కాంతి వనరుల గురించి ఆసక్తికరమైన విషయాలు. కాంతి యొక్క క్వాంటం సిద్ధాంతం యొక్క సృష్టికి ముందు కాంతి సిద్ధాంతం యొక్క అభివృద్ధి

ఆప్టిక్స్ అనేది భౌతిక శాస్త్రంలో అధ్యయనం చేసే ఒక విభాగం కాంతి దృగ్విషయాలుమరియు వాటి కోసం ఏర్పాటు చేయబడిన చట్టాలు, అలాగే పదార్థంతో కాంతి పరస్పర చర్య, కాంతి స్వభావం.

ప్రపంచం గురించిన సమాచారం ఒక వ్యక్తికి దృష్టి ద్వారా వస్తుంది. కాంతి సహాయంతో మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం గురించి చాలా సమాచారాన్ని అందుకుంటాము.

కాంతి గురించి మొదటి సమాచారం 2.5 వేల సంవత్సరాల క్రితం కనిపించింది.

ఇచ్చిన మొదటి శాస్త్రవేత్తలలో పైథాగరస్ ఒకరు శాస్త్రీయ పరికల్పనకాంతి స్వభావం గురించి (Fig. 1 చూడండి). కేవలం ఊహించడమే కాకుండా కాంతి సరళ రేఖలో ప్రయాణిస్తుందని నిరూపించిన మొదటి వ్యక్తి. అతను, ఆపై ఇతర జ్యామితులు, యూక్లిడ్ వరకు, జ్యామితి యొక్క పునాదులను నిర్మించడానికి ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం యొక్క కాంతి దృగ్విషయాన్ని ఉపయోగించారు. ఆప్టిక్స్ యొక్క శాఖలలో ఒకదానిని రేఖాగణిత ఆప్టిక్స్ అని పిలవడం ఏమీ కాదు.

అన్నం. 1. పైథాగరస్

పైథాగరస్: "కాంతి అనేది వస్తువులను విడుదల చేసే కణాల ప్రవాహం, మానవ కంటిలోకి చొచ్చుకుపోతుంది, అవి మన చుట్టూ ఉన్న వాటి గురించి సమాచారాన్ని తెస్తాయి."

17వ శతాబ్దంలో, ఐజాక్ న్యూటన్ ఈ సిద్ధాంతానికి ప్రతిపాదకుడయ్యాడు (Fig. 2 చూడండి). కాంతి ప్రత్యేక కణాల ప్రవాహం అనే వాస్తవం ఆధారంగా అతను అనేక కాంతి విషయాలను వివరించాడు.

అన్నం. 2. ఐజాక్ న్యూటన్

"కార్పస్కులా" లాట్ నుండి వచ్చింది. కార్పస్కులం - కణం. అందువల్ల, న్యూటన్ సిద్ధాంతం కాంతి యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం అని పిలువబడింది.

1. కాంతి యొక్క రెక్టిలినియర్ ప్రచారం.

2. ప్రతిబింబం యొక్క చట్టం.

3. ఒక వస్తువు నుండి నీడ ఏర్పడే చట్టం.

అదే సమయంలో, మరొక సిద్ధాంతం కనిపించింది - ఎద్దు కొత్త సిద్ధాంతంశ్వేత.

ఈ సిద్ధాంతం యొక్క ప్రతిపాదకుడు క్రిస్టియాన్ హ్యూజెన్స్ (Fig. 3 చూడండి). అతను న్యూటన్ వలె అదే దృగ్విషయాన్ని వివరించడానికి ప్రయత్నించాడు, కాంతి ఒక తరంగం అనే స్థానం నుండి మాత్రమే.

అన్నం. 3. క్రిస్టియాన్ హ్యూజెన్స్

హ్యూజెన్స్ నీరు మరియు గాలిలోని తరంగ ప్రక్రియలతో సారూప్యత ద్వారా కాంతి యొక్క తరంగ సిద్ధాంతాన్ని నిర్మించారు మరియు అందువల్ల దీనిని విశ్వసించారు కాంతి తరంగాలుఅతను కాంతి ఈథర్ అని పిలిచే కొన్ని సాగే మాధ్యమంలో కూడా వ్యాప్తి చెందాలి. ఈ ఆలోచన 20వ శతాబ్దం ప్రారంభం వరకు వేవ్ ఆప్టిక్స్‌కు ఆధారం.

ఆ సమయంలో, కాంతి సరళ రేఖలో మాత్రమే ప్రయాణించదని ఇప్పటికే గమనించబడింది.

1. కాంతి అడ్డంకుల చుట్టూ వంగి ఉంటుంది - డిఫ్రాక్షన్ (Fig. 4 చూడండి).

అన్నం. 4. డిఫ్రాక్షన్

2. వేవ్స్ అప్ జోడించవచ్చు - జోక్యం (Fig. 5 చూడండి).

అన్నం. 5. జోక్యం

ఈ దృగ్విషయాలు తరంగాల లక్షణం, అందుకే హ్యూజెన్స్ కాంతి ఒక తరంగమని నమ్మాడు.

కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం ఒక కిరణం మరొకదాని గుండా ఎలా వెళుతుందో వివరించలేదు. మేము కాంతిని కణాల ప్రవాహంగా పరిగణిస్తే, పరస్పర చర్యను గమనించాలి, కానీ అది గమనించబడలేదు మరియు ఇది కాంతి తరంగం అనే వాస్తవానికి అనుకూలంగా మాట్లాడింది.

19వ శతాబ్దం మధ్యలో, మాక్స్‌వెల్ సిద్ధాంతం రూపొందించబడింది. విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం సెకనుకు 300 వేల కి.మీ వేగంతో వ్యాపిస్తుందని అతను నిరూపించాడు.

ప్రయోగాల ఫలితంగా కాంతి కూడా ఈ వేగంతో ప్రయాణిస్తుందని తేలింది.

కాంతి అనేది విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం.

XVII శతాబ్దం - డానిష్ శాస్త్రవేత్త రోమర్ ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు, దీనిలో కాంతి ప్రచారం యొక్క వేగం సెకనుకు సుమారు 300 వేల కిమీ అని తేలింది.

1848 - హిప్పోలైట్ ఫిజౌ కాంతి వేగం సెకనుకు 300 వేల కిమీ అని నిరూపించాడు.

ఇవన్నీ కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగం అనే వాస్తవాన్ని ధృవీకరించాయి.

19వ శతాబ్దంలో, హెన్రిచ్ హెర్ట్జ్ (Fig. 6 చూడండి) లక్షణాలను అధ్యయనం చేశారు విద్యుదయస్కాంత తరంగాలుమరియు కాంతి ఒక కణంగా ఉంటుందని చూపించాడు. హెర్ట్జ్ ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క దృగ్విషయాన్ని కనుగొన్నాడు.

అన్నం. 6. హెన్రిచ్ హెర్ట్జ్

హెన్రిచ్ హెర్ట్జ్ విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను అధ్యయనం చేశాడు, మొదట అవి ఉనికిలో లేవని నమ్మాడు మరియు వాటి వాస్తవికతను సహజ వస్తువుగా గుర్తించిన మొదటి వ్యక్తిగా నిజమైన ధైర్యాన్ని చూపించాడు.

కాంతివిద్యుత్ ప్రభావం: కాంతికి గురైనప్పుడు, ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన మెటల్ ప్లేట్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లు పడగొట్టబడతాయి.

కాంతి కణాల ప్రవాహం అయితే మాత్రమే ఇది చేయవచ్చు.

20వ శతాబ్దంలో, కాంతి యొక్క వేవ్-పార్టికల్ ద్వంద్వ భావనను పరిచయం చేయడం ద్వారా వారు తుది పరిష్కారానికి వచ్చారు.

