Yorug'likning turli effektlari

Yorug'lik shovqini

Yorug'lik interferensiyasi - bu ikki yoki undan ortiq yorug'lik to'lqinlari intensivligining chiziqli bo'lmagan qo'shilishi. Bu hodisa intensivlik maksimal