ሐሳብ፣ ብርሃን ከብርሃን ምንጭ የሚወጣ ማዕበል እና በከፍተኛ ፍጥነት “የአለም ኤተር” እየተባለ በሚጠራው - የማይንቀሳቀስ ላስቲክ ሚዲ ሲሆን መላውን ዩኒቨርስ ያለማቋረጥ ይሞላል።

እስከ 18 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ድረስ. አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት የኒውተንን ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብ መርጠዋል ( መሠረት- ተመሳሳይ በሆነ መካከለኛ ውስጥ የብርሃን ስርጭት ቀጥተኛነት እና የብርሃን ጨረር ስርጭት ነፃነት)።

በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ. ለYoung [d] (1801) እና Fresnel[e] (1815) ጥናት ምስጋና ይግባውና የማዕበል ንድፈ ሐሳብ በከፍተኛ ደረጃ የተሻሻለ እና የተሻሻለ ነው። በ Huygens-Fresnel መርህ ላይ የተመሰረተ ነው.

ሁይገንስ እንዳለው፡- ማዕበሉ በደረሰበት መካከለኛ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ነጥብ የሁለተኛ ማዕበል ምንጭ ይሆናል። (በዚህ አተረጓጎም ስለ ሁለተኛ ደረጃ ሞገዶች ስፋት ወይም በማዕበል ፊት ላይ ስላለው የኃይለኛነት ስርጭት ማውራት የማይቻል ነበር). የHuygens መርህ በመጀመሪያው አቀነባበር ለሞገድ ኦፕቲክስ መሰረት ሆኖ ሊያገለግል አልቻለም።

ፍሬስኔል መጨመርበሁለተኛ ደረጃ ሞገዶች ጣልቃገብነት ላይ አቅርቦት.

የHuygens-Young-Fresnel የሞገድ ንድፈ ሃሳብ በዛን ጊዜ የሚታወቁትን የብርሃን ክስተቶችን ማለትም ጣልቃገብነትን፣መበታተንን እና የብርሃንን ፖላራይዜሽን ጨምሮ ከሞላ ጎደል በተሳካ ሁኔታ አብራርቷል፣ስለዚህም ሁለንተናዊ እውቅና ያገኘ ሲሆን የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ ውድቅ ተደርጓል።

የማዕበል ንድፈ ሐሳብ ደካማ ነጥብ ግምታዊ "የዓለም ኤተር" ነበር. ሆኖም፣ በ19ኛው ክፍለ ዘመን በ60ዎቹ ዓመታት፣ ማክስዌል [f] የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ንድፈ ሐሳብ ሲያዳብር፣ “የዓለም ኤተር” እንደ ልዩ የብርሃን ሞገዶች ተሸካሚ አስፈላጊነት ጠፋ። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንደሆነ ተረጋግጧል, ተሸካሚው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ነው. የሚታይ ብርሃን ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ከ l=0.77 µm እስከ l=0.38 µm፣ በአተሞች እና ሞለኪውሎች በሚፈጥሩት ቻርጅቶች የተፈጠረ ነው። ስለዚህም ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ያለው የሞገድ ንድፈ ሐሳብ ወደ ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ተለወጠ።

የኤሌክትሮማግኔቲክ የብርሃን ንድፈ ሐሳብ የሙከራ ማስረጃ፡-

1) ሙከራዎች በ Fizeau[g] (1849)፣ Foucault [h] (1850)፣ Michelson[i] (1881) ከኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ማክስዌል የተገኘ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት.

2) ሙከራዎች በፒ.ኤን. Lebedev [j] (1899) የብርሃን ግፊትን በመለካት ላይ.

የብርሃን ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) ተፈጥሮ ሀሳብ እስከ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ድረስ የማይናወጥ ሆኖ ቆይቷል። በዚህ ጊዜ፣ ከእነዚህ ሃሳቦች ጋር የማይጣጣሙ እና እንዲያውም የሚቃረኑ በጣም ሰፊ ነገሮች ተከማችተዋል። መረጃው ይህ ነበር፡-

1) ስለ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች የብርሃን ጨረር;

2) በጥቁር አካል የሙቀት ጨረር ስፔክትረም ውስጥ የኃይል ስርጭት ላይ;

3) ስለ ፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ, ወዘተ.

ተቃርኖውን ለማስወገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢነርጂ ጨረሩ፣ መባዛቱ እና መሳብ እንደሆነ ይታሰብ ነበር። የተለየባህሪ፣ ማለትም ብርሃን የሚለቀቀው፣ የሚሰራጨው እና የሚዋጠው ያለማቋረጥ ሳይሆን (ከሞገድ ንድፈ ሐሳብ እንደሚከተለው) ነው፣ ግን በከፊል ( ኳንታ).

በዚህ ግምት መሰረት ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ M. Planck [k] በ1900 ዓ.ም. የኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደቶችን የኳንተም ቲዎሪ ፈጠረ እና አልበርት አንስታይን [ል] በ1905 ዓ.ም የዳበረ የብርሃን ኳንተም ቲዎሪበዚህ መሠረት ብርሃን የብርሃን ቅንጣቶች ፍሰት ነው - ፎቶኖች. ስለዚህ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አዲስ ንድፈ ሐሳብ ተነሳ - የኳንተም ቲዎሪ፣ ማደስ፣ በተወሰነ መልኩ፣ የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ። ነገር ግን ፎቶኖች ከተራ የቁሳቁስ ቅንጣቶች በእጅጉ (በጥራት) ይለያሉ፡ ሁሉም ፎቶኖች ከብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል በሆነ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ፣ ውሱን የሆነ ክብደት ሲኖራቸው (የፎቶን “የእረፍት ብዛት” ዜሮ ነው)።

የብርሃን ኳንተም ቲዎሪ የበለጠ እድገት ውስጥ ትልቅ ሚና የተጫወተው በ Bohr [m] (1913)፣ በሽሮዲንገር[n] (1925)፣ Dirac[o] (1930)፣ ፌይንማን በተደረጉት የአቶሚክ እና ሞለኪውላር ስፔክተራ ቲዎሬቲካል ጥናቶች ነው። [ገጽ] (1949), V.A. ፎክ[q] (1957)።

በዘመናዊ እይታዎች መሠረት እ.ኤ.አ. ብርሃን ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ባህሪያት ያለው ውስብስብ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደት ነው.

በአንዳንድ ክስተቶች (ጣልቃ ገብነት, ልዩነት, የብርሃን ፖላራይዜሽን) የብርሃን ሞገድ ባህሪያት ይገለጣሉ; እነዚህ ክስተቶች በሞገድ ንድፈ ሐሳብ ተገልጸዋል. በሌሎች ክስተቶች (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ, luminescence, አቶሚክ እና ሞለኪውላዊ ስፔክተር) የብርሃን ኮርፐስኩላር ባህሪያት ይገለጣሉ; እንደነዚህ ያሉ ክስተቶች በኳንተም ቲዎሪ ተገልጸዋል. ስለዚህ, ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ንድፈ ሃሳቦች ውድቅ አይሆኑም, ነገር ግን እርስ በርስ ይሟገታሉ, በዚህም ያንፀባርቃሉ. የብርሃን ባህሪያት ድርብ ተፈጥሮ. እዚህ ላይ የተቃራኒዎች ዲያሌክቲካዊ አንድነት ግልጽ ምሳሌ አጋጥሞናል፡ ብርሃን ሞገድ እና ቅንጣት ነው።

እንደዚያው አጽንዖት መስጠት ተገቢ ነው ምንታዌነትበብርሃን ብቻ ሳይሆን በንጥረ ነገሮች ማይክሮፓርተሎች ውስጥም ይገኛል፣ ለምሳሌ ኤሌክትሮን፣ በተለምዶ እንደ ቅንጣት የምንቆጥረው፣ ነገር ግን በአንዳንድ ክስተቶች እራሱን እንደ ሞገድ ያሳያል።

በመጀመሪያ ሲታይ በብርሃን ተፈጥሮ ላይ ሁለት አመለካከቶች ይመስላል-ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኳንተም (ኮርፐስኩላር) እርስ በርስ የሚጣረሱ ናቸው. ሞገዶች እና ቅንጣቶች ብዛት ያላቸው ባህሪያት በእርግጥ ተቃራኒዎች ናቸው. ለምሳሌ, የሚንቀሳቀሱ ቅንጣቶች (ፎቶዎች) በጠፈር ውስጥ በተወሰኑ ቦታዎች ላይ ይገኛሉ, እና የሚያሰራጭ ሞገድ በጠፈር ውስጥ እንደ "ተቀባ" ተደርጎ መቆጠር አለበት እና አንድ ሰው በተወሰነ ቦታ ላይ ስለ ማዕበሉ ቦታ መናገር አይችልም.

የማዕበል ንብረቶችን በአንድ በኩል ወደ ብርሃን፣ በሌላ በኩል ደግሞ ኳንተም እና ኮርፐስኩላር ንብረቶችን የመለየት አስፈላጊነት ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሀሳባችን ያልተሟላ ስሜት ይፈጥራል። የብርሃን ተፈጥሮ ምንታዌነት ሰው ሰራሽ ነው የሚል ሀሳብ እንኳን ይነሳል። ሆኖም ግን, የኦፕቲክስ እድገት, አጠቃላይ የኦፕቲካል ክስተቶችየብርሃን ሞገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ባህሪ ቀጣይነት ባህሪያት አሳይቷል መቃወም የለበትምየፎቶኖች ባህሪያት የመለየት (የማቋረጥ) ባህሪያት.

ብርሃን, ቀደም ብለን እንደተናገርነው, ሁለት ተፈጥሮ አለው. እና ይህ ተፈጥሮ, በተለይም, አገላለጹን ያገኛል, በኋላ ላይ እንደምናሳየው, ለምሳሌ, የፎቶን ዋና ዋና ባህሪያትን በሚወስኑ ቀመሮች ውስጥ: ጉልበት; መነሳሳት; የጅምላ. እነዚያ። የፎቶኖች ኮርፐስኩላር ባህሪያት ከብርሃን ሞገድ ባህሪ ጋር የተያያዙ ናቸው - ድግግሞሽ:; [n] = ሐ -1;

በብርሃን ድርብ, እርስ በርሱ የሚጋጩ ባህሪያት ሲገለጡ አስፈላጊ ንድፍ. የረዥም ሞገድ ጨረር (ለምሳሌ, IR radiation) የኳንተም ባህሪያትን በትንሹ ያሳያል እና ዋናው ሚና የሚጫወተው በማዕበል ባህሪያት ነው. ትልቅ ቡድንየኦፕቲካል ክስተቶች በሞገድ ጽንሰ-ሀሳቦች ማለትም በሞገድ ኦፕቲክስ ላይ ተብራርተዋል.

ነገር ግን፣ በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ሚዛን ወደ አጭር የሞገድ ርዝመት ከተንቀሳቀሱ፣ የብርሃን ሞገድ ባህሪያቶቹ እየቀነሱ እና እየቀነሱ ይሄዳሉ፣ ይህም ለኳንተም ባህሪያት በግልፅ ይገለጻል። (ይህ ለምሳሌ, ከፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ገደብ ህግ ማየት ይቻላል). በተለይም የአጭር ሞገድ ሞገድ ተፈጥሮ የኤክስሬይ ጨረርጥቅም ላይ ሲውል ብቻ ነው የተገኘው diffraction ፍርግርግ ክሪስታል መዋቅርጠጣር

የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ባህሪያት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው. ይህንን ግንኙነት ግልጽ በሆነ ማያ ገጽ ውስጥ በተሰነጠቀው ብርሃን ውስጥ የሚያልፈውን ብርሃን ምሳሌ በመጠቀም እንመልከተው (ምስል 1)። የአይሮፕላን ትይዩ ሞኖክሮማቲክ ብርሃን በተሰነጠቀ AB በY ዘንግ በኩል ይለፍ።

ከብርሃን ድርብ ተፈጥሮ አንፃር፣ ይህ ማለት የንጥሎች ዥረት -ፎቶዎች እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ - በአንድ ጊዜ በተሰነጠቀው ውስጥ ያልፋሉ ማለት ነው።

በ LED ስክሪን ላይ የዲፍራክሽን ንድፍ እንደሚታይ ይታወቃል. በእያንዳንዱ የስክሪኑ ነጥብ ላይ ያለው አብርኆት ኢ በዚህ ነጥብ ላይ ካለው የብርሃን መጠን ጋር ተመጣጣኝ ይሆናል (በቀኝ በኩል በስክሪኑ ላይ ያለው የብርሃን መጠን ስርጭት በሚታየው ምስል 1 ይመልከቱ). በተጨማሪም የብርሃን ጥንካሬ ከብርሃን ሞገድ ስፋት A ካሬ ጋር ተመጣጣኝ እንደሆነ ይታወቃል. Þ .

ጋር የኳንተም ነጥብበራዕይ ረገድ በስክሪኑ ላይ የዲፍራክሽን ጥለት መፈጠር ማለት ብርሃን በተሰነጠቀው ክፍል ውስጥ ሲያልፍ ፎቶኖች በህዋ ውስጥ እንደገና ይሰራጫሉ እና ስለዚህ በ የተለያዩ ነጥቦችየስክሪን ስክሪኖች የተለየ ቁጥርፎቶኖች. በእያንዳንዱ የስክሪኑ ነጥብ ላይ ያለው አብርኆት E በአንድ ክፍል ውስጥ ከሚወድቁ የፎቶኖች አጠቃላይ ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ነው። ይህ ነጥብ. እና ይህ ጉልበት ከ n 0 ጋር ተመጣጣኝ ነው, n 0 ይህንን ሃይል ያደረሱት የፎቶኖች ብዛት ነው. Þ .

በጣም ደካማ የብርሃን ፍሰት በተሰነጠቀ ላይ የሚወድቅበትን ሁኔታ እናስብ እና በገደቡ ውስጥ በጣም ደካማ እንደሆነ ሊቆጠር ይችላል። ትልቅ ቁጥርተለዋጭ የሚበር ፎቶኖች. እያንዳንዱ ፎቶን በሚመታበት ስክሪኑ ላይ ባለው ቦታ ላይ እራሱን ማሳየት አለበት. ይሁን እንጂ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የኃይለኛነት መቀነስ እንኳን የብርሃን ፍሰት, የዲፍራክሽን ንድፍ አይለወጥም.

በእውነተኛ ሙከራ ውስጥ, ተለዋጭ የሚበሩ ፎቶኖችን ያካተተ የብርሃን ፍሰት መፍጠር የማይቻል ነው. ከሙከራ ጋር ስለ ንጽጽር ለመናገር በፎቶን የተደረገው ሙከራ በስክሪኑ ላይ የተወሰነ ነጥብ እንደሚመታ መገመት ያስፈልጋል። ብዙ ጊዜ ተደጋግሟል. በእያንዳንዱ እንደዚህ ዓይነት ሙከራ, ፎቶን ከ ጋር የተወሰነ ዕድልአንድ ወይም ሌላ ነጥብ ሊመታ ይችላል. ምልከታዎች ከተደረጉ ከረጅም ግዜ በፊት, ከዚያም በጣም ብዙ ቁጥር ያላቸውን ፎቶኖች ያካተተ የብርሃን ፍሰት በአንድ ጊዜ ካለፈ ውጤቱ ተመሳሳይ ይሆናል.

አሁን ለማብራራት ሁለት አባባሎችን እናወዳድር። ከነሱ ይከተላል፣ . እነዚያ። በማንኛውም የጠፈር ቦታ ላይ ያለው የብርሃን ሞገድ ስፋት ካሬ ያንን ነጥብ ከሚመታ የፎቶኖች ብዛት ጋር ተመጣጣኝ ነው። ወይም በሌላ አነጋገር፡ በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ ያለው የብርሃን ሞገድ ስፋት ካሬው የተወሰነ ነጥብ የመምታት እድሉ የፎቶኖች መለኪያ ነው።

ስለዚህ, የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ባህሪያት አይገለሉም, ግን በተቃራኒው, እርስ በርስ ይጣጣማሉ. የብርሃን ስርጭትን እና ከቁስ አካል ጋር ያለውን ግንኙነት እውነተኛ ህጎች ይገልጻሉ.

ከተነገሩት ሁሉ የማዕበል ንብረቶች ብዙ ቁጥር ያላቸው በአንድ ጊዜ የሚበሩ ፎቶኖች ለመሰብሰብ ብቻ ሳይሆን በተፈጥሮ የተፈጠሩ ናቸው። እያንዳንዱ ግለሰብ ፎቶን የሞገድ ባህሪያት አሉት. የሞገድ ባህሪያትፎቶኖች ለእነርሱ በትክክል ለማመልከት የማይቻል በመሆኑ እራሳቸውን ያሳያሉ የትኛውበተሰነጠቀው (ስዕል 1) ውስጥ ካለፉ በኋላ ወደ ማያ ገጹ ነጥብ ይደርሳል. መነጋገር የምንችለው ስለ ብቻ ነው። ዕድሎችመምታት እያንዳንዱ ፎቶንበስክሪኑ ላይ በአንድ ነጥብ ወይም በሌላ.

ይህ በማዕበል እና መካከል ያለውን ግንኙነት ትርጓሜ የኳንተም ባህሪያትብርሃን የቀረበው በአንስታይን ነው። ተጫውቷል። የላቀ ሚናበልማት ውስጥ ዘመናዊ ፊዚክስ, ልማት ቢሆንም ነጠላየሁለት ኮርፐስኩላር-ሞገድ የብርሃን ተፈጥሮን የሚያንፀባርቁ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ጽንሰ-ሀሳቦች ገና አልተጠናቀቁም.

አሁን ከሞገድ ኦፕቲክስ እይታ አንጻር ሙሉ በሙሉ ሊብራራ የሚችል የኦፕቲካል ክስተቶች ቡድንን ግምት ውስጥ ማስገባት እንጀምራለን.