కాంతి వ్యాపించినప్పుడు, అది ఒక తరంగంలా ప్రవర్తిస్తుంది (వేవ్ ప్రాపర్టీస్), మరియు విడుదలైనప్పుడు మరియు గ్రహించినప్పుడు, అది ఒక కణం వలె ప్రవర్తిస్తుంది (కణాల యొక్క అన్ని లక్షణాలతో). అంటే కాంతికి ద్వంద్వ స్వభావం ఉంటుంది.

అందువల్ల, అన్ని దృగ్విషయాలు ఈ రెండు సిద్ధాంతాల కోణం నుండి పరిగణించబడతాయి.

ఆప్టిక్స్ అనేది కాంతి యొక్క స్వభావం, కాంతి దృగ్విషయం యొక్క నియమాలు మరియు పదార్థంతో కాంతి పరస్పర చర్య యొక్క ప్రక్రియలను అధ్యయనం చేసే భౌతిక శాస్త్ర విభాగం.

గత రెండున్నర శతాబ్దాలుగా, కాంతి స్వభావం యొక్క ఆలోచన చాలా ముఖ్యమైన మార్పుకు గురైంది. IN చివరి XVIIవి. రెండు ప్రాథమికంగా ఏర్పడ్డాయి వివిధ సిద్ధాంతాలుకాంతి స్వభావంపై: న్యూటన్ అభివృద్ధి చేసిన కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం మరియు హ్యూజెన్స్ అభివృద్ధి చేసిన తరంగ సిద్ధాంతం. కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, కాంతి అనేది కాంతి మూలం నుండి అధిక వేగంతో ఎగురుతున్న పదార్థ కణాల (కార్పస్కిల్స్) ప్రవాహం. తరంగ సిద్ధాంతం ప్రకారం, కాంతి అనేది కాంతి మూలం నుండి వెలువడే తరంగం మరియు "వరల్డ్ ఈథర్"లో అధిక వేగంతో వ్యాపిస్తుంది - ఇది మొత్తం విశ్వాన్ని నిరంతరం నింపే స్థిర సాగే మాధ్యమం. రెండు సిద్ధాంతాలు కొన్ని కాంతి దృగ్విషయాలలో అంతర్లీనంగా ఉన్న చట్టాలను సంతృప్తికరంగా వివరించాయి, ఉదాహరణకు, కాంతి యొక్క ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవన నియమాలు. అయినప్పటికీ, కాంతి యొక్క జోక్యం, విక్షేపం మరియు ధ్రువణత వంటి దృగ్విషయాలు ఈ సిద్ధాంతాల చట్రంలో సరిపోవు.

ముందు చివరి XVIIIవి. అధిక సంఖ్యలో భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు న్యూటన్ యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతానికి ప్రాధాన్యత ఇచ్చారు. IN ప్రారంభ XIXవి. యంగ్ (1801) మరియు ఫ్రెస్నెల్ (1815) పరిశోధనలకు ధన్యవాదాలు, వేవ్ సిద్ధాంతం గణనీయంగా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు మెరుగుపరచబడింది. ఇది హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రంపై ఆధారపడింది, ఇది "ఆసిలేషన్స్ అండ్ వేవ్స్" అధ్యాయంలో మనకు ఇప్పటికే సుపరిచితం (§ 34 చూడండి). హ్యూజెన్స్-యంగ్-ఫ్రెస్నెల్ వేవ్ థియరీ ఆ సమయంలో తెలిసిన దాదాపు అన్ని కాంతి దృగ్విషయాలను విజయవంతంగా వివరించింది, వీటిలో జోక్యం, విక్షేపం మరియు కాంతి ధ్రువణత ఉన్నాయి, అందువలన ఈ సిద్ధాంతం విశ్వవ్యాప్త గుర్తింపు పొందింది మరియు న్యూటన్ యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం తిరస్కరించబడింది.

బలహీనతతరంగ సిద్ధాంతం ఒక ఊహాజనిత "వరల్డ్ ఈథర్", దీని ఉనికి యొక్క వాస్తవికత చాలా ఉంది

సందేహాస్పదమైన. అయితే, గత శతాబ్దపు 60వ దశకంలో, మాక్స్వెల్ ఒక సింగిల్ సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేసినప్పుడు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం(§ 105 చూడండి), కాంతి తరంగాల ప్రత్యేక క్యారియర్‌గా “వరల్డ్ ఈథర్” అవసరం అదృశ్యమైంది: కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మరియు అందువల్ల వాటి క్యారియర్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం అని తేలింది. కనిపించే కాంతి 0.77 నుండి 0.38 మైక్రాన్ల పొడవుతో విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది (పేజి 392లోని పట్టికను చూడండి), అణువులు మరియు అణువులను రూపొందించే ఛార్జీల కంపనాల ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. అందువలన, కాంతి స్వభావం గురించిన తరంగ సిద్ధాంతం కాంతి యొక్క విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతంగా పరిణామం చెందింది.

న్యాయం యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రయోగాత్మక రుజువులలో ఒకటి విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతంఫిజౌ (1849), ఫౌకాల్ట్ (1850) మరియు మిచెల్సన్ (1881) ప్రయోగాల ద్వారా కాంతి ప్రేరణ పొందింది: ప్రయోగాత్మక విలువకాంతి వేగం మాక్స్వెల్ యొక్క విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం నుండి పొందిన విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రచారం యొక్క వేగం యొక్క సైద్ధాంతిక విలువతో సమానంగా ఉంటుంది. విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం యొక్క మరొక సమానమైన ముఖ్యమైన నిర్ధారణ యా. యా. లెబెదేవ్ (1899) యొక్క ప్రయోగాలు: అతను కొలిచిన కాంతి పీడనం ఘనపదార్థాలు(చూడండి § 137) మాక్స్వెల్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా లెక్కించిన విద్యుదయస్కాంత తరంగాల పీడనానికి సమానంగా మారింది (§ 105 చూడండి).

కాంతి యొక్క వేవ్ (విద్యుదయస్కాంత) స్వభావం యొక్క ఆలోచన వరకు అస్థిరంగా ఉంది చివరి XIXవి. ఏదేమైనా, ఈ సమయానికి చాలా విస్తృతమైన పదార్థం సేకరించబడింది, అది ఈ ఆలోచనకు అనుగుణంగా లేదు మరియు దానికి విరుద్ధంగా ఉంది. లూమినిసెన్స్ స్పెక్ట్రా డేటాను అధ్యయనం చేస్తోంది రసాయన మూలకాలు, స్పెక్ట్రంలో శక్తి పంపిణీపై థర్మల్ రేడియేషన్నలుపు శరీరం, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మరియు కొన్ని ఇతర దృగ్విషయాల గురించి విద్యుదయస్కాంత శక్తి యొక్క ఉద్గారం, ప్రచారం మరియు శోషణ ప్రకృతిలో వివిక్త (అడపాదడపా) అని భావించాల్సిన అవసరం ఏర్పడింది, అనగా కాంతి విడుదలవుతుంది, ప్రచారం చేయబడుతుంది మరియు నిరంతరంగా శోషించబడదు. తరంగ సిద్ధాంతం), కానీ భాగాలలో (క్వాంటా). ఈ ఊహ ఆధారంగా జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త 1900లో ప్లాంక్ విద్యుదయస్కాంత ప్రక్రియల క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని సృష్టించాడు మరియు ఐన్స్టీన్ 1905లో కాంతి యొక్క క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు, దీని ప్రకారం కాంతి కాంతి కణాల ప్రవాహం - ఫోటాన్లు. అందువలన, ఈ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, కాంతి స్వభావం గురించి ఒక కొత్త సిద్ధాంతం ఉద్భవించింది - క్వాంటం సిద్ధాంతం, పునరుజ్జీవనం ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతంన్యూటన్. అయినప్పటికీ, సాధారణ పదార్థ కణాల నుండి ఫోటాన్లు గణనీయంగా (గుణాత్మకంగా) భిన్నంగా ఉంటాయి: అన్ని ఫోటాన్లు వేగంతో కదులుతాయి సమాన వేగంకాంతి, పరిమిత ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండగా (ఫోటాన్ యొక్క "మిగిలిన ద్రవ్యరాశి" సున్నా).

ముఖ్యమైన పాత్రవి మరింత అభివృద్ధి క్వాంటం సిద్ధాంతంలైట్లు ఆడాయి సైద్ధాంతిక పరిశోధనబోర్ (1913), ష్రోడింగర్ (1925), డిరాక్ ప్రదర్శించిన అణువు మరియు పరమాణు వర్ణపటం

(1930), ఫేన్‌మాన్ (1949), V. A. ఫాక్ (1957), మొదలైనవి. ఆధునిక అభిప్రాయాల ప్రకారం, కాంతి అనేది వేవ్ మరియు కార్పస్కులర్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్న సంక్లిష్టమైన విద్యుదయస్కాంత ప్రక్రియ. కొన్ని దృగ్విషయాలలో (జోక్యం, విక్షేపం, కాంతి ధ్రువణత) కాంతి యొక్క తరంగ లక్షణాలు వెల్లడి చేయబడతాయి; ఈ దృగ్విషయాలు వివరించబడ్డాయి తరంగ సిద్ధాంతం. ఇతర దృగ్విషయాలలో (ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, కాంతి, పరమాణు మరియు పరమాణు వర్ణపటం) కార్పస్కులర్ లక్షణాలుస్వెటా; అటువంటి దృగ్విషయాలు క్వాంటం సిద్ధాంతం ద్వారా వివరించబడ్డాయి. అందువలన, వేవ్ (విద్యుదయస్కాంత) మరియు కార్పస్కులర్ (క్వాంటం) సిద్ధాంతాలు తిరస్కరించవు, కానీ ఒకదానికొకటి పూరకంగా ఉంటాయి, తద్వారా కాంతి లక్షణాల యొక్క ద్వంద్వ స్వభావాన్ని ప్రతిబింబిస్తాయి. ఇక్కడ మనం కలుస్తాము స్పష్టమైన ఉదాహరణవ్యతిరేకత యొక్క మాండలిక ఐక్యత: కాంతి ఒక తరంగం మరియు కణం రెండూ. అటువంటి ద్వంద్వత్వం కాంతిలో మాత్రమే కాకుండా, పదార్ధాల మైక్రోపార్టికల్స్‌లో కూడా అంతర్లీనంగా ఉందని నొక్కి చెప్పడం సముచితం, ఉదాహరణకు, ఇప్పటికే గుర్తించినట్లుగా (§ 20 చూడండి), ఒక ఎలక్ట్రాన్, సాధారణంగా కణంగా పరిగణించబడుతుంది, కొన్ని దృగ్విషయాలలో తనను తాను బహిర్గతం చేస్తుంది తరంగం (§ 126 చూడండి).

ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం కాంతి యొక్క ద్వంద్వ కార్పస్కులర్-వేవ్ స్వభావాన్ని ప్రతిబింబిస్తూ కాంతి స్వభావం గురించి ఏకీకృత సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది; అటువంటి అభివృద్ధి ఏకీకృత సిద్ధాంతంఇంకా పూర్తి కాలేదు.

IN ఈ కోర్సుకాంతి యొక్క తరంగ లక్షణాలు చాప్‌లో చర్చించబడ్డాయి. XVIII, మరియు కాంతి యొక్క కార్పస్కులర్ (క్వాంటం) లక్షణాలు - చాప్‌లో. XIX (అణువు యొక్క నిర్మాణం యొక్క ప్రశ్నకు సంబంధించి). కాంతి యొక్క తరంగ లక్షణాలను వివరించేటప్పుడు, మేము హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము మరియు సాధారణ భావనలుమరియు లక్షణాలు తరంగ ప్రక్రియకోర్సు యొక్క మొదటి భాగం యొక్క § 31-34లో ప్రవేశపెట్టబడింది (కాంతి తరంగం ముందు భాగం, పొందికైన మూలాలుకాంతి, కాంతి పుంజం, కాంతి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం మొదలైనవి). అందువల్ల, ఆప్టిక్స్ అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించినప్పుడు, మీరు ఈ పేరాగ్రాఫ్‌లను మళ్లీ చదవాలి.

నమ్మశక్యం కాని వాస్తవాలు

కాంతి ఉంది అద్భుతమైన దృగ్విషయం, అతను నేరుగా మరియు అలంకారికంగామన జీవితాలను అనేక విధాలుగా ప్రకాశింపజేస్తుంది.

UN 2015 ప్రకటించింది అంతర్జాతీయ సంవత్సరంశ్వేత, "భవిష్యత్తు కోసం మరియు సమాజ అభివృద్ధికి జీవితంలో కాంతి మరియు ఆప్టికల్ టెక్నాలజీల యొక్క ప్రాముఖ్యతను భూమి నివాసులకు" ప్రదర్శించడానికి.

కాంతి గురించి మీకు తెలియని కొన్ని ఆసక్తికరమైన విషయాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి.

సూర్యకాంతి

1. సూర్యుడు నిజానికి తెల్లగా ఉన్నాడు, అంతరిక్షం నుండి చూసినప్పుడు, దాని కాంతి మన వాతావరణం ద్వారా చెల్లాచెదురు కాదు. వీనస్ నుండి మీరు సూర్యుడిని చూడలేరు, ఎందుకంటే అక్కడ వాతావరణం చాలా దట్టంగా ఉంటుంది.

2. మానవులు జీవకాంతి గలవారుజీవక్రియ ప్రతిచర్యలకు ధన్యవాదాలు, కానీ మన గ్లో కంటితో చూడగలిగే దానికంటే 1000 రెట్లు బలహీనంగా ఉంది.

3. సూర్యకాంతి లోతుగా చొచ్చుకుపోతుంది సుమారు సముద్రం80 మీటర్లు. మీరు 2000 మీటర్ల లోతుకు వెళితే, మీరు దాని బాధితులను మెరుస్తున్న మాంసంతో ఆకర్షించే బయోలుమినిసెంట్ మాంక్ ఫిష్‌ను కనుగొనవచ్చు.

4. మొక్కలు పచ్చగా ఉంటాయి కాబట్టి అవి పచ్చగా ఉంటాయి ప్రతిబింబిస్తాయి ఆకు పచ్చ దీపం మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం ఇతర రంగులను గ్రహిస్తుంది. మీరు ఒక మొక్కను గ్రీన్ లైట్ కింద ఉంచినట్లయితే, అది చనిపోయే అవకాశం ఉంది.

5. ఉత్తర మరియు దక్షిణ పోలార్ లైట్లు "గాలి" నుండి వచ్చినప్పుడు సంభవిస్తుంది సౌర మంటలుకణాలతో సంకర్షణ చెందుతుంది భూమి యొక్క వాతావరణం. ఎస్కిమో లెజెండ్స్ ప్రకారం, అరోరా అనేది వాల్రస్ తలతో ఫుట్‌బాల్ ఆడుతూ చనిపోయిన వారి ఆత్మలు.

6. 1 సెకనులో, సూర్యుడు తగినంత శక్తిని విడుదల చేస్తాడు ఒక మిలియన్ సంవత్సరాల పాటు మొత్తం ప్రపంచానికి అందించండి.

7. ప్రపంచంలోనే అత్యంత పొడవైన దీపం వందేళ్ల నాటి దీపంకాలిఫోర్నియా అగ్నిమాపక విభాగంలో. ఇది 1901 నుండి నిరంతరం మండుతూనే ఉంది.

8. తేలికపాటి తుమ్ము రిఫ్లెక్స్ఇది సమక్షంలో అనియంత్రిత తుమ్ము దాడులకు కారణమవుతుంది ప్రకాశవంతం అయిన వెలుతురు, 18-35 శాతం మందిలో సంభవిస్తుంది, అయితే ఇది ఎందుకు సంభవిస్తుందో ఎవరూ వివరించలేరు. దీన్ని ఎదుర్కోవటానికి ఒక మార్గం సన్ గ్లాసెస్ ధరించడం.

9. ఎప్పుడు డబుల్ ఇంద్రధనస్సు, ప్రతి నీటి బిందువు లోపల కాంతి రెండుసార్లు ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు బయటి ఇంద్రధనస్సులోని రంగులు రివర్స్ క్రమంలో ఉంటాయి.

10. కొన్ని జంతువులు మనం చూడలేని కాంతిని చూస్తాయి. తేనెటీగలు అతినీలలోహిత కాంతిని చూస్తాయి, గిలక్కాయలు పరారుణ కాంతిని చూస్తాయి.

11. నయాగరా జలపాతం 32,000 కొవ్వొత్తులకు సమానమైన ప్రకాశంతో 1879లో మొదటిసారిగా విద్యుత్తుతో వెలిగించబడింది. నేడు, నయాగరా జలపాతం యొక్క ప్రకాశం 250 మిలియన్ల కొవ్వొత్తుల ప్రకాశానికి సమానం.

12. కాంతి గుండా వెళుతున్నప్పుడు వివిధ పదార్థాలు, ఇది నెమ్మదిస్తుంది మరియు వక్రీభవిస్తుంది. అందువలన, లెన్స్ ఒక పాయింట్ వద్ద కిరణాలను కేంద్రీకరిస్తుంది మరియు కాగితానికి నిప్పు పెట్టగలదు.

కాంతి నియమాలు

13. కాంతి ఉంది ప్రేరణ. శాస్త్రవేత్తలు సుదూర అంతరిక్ష ప్రయాణానికి ఈ శక్తిని ఉపయోగించుకునే మార్గాలను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.

14. కప్ప కళ్ళు కాంతికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయిసింగపూర్‌లోని పరిశోధకులు వాటిని చాలా ఖచ్చితమైన ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి ఉపయోగిస్తున్నారు.

15. కనిపించే కాంతి భాగం మాత్రమే విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంమన కళ్ళు చూసేది. అందుకే LED దీపాలు చాలా పొదుపుగా ఉంటాయి. ప్రకాశించే దీపాలకు భిన్నంగా, LED దీపాలు కనిపించే కాంతిని మాత్రమే విడుదల చేస్తాయి.

16. తుమ్మెదలుచల్లని కాంతిని విడుదల చేస్తాయి రసాయన చర్య 100% సామర్థ్యంతో. మరింత శక్తి-సమర్థవంతమైన LED లను రూపొందించడానికి శాస్త్రవేత్తలు తుమ్మెదలను అనుకరించడానికి కృషి చేస్తున్నారు.

17. మన కళ్ళు కాంతిని ఎలా గ్రహిస్తాయో అధ్యయనం చేయడానికి, ఐజాక్ న్యూటన్ కంటి సాకెట్‌లోకి సూదులు చొప్పించాడు. వెలుతురు బయటి నుంచి వస్తుందా లేక లోపలి నుంచి వస్తుందా అని అర్థం చేసుకునేందుకు ప్రయత్నించాడు. (సమాధానం: రెండు ఊహలు సరైనవి, ఎందుకంటే కళ్ళలోని రాడ్లు కొన్ని పౌనఃపున్యాలకు ప్రతిస్పందిస్తాయి).

18. మాత్రమే ఉంటే సూర్యుడు హఠాత్తుగా అంతమయ్యాడు, మరో 8 నిమిషాల 17 సెకన్ల వరకు భూమిపై ఎవరూ దీనిని గమనించి ఉండరు. సూర్యకాంతి భూమిని చేరడానికి పట్టే సమయం ఇది. కానీ చింతించకండి, సూర్యునికి మరో 5 బిలియన్ సంవత్సరాల ఇంధనం మిగిలి ఉంది.

సాధారణ నిర్వచనాలు

ఆప్టిక్స్ దృక్కోణంలో, కాంతి అనేది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం, ఇది మానవ కన్ను ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. 750 THz వాక్యూమ్‌లో ఉన్న ప్రాంతాన్ని మార్పు యూనిట్‌గా తీసుకోవడం ఆచారం. ఇది స్పెక్ట్రం యొక్క చిన్న తరంగదైర్ఘ్యం ముగింపు. దీని పొడవు 400 nm. విస్తృత తరంగాల సరిహద్దు విషయానికొస్తే, కొలత యూనిట్ 760 nm, అంటే 390 THz విభాగంగా పరిగణించబడుతుంది.

భౌతిక శాస్త్రంలో, కాంతిని ఫోటాన్లు అని పిలిచే నిర్దేశిత కణాల సమాహారంగా చూస్తారు. వాక్యూమ్‌లో తరంగ పంపిణీ వేగం స్థిరంగా ఉంటుంది. ఫోటాన్లు నిర్దిష్ట మొమెంటం, శక్తి మరియు సున్నా ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి. మరింత లో విస్తృత కోణంలోపదాలు, కాంతి కనిపిస్తుంది, తరంగాలు కూడా పరారుణంగా ఉంటాయి.

ఆన్టోలాజికల్ పాయింట్ నుండి, కాంతి అనేది ఉనికికి ప్రారంభం. తత్వవేత్తలు మరియు మత పండితులు ఇద్దరూ దీని గురించి మాట్లాడుతారు. భౌగోళికంలో, ఈ పదాన్ని సాధారణంగా గ్రహం యొక్క వ్యక్తిగత ప్రాంతాలను సూచించడానికి ఉపయోగిస్తారు. కాంతి అనేది ఒక సామాజిక భావన. అయినప్పటికీ, విజ్ఞాన శాస్త్రంలో దీనికి నిర్దిష్ట లక్షణాలు, లక్షణాలు మరియు చట్టాలు ఉన్నాయి.

ప్రకృతి మరియు కాంతి వనరులు

చార్జ్డ్ కణాల పరస్పర చర్య సమయంలో విద్యుదయస్కాంత వికిరణం సృష్టించబడుతుంది. సరైన పరిస్థితిదీని కోసం వేడి ఉంటుంది, ఇది నిరంతర స్పెక్ట్రం కలిగి ఉంటుంది. గరిష్ట రేడియేషన్ మూలం యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రక్రియ యొక్క అద్భుతమైన ఉదాహరణ సూర్యుడు. దీని రేడియేషన్ పూర్తిగా నల్లటి శరీరానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. సూర్యునిపై కాంతి స్వభావం 6000 K వరకు వేడి ఉష్ణోగ్రత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. అంతేకాకుండా, దాదాపు 40% రేడియేషన్ దృశ్యమానతలో ఉంటుంది. పవర్ స్పెక్ట్రమ్ గరిష్టంగా 550 nm సమీపంలో ఉంది.

కాంతి వనరులు కూడా కావచ్చు:

1. ఒక స్థాయి నుండి మరొక స్థాయికి మారే సమయంలో అణువులు మరియు అణువుల ఎలక్ట్రానిక్ షెల్లు. ఇటువంటి ప్రక్రియలు సరళ వర్ణపటాన్ని సాధించడం సాధ్యం చేస్తాయి. ఉదాహరణలు LED లు మరియు గ్యాస్ డిశ్చార్జ్ దీపాలు.
2. చార్జ్డ్ కణాలు కాంతి దశ వేగంతో కదిలినప్పుడు ఇది ఏర్పడుతుంది.
3. ఫోటాన్ బ్రేకింగ్ ప్రక్రియలు. ఫలితంగా, సింక్రో- లేదా సైక్లోట్రాన్ రేడియేషన్ ఏర్పడుతుంది.

కాంతి యొక్క స్వభావం కూడా కాంతితో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఇది కూడా వర్తిస్తుంది కృత్రిమ మూలాలు, మరియు సేంద్రీయ. ఉదాహరణ: కెమిలుమినిసెన్స్, స్కింటిలేషన్, ఫాస్ఫోరోసెన్స్ మొదలైనవి.

ప్రతిగా, ఉష్ణోగ్రత సూచికల ప్రకారం కాంతి వనరులు సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: A, B, C, D65. అత్యంత సంక్లిష్టమైన స్పెక్ట్రం పూర్తిగా నల్లని శరీరంలో గమనించబడుతుంది.

కాంతి యొక్క లక్షణాలు

మానవ కన్ను ఆత్మాశ్రయంగా విద్యుదయస్కాంత వికిరణాన్ని రంగుగా గ్రహిస్తుంది. కాబట్టి, కాంతి తెలుపు, పసుపు, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ రంగులను ఇస్తుంది. ఇది రేడియేషన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీతో అనుబంధించబడిన దృశ్య సంచలనం మాత్రమే, ఇది వర్ణపటమైనా లేదా కూర్పులో ఏకవర్ణమైనా. ఫోటాన్లు శూన్యంలో కూడా ప్రచారం చేయగలవని నిరూపించబడింది. పదార్థం లేనప్పుడు, ప్రవాహ వేగం సెకనుకు 300,000 కి.మీ. ఈ ఆవిష్కరణ 1970ల ప్రారంభంలో తిరిగి జరిగింది.

మీడియా సరిహద్దు వద్ద, కాంతి ప్రవాహం ప్రతిబింబం లేదా వక్రీభవనాన్ని అనుభవిస్తుంది. ఇది ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు, అది పదార్థం ద్వారా చెదరగొట్టబడుతుంది. మాధ్యమం యొక్క ఆప్టికల్ సూచికలు వక్రీభవన సూచిక ద్వారా వర్గీకరించబడతాయని మేము చెప్పగలం, నిష్పత్తికి సమానంవాక్యూమ్ మరియు శోషణలో వేగాలు. ఐసోట్రోపిక్ పదార్ధాలలో, ప్రవాహం యొక్క ప్రచారం దిశపై ఆధారపడి ఉండదు. ఇక్కడ ప్రదర్శించబడింది స్కేలార్ పరిమాణం, అక్షాంశాలు మరియు సమయం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. అనిసోట్రోపిక్ మాధ్యమంలో, ఫోటాన్లు టెన్సర్ రూపంలో కనిపిస్తాయి.

అదనంగా, కాంతిని ధ్రువపరచవచ్చు లేదా కాదు. మొదటి సందర్భంలో, నిర్వచనం యొక్క ప్రధాన పరిమాణం వేవ్ వెక్టర్. ప్రవాహం ధ్రువపరచబడకపోతే, అది యాదృచ్ఛిక దిశలలో నిర్దేశించబడిన కణాల సమితిని కలిగి ఉంటుంది.

కాంతి యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం దాని తీవ్రత. ఇది క్రింది విధంగా నిర్వచించబడింది ఫోటోమెట్రిక్ పరిమాణాలుశక్తి మరియు శక్తి వంటివి.

కాంతి యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాలు

ఫోటాన్లు ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందడమే కాకుండా, దిశను కూడా కలిగి ఉంటాయి. బాహ్య మాధ్యమంతో పరిచయం ఫలితంగా, ప్రవాహం ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనాన్ని అనుభవిస్తుంది. ఇవి కాంతికి రెండు ప్రాథమిక లక్షణాలు. ప్రతిబింబంతో, ప్రతిదీ ఎక్కువ లేదా తక్కువ స్పష్టంగా ఉంటుంది: ఇది పదార్థం యొక్క సాంద్రత మరియు కిరణాల సంభవం యొక్క కోణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అయితే, వక్రీభవనంతో పరిస్థితి చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

ప్రారంభించడానికి, మేము ఒక సాధారణ ఉదాహరణను పరిగణించవచ్చు: మీరు ఒక గడ్డిని నీటిలోకి తగ్గించినట్లయితే, బయటి నుండి అది వంగి మరియు కుదించబడినట్లు కనిపిస్తుంది. ఇది ద్రవ మాధ్యమం మరియు గాలి సరిహద్దులో సంభవించే కాంతి వక్రీభవనం. పదార్థం యొక్క సరిహద్దు గుండా వెళుతున్నప్పుడు కిరణాల పంపిణీ దిశ ద్వారా ఈ ప్రక్రియ నిర్ణయించబడుతుంది.

కాంతి ప్రవాహం మీడియా మధ్య సరిహద్దును తాకినప్పుడు, దాని తరంగదైర్ఘ్యం గణనీయంగా మారుతుంది. అయినప్పటికీ, వ్యాప్తి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ అలాగే ఉంటుంది. పుంజం సరిహద్దుకు ఆర్తోగోనల్ కాకపోతే, తరంగదైర్ఘ్యం మరియు దాని దిశ రెండూ మారతాయి.

కృత్రిమంగా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది పరిశోధన ప్రయోజనాల(మైక్రోస్కోప్‌లు, లెన్సులు, మాగ్నిఫైయర్‌లు). తరంగ లక్షణాలలో మార్పులకు గాజులు కూడా మూలం.

కాంతి వర్గీకరణ

ప్రస్తుతం, కృత్రిమ మరియు మధ్య వ్యత్యాసం ఉంది సహజ కాంతి. ఈ రకాల్లో ప్రతి ఒక్కటి విలక్షణమైన రేడియేషన్ మూలం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

సహజ కాంతి అనేది అస్తవ్యస్తమైన మరియు వేగంగా మారుతున్న దిశతో చార్జ్ చేయబడిన కణాల సమాహారం. ఈ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం వోల్టేజీలలో ఏకాంతర హెచ్చుతగ్గుల వల్ల ఏర్పడుతుంది. TO సహజ వనరులువేడి శరీరాలు, సూర్యుడు, ధ్రువణ వాయువులు ఉన్నాయి.

కృత్రిమ కాంతి క్రింది రకాలుగా వస్తుంది:

1. స్థానిక. ఇది కార్యాలయంలో, వంటగది ప్రాంతం, గోడలు మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించబడుతుంది. అంతర్గత రూపకల్పనలో ఇటువంటి లైటింగ్ ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.
2. జనరల్. ఇది మొత్తం ప్రాంతం యొక్క ఏకరీతి ప్రకాశం. మూలాలు షాన్డిలియర్లు, నేల దీపాలు.
3. కలిపి. ఆదర్శ గది ​​ప్రకాశాన్ని సాధించడానికి మొదటి మరియు రెండవ రకాల మిశ్రమం.
4. ఎమర్జెన్సీ. విద్యుత్తు అంతరాయం సమయంలో ఇది చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. పవర్ చాలా తరచుగా బ్యాటరీల నుండి సరఫరా చేయబడుతుంది.

సూర్యకాంతి

ఈరోజు అది ముఖ్య ఆధారంభూమిపై శక్తి. అని చెప్పడంలో అతిశయోక్తి ఉండదు సూర్యకాంతిఅన్ని ముఖ్యమైన విషయాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇది శక్తిని నిర్వచించే పరిమాణాత్మక స్థిరాంకం.

IN ఎగువ పొరలుభూమి యొక్క వాతావరణం దాదాపు 50% పరారుణ మరియు 10% అతినీలలోహిత వికిరణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి, కనిపించే కాంతి యొక్క పరిమాణాత్మక భాగం 40% మాత్రమే.

సౌర శక్తి సింథటిక్ మరియు ఉపయోగించబడుతుంది సహజ ప్రక్రియలు. ఇందులో కిరణజన్య సంయోగక్రియ, రసాయన రూపాల పరివర్తన, వేడి చేయడం మరియు మరెన్నో ఉన్నాయి. సూర్యునికి ధన్యవాదాలు, మానవత్వం విద్యుత్తును ఉపయోగించగలదు. ప్రతిగా, కాంతి ప్రవాహాలు మేఘాల గుండా వెళితే ప్రత్యక్షంగా లేదా ప్రసరించవచ్చు.

మూడు ప్రధాన చట్టాలు

పురాతన కాలం నుండి, శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేస్తున్నారు రేఖాగణిత ఆప్టిక్స్. నేడు కాంతి యొక్క క్రింది నియమాలు ప్రాథమికమైనవి:

కాంతి యొక్క అవగాహన

మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం ఒక వ్యక్తికి తన కళ్ళతో సంభాషించే సామర్థ్యానికి కృతజ్ఞతలు తెలుపుతుంది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం. రెటీనా గ్రాహకాల ద్వారా కాంతి గ్రహించబడుతుంది, ఇది చార్జ్డ్ కణాల వర్ణపట పరిధిని గుర్తించగలదు మరియు ప్రతిస్పందిస్తుంది.

మానవులకు కంటిలో 2 రకాల ఇంద్రియ కణాలు ఉన్నాయి: శంకువులు మరియు రాడ్లు. మునుపటిది దృష్టి యొక్క యంత్రాంగాన్ని నిర్ణయిస్తుంది పగటిపూటవద్ద ఉన్నతమైన స్థానంలైటింగ్. రాడ్లు రేడియేషన్‌కు ఎక్కువ సున్నితంగా ఉంటాయి. వారు ఒక వ్యక్తిని రాత్రిపూట చూడటానికి అనుమతిస్తారు.

కాంతి యొక్క విజువల్ షేడ్స్ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు దాని దిశ ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.

కాంతి స్వభావం మరియు లక్షణాల గురించి సాధారణ సమాచారం.

నిర్వచనం: ఆప్టిక్స్ - భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక శాఖ, దీనిలో కాంతి స్వభావం, కాంతి దృగ్విషయాల నియమాలు మరియు పదార్థంతో కాంతి పరస్పర చర్య యొక్క ప్రక్రియలు అధ్యయనం చేయబడతాయి.

ఆప్టిక్స్యొక్క సిద్ధాంతం అని కూడా పిలుస్తారు భౌతిక దృగ్విషయాలుచిన్న విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రచారంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఆప్టికల్ స్పెక్ట్రం పరిధి(ఇన్‌ఫ్రారెడ్, కనిపించే మరియు అతినీలలోహిత కిరణాలు) తరంగదైర్ఘ్యం ప్రాంతాన్ని ~10 -4 మీ నుండి ~10 -8 మీ వరకు కవర్ చేస్తుంది.

పరిధుల సరిహద్దులు చాలా ఏకపక్షంగా ఉన్నాయని గుర్తుంచుకోవాలి.

ఆప్టికల్‌కి దగ్గరగా ఉన్న పరిధులలో తరంగదైర్ఘ్యాలను కొలవడానికి: IR; UV, X- రే - కింది కొలత యూనిట్లు ఉపయోగించబడతాయి:

1µm=10 -6 మీ;

కనిపించే కాంతి: lc =7800A=780nm;

l f =4000A=400nm.

2.5 శతాబ్దాల కాలంలో, కాంతి స్వభావం గురించిన ఆలోచనలు చాలా ముఖ్యమైన మార్పులకు గురయ్యాయి. 17వ శతాబ్దం చివరిలో. కాంతి స్వభావం గురించి రెండు ప్రాథమికంగా భిన్నమైన సిద్ధాంతాలు ఉద్భవించాయి:

న్యూటన్[a] (1672) చే అభివృద్ధి చేయబడిన కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం

తరంగ సిద్ధాంతాన్ని హ్యూజెన్స్[b] మరియు హుక్[c] అభివృద్ధి చేశారు.

కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, కాంతి అనేది మూలం నుండి అధిక వేగంతో ఎగురుతున్న పదార్థ కణాల (కార్పస్కిల్స్) ప్రవాహం.

తరంగ సిద్ధాంతం ప్రకారం, కాంతి అనేది కాంతి మూలం నుండి వెలువడే తరంగం మరియు "వరల్డ్ ఈథర్" అని పిలవబడే దానిలో అధిక వేగంతో వ్యాపిస్తుంది - ఇది మొత్తం విశ్వాన్ని నిరంతరం నింపే స్థిరమైన సాగే మాధ్యమం.

18వ శతాబ్దం చివరి వరకు. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలలో అత్యధికులు న్యూటన్ యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతాన్ని ఇష్టపడతారు ( బేస్- ఒక సజాతీయ మాధ్యమంలో కాంతి ప్రచారం యొక్క సరళత మరియు కాంతి పుంజం ప్రచారం యొక్క స్వాతంత్ర్యం).

19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో. యంగ్[డి] (1801) మరియు ఫ్రెస్నెల్ [ఇ] (1815) పరిశోధనలకు ధన్యవాదాలు, తరంగ సిద్ధాంతం గణనీయంగా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు మెరుగుపరచబడింది. ఇది హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

హ్యూజెన్స్ ప్రకారం: తరంగం చేరుకున్న మాధ్యమంలోని ప్రతి బిందువు ద్వితీయ తరంగాల మూలంగా మారుతుంది. (ఈ వివరణలో, ద్వితీయ తరంగాల వ్యాప్తి లేదా వేవ్ ఫ్రంట్ వెంట తీవ్రత పంపిణీ గురించి మాట్లాడటం అసాధ్యం). హ్యూజెన్స్ సూత్రం దాని అసలు సూత్రీకరణలో వేవ్ ఆప్టిక్స్‌కు ఆధారం కాదు.

ఫ్రెస్నెల్ చేరిక: ద్వితీయ తరంగాల జోక్యంపై నిబంధన.

హ్యూజెన్స్-యంగ్-ఫ్రెస్నెల్ తరంగ సిద్ధాంతం ఆ సమయంలో తెలిసిన దాదాపు అన్ని కాంతి దృగ్విషయాలను విజయవంతంగా వివరించింది, వీటిలో జోక్యం, విక్షేపం మరియు కాంతి ధ్రువణతతో సహా, విశ్వవ్యాప్త గుర్తింపు పొందింది మరియు న్యూటన్ యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం తిరస్కరించబడింది.

తరంగ సిద్ధాంతం యొక్క బలహీనమైన అంశం ఊహాత్మక "వరల్డ్ ఈథర్". అయితే, 19వ శతాబ్దపు 60వ దశకంలో, మాక్స్వెల్[f] ఏకీకృత విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేసినప్పుడు, కాంతి తరంగాల ప్రత్యేక వాహకంగా "వరల్డ్ ఈథర్" అవసరం అదృశ్యమైంది. కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు అని తేలింది, దీని క్యారియర్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం. కనిపించే కాంతి l=0.77 µm నుండి l=0.38 µm వరకు విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది అణువులు మరియు అణువులను రూపొందించే చార్జ్‌ల కంపనాల ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. అందువలన, కాంతి స్వభావం గురించిన తరంగ సిద్ధాంతం కాంతి యొక్క విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతంగా పరిణామం చెందింది.

కాంతి విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం యొక్క ప్రయోగాత్మక సాక్ష్యం:

1) Fizeau[g] (1849), Foucault[h] (1850), Michelson[i] (1881) Þ ప్రయోగాలు ఫలితంగా కాంతి వేగం యొక్క ప్రయోగాత్మక విలువ వేగం యొక్క సైద్ధాంతిక విలువతో సమానంగా ఉంటుంది విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం మాక్స్వెల్ నుండి పొందిన విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రచారం.

2) P.N ద్వారా ప్రయోగాలు లేబెదేవ్ [j] (1899) కాంతి పీడనాన్ని కొలిచేందుకు.

కాంతి యొక్క తరంగ (విద్యుదయస్కాంత) స్వభావం యొక్క ఆలోచన 19 వ శతాబ్దం చివరి వరకు అస్థిరంగా ఉంది. ఈ సమయానికి, ఈ ఆలోచనలకు అనుగుణంగా లేని మరియు వాటికి విరుద్ధంగా ఉన్న చాలా విస్తృతమైన విషయాలు సేకరించబడ్డాయి. ఇది డేటా:

1) రసాయన మూలకాల యొక్క కాంతి వర్ణపటం గురించి;

2) బ్లాక్ బాడీ యొక్క థర్మల్ రేడియేషన్ స్పెక్ట్రంలో శక్తి పంపిణీపై;

3) ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మొదలైన వాటి గురించి.

వైరుధ్యాన్ని తొలగించడానికి, విద్యుదయస్కాంత శక్తి యొక్క రేడియేషన్, ప్రచారం మరియు శోషణ అని భావించబడింది వివిక్తపాత్ర, అనగా. కాంతిని విడుదల చేయడం, పంపిణీ చేయడం మరియు గ్రహించడం నిరంతరంగా కాకుండా (వేవ్ సిద్ధాంతం నుండి అనుసరించిన విధంగా), కానీ భాగాలలో ( క్వాంటా).

ఈ ఊహ ఆధారంగా, 1900లో జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త M. ప్లాంక్[k]. విద్యుదయస్కాంత ప్రక్రియల క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని మరియు ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్‌ను సృష్టించారు [ఎల్] 1905లో అభివృద్ధి చేశారు కాంతి యొక్క క్వాంటం సిద్ధాంతం, దీని ప్రకారం కాంతి కాంతి కణాల ప్రవాహం - ఫోటాన్లు. అందువలన, 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, కాంతి స్వభావం గురించి ఒక కొత్త సిద్ధాంతం ఉద్భవించింది - క్వాంటం సిద్ధాంతం, పునరుజ్జీవనం, ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో, న్యూటన్ యొక్క కార్పస్కులర్ సిద్ధాంతం. అయినప్పటికీ, ఫోటాన్లు సాధారణ పదార్థ కణాల నుండి గణనీయంగా (గుణాత్మకంగా) భిన్నంగా ఉంటాయి: అన్ని ఫోటాన్లు కాంతి వేగానికి సమానమైన వేగంతో కదులుతాయి, అయితే పరిమిత ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి (ఫోటాన్ యొక్క "మిగిలిన ద్రవ్యరాశి" సున్నా).

కాంతి యొక్క క్వాంటం సిద్ధాంతం యొక్క మరింత అభివృద్ధిలో ముఖ్యమైన పాత్రను బోర్[m] (1913), ష్రోడింగర్[n] (1925), డిరాక్[o] (1930), ఫేన్మాన్ ప్రదర్శించిన పరమాణు మరియు పరమాణు స్పెక్ట్రా యొక్క సైద్ధాంతిక అధ్యయనాలు పోషించాయి. [p] (1949), V .A. ఫాక్[q] (1957).

ఆధునిక అభిప్రాయాల ప్రకారం, కాంతి అనేది ఒక సంక్లిష్టమైన విద్యుదయస్కాంత ప్రక్రియ, ఇది వేవ్ మరియు కార్పస్కులర్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

కొన్ని దృగ్విషయాలలో (జోక్యం, విక్షేపం, కాంతి ధ్రువణత) కాంతి యొక్క తరంగ లక్షణాలు వెల్లడి చేయబడతాయి; ఈ దృగ్విషయాలు తరంగ సిద్ధాంతం ద్వారా వివరించబడ్డాయి. ఇతర దృగ్విషయాలలో (ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్, ల్యుమినిసెన్స్, అటామిక్ మరియు మాలిక్యులర్ స్పెక్ట్రా) కాంతి యొక్క కార్పస్కులర్ లక్షణాలు వెల్లడి చేయబడతాయి; అటువంటి దృగ్విషయాలు క్వాంటం సిద్ధాంతం ద్వారా వివరించబడ్డాయి. అందువలన, వేవ్ (విద్యుదయస్కాంత) మరియు కార్పస్కులర్ (క్వాంటం) సిద్ధాంతాలు తిరస్కరించవు, కానీ ఒకదానికొకటి సంపూర్ణంగా ఉంటాయి, తద్వారా ప్రతిబింబిస్తాయి కాంతి లక్షణాల యొక్క ద్వంద్వ స్వభావం. ఇక్కడ మనం వ్యతిరేకత యొక్క మాండలిక ఐక్యతకు స్పష్టమైన ఉదాహరణను ఎదుర్కొంటాము: కాంతి ఒక తరంగం మరియు కణం.

అటువంటిది నొక్కి చెప్పడం సముచితం ద్వంద్వవాదంకాంతిలో మాత్రమే కాకుండా, పదార్ధాల మైక్రోపార్టికల్స్‌లో కూడా అంతర్లీనంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, ఒక ఎలక్ట్రాన్, దీనిని మనం సాధారణంగా ఒక కణంగా పరిగణిస్తాము, కానీ కొన్ని దృగ్విషయాలలో అది ఒక తరంగాన్ని వెల్లడిస్తుంది.

మొదటి చూపులో, కాంతి స్వభావంపై రెండు దృక్కోణాలు: వేవ్ (విద్యుదయస్కాంత) మరియు క్వాంటం (కార్పస్కులర్) పరస్పరం ప్రత్యేకమైనవి. తరంగాలు మరియు కణాల యొక్క అనేక లక్షణాలు వాస్తవానికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, కదిలే కణాలు (ఫోటాన్లు) అంతరిక్షంలో కొన్ని పాయింట్ల వద్ద ఉన్నాయి మరియు ప్రచారం చేసే తరంగాన్ని అంతరిక్షంలో "స్మెర్డ్" గా పరిగణించాలి మరియు ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో వేవ్ యొక్క స్థానం గురించి మాట్లాడలేరు.

ఒకవైపు కాంతికి తరంగ లక్షణాలను ఆపాదించాల్సిన అవసరం, మరోవైపు క్వాంటం మరియు కార్పస్కులర్ లక్షణాలు, కాంతి స్వభావం గురించి మన ఆలోచనల అసంపూర్ణత యొక్క ముద్రను సృష్టిస్తుంది. కాంతి స్వభావం యొక్క ద్వంద్వత్వం కృత్రిమమైనది అనే ఆలోచన కూడా పుడుతుంది. అయితే, ఆప్టిక్స్ అభివృద్ధి, మొత్తం ఆప్టికల్ దృగ్విషయాలుకాంతి తరంగం యొక్క విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క కొనసాగింపు లక్షణాలు లక్షణం అని చూపించింది వ్యతిరేకించకూడదుఫోటాన్ల యొక్క విచక్షణ (నిలిపివేయడం) లక్షణం.

కాంతి, మేము ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, ద్వంద్వ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మరియు ఈ స్వభావం, ప్రత్యేకించి, దాని వ్యక్తీకరణను కనుగొంటుంది, ఉదాహరణకు, ఫోటాన్ల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలను నిర్ణయించే సూత్రాలలో మేము తరువాత చూపుతాము: శక్తి; ప్రేరణ ; ద్రవ్యరాశి. ఆ. ఫోటాన్ల యొక్క కార్పస్కులర్ లక్షణాలు కాంతి యొక్క తరంగ లక్షణానికి సంబంధించినవి - దాని ఫ్రీక్వెన్సీ: ; [n]=c -1 ;

కాంతి యొక్క ద్వంద్వ, విరుద్ధమైన లక్షణాలు యొక్క అభివ్యక్తిలో ఉంది ముఖ్యమైన నమూనా. లాంగ్-వేవ్ రేడియేషన్ (ఉదాహరణకు, IR రేడియేషన్) క్వాంటం లక్షణాలను తక్కువ స్థాయిలో ప్రదర్శిస్తుంది మరియు తరంగ లక్షణాల ద్వారా ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తుంది. పెద్ద సమూహంఆప్టికల్ దృగ్విషయాలు తరంగ భావనల ఆధారంగా వివరించబడ్డాయి, అనగా వేవ్ ఆప్టిక్స్‌లో.

అయినప్పటికీ, మీరు తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాల వైపు విద్యుదయస్కాంత తరంగాల స్కేల్‌తో కదులుతున్నట్లయితే, కాంతి యొక్క తరంగ లక్షణాలు తక్కువ మరియు తక్కువగా కనిపిస్తాయి, ఇది మరింత స్పష్టంగా వ్యక్తీకరించబడిన క్వాంటం లక్షణాలకు దారి తీస్తుంది. (ఇది ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ఎరుపు పరిమితి యొక్క చట్టం నుండి, ఉదాహరణకు, చూడవచ్చు). ముఖ్యంగా, షార్ట్-వేవ్ యొక్క తరంగ స్వభావం ఎక్స్-రే రేడియేషన్ఉపయోగించినప్పుడు మాత్రమే కనుగొనబడింది డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ క్రిస్టల్ నిర్మాణంఘనపదార్థాలు

కాంతి యొక్క వేవ్ మరియు క్వాంటం లక్షణాలు పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. అపారదర్శక స్క్రీన్‌లో (Fig. 1) చీలిక గుండా కాంతి ప్రయాణిస్తున్న ఉదాహరణను ఉపయోగించి ఈ కనెక్షన్‌ను పరిశీలిద్దాం. ఏకవర్ణ కాంతి యొక్క సమతల-సమాంతర పుంజం Y అక్షం వెంట చీలిక AB గుండా వెళుతుంది.

కాంతి యొక్క ద్వంద్వ స్వభావం యొక్క దృక్కోణం నుండి, దీని అర్థం కణాల ప్రవాహం - ఫోటాన్లు మరియు విద్యుదయస్కాంత తరంగం - ఏకకాలంలో చీలిక గుండా వెళుతుంది.

ఎల్‌ఈడీ స్క్రీన్‌పై డిఫ్రాక్షన్ ప్యాటర్న్ కనిపించడం తెలిసిందే. స్క్రీన్ యొక్క ప్రతి బిందువు వద్ద ఇల్యూమినేషన్ E ఈ సమయంలో కాంతి తీవ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది (అంజీర్. 1 చూడండి, ఇక్కడ స్క్రీన్ అంతటా కాంతి తీవ్రత పంపిణీ కుడివైపు చూపబడుతుంది). కాంతి తరంగం యొక్క వ్యాప్తి A యొక్క వర్గానికి కాంతి తీవ్రత అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని కూడా తెలుసు. Þ .

తో క్వాంటం డాట్దృష్టి పరంగా, స్క్రీన్‌పై విక్షేపణ నమూనా ఏర్పడటం అంటే, కాంతి చీలిక గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఫోటాన్‌లు అంతరిక్షంలో పునఃపంపిణీ చేయబడతాయి. వివిధ పాయింట్లుస్క్రీన్ హిట్స్ వివిధ సంఖ్యఫోటాన్లు. స్క్రీన్ యొక్క ప్రతి బిందువు వద్ద ఇల్యూమినేషన్ E అనేది యూనిట్ సమయానికి పడే ఫోటాన్‌ల మొత్తం శక్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది ఈ పాయింట్. మరియు ఈ శక్తి n 0కి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఇక్కడ n 0 అనేది ఈ శక్తిని అందించిన ఫోటాన్‌ల సంఖ్య. Þ .

చాలా బలహీనమైన కాంతి ప్రవాహం ఒక చీలికపై పడే పరిస్థితిని ఊహించుకుందాం మరియు పరిమితిలో, అది చాలా బలహీనంగా ఉంటుంది పెద్ద సంఖ్యలోప్రత్యామ్నాయంగా ఎగిరే ఫోటాన్లు. ప్రతి ఫోటాన్ స్క్రీన్‌పై తాకే పాయింట్ వద్ద తప్పనిసరిగా వ్యక్తమవుతుంది. అయినప్పటికీ, ప్రయోగాలు తీవ్రత తగ్గడంతో కూడా చూపుతాయి ప్రకాశించే ధార, డిఫ్రాక్షన్ నమూనా మారదు.

నిజమైన ప్రయోగంలో, ప్రత్యామ్నాయంగా ఎగిరే ఫోటాన్‌లతో కూడిన లైట్ ఫ్లక్స్‌ను సృష్టించడం అసాధ్యం. ప్రయోగంతో పోల్చడం గురించి మాట్లాడటానికి, ఫోటాన్‌తో చేసిన ప్రయోగం తెరపై కొంత పాయింట్‌ను తాకినట్లు ఊహించడం అవసరం. అనేక సార్లు పునరావృతం. అటువంటి ప్రతి ప్రయోగంలో, ఒక ఫోటాన్ నిర్దిష్ట సంభావ్యతఒక పాయింట్ లేదా మరొకటి కొట్టవచ్చు. పరిశీలనలు నిర్వహిస్తే చాలా కాలం, అప్పుడు చాలా పెద్ద సంఖ్యలో ఫోటాన్‌లతో కూడిన లైట్ ఫ్లక్స్ ఏకకాలంలో గుండా వెళితే ఫలితం ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

ఇప్పుడు ప్రకాశం కోసం రెండు వ్యక్తీకరణలను సరిపోల్చండి. ఇది వారి నుండి అనుసరిస్తుంది, . ఆ. అంతరిక్షంలో ఏ బిందువు వద్దనైనా కాంతి తరంగ వ్యాప్తి యొక్క చతురస్రం ఆ బిందువును తాకే ఫోటాన్‌ల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. లేదా మరో మాటలో చెప్పాలంటే: అంతరిక్షంలో ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద కాంతి తరంగం యొక్క వ్యాప్తి యొక్క వర్గాన్ని ఫోటాన్లు ఇచ్చిన బిందువును కొట్టే సంభావ్యత యొక్క కొలత.

అందువలన, కాంతి యొక్క వేవ్ మరియు క్వాంటం లక్షణాలు మినహాయించవు, కానీ, విరుద్దంగా, ఒకదానికొకటి సంపూర్ణంగా ఉంటాయి. వారు కాంతి యొక్క ప్రచారం మరియు పదార్థంతో దాని పరస్పర చర్య యొక్క నిజమైన చట్టాలను వ్యక్తీకరిస్తారు.

చెప్పబడిన అన్నింటి నుండి, తరంగ లక్షణాలు పెద్ద సంఖ్యలో ఏకకాలంలో ఎగిరే ఫోటాన్‌ల సేకరణకు మాత్రమే అంతర్లీనంగా ఉన్నాయని ఇది అనుసరిస్తుంది. ప్రతి వ్యక్తి ఫోటాన్ తరంగ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. వేవ్ లక్షణాలుఫోటాన్లు వాటి కోసం ఖచ్చితంగా సూచించడం అసాధ్యం అనే వాస్తవంలో వ్యక్తమవుతాయి ఏదిచీలిక (Fig. 1) గుండా వెళ్ళిన తర్వాత అది స్క్రీన్ పాయింట్‌కి చేరుకుంటుంది. గురించి మాత్రమే మాట్లాడగలం సంభావ్యతలుహిట్స్ ప్రతి ఫోటాన్తెరపై ఏదో ఒక సమయంలో.

వేవ్ మరియు మధ్య సంబంధం యొక్క ఈ వివరణ క్వాంటం లక్షణాలుకాంతి ఐన్స్టీన్చే ప్రతిపాదించబడింది. అది ఆడింది అత్యుత్తమ పాత్రఅభివృద్ధిలో ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం, అభివృద్ధి అయినప్పటికీ సింగిల్కాంతి యొక్క ద్వంద్వ కార్పస్కులర్-వేవ్ స్వభావాన్ని ప్రతిబింబించే కాంతి స్వభావం గురించిన సిద్ధాంతాలు ఇంకా పూర్తి కాలేదు.

వేవ్ ఆప్టిక్స్ దృక్కోణం నుండి పూర్తిగా వివరించగల ఆప్టికల్ దృగ్విషయాల సమూహాన్ని మేము ఇప్పుడు పరిగణించడం ప్రారంభిస్తాము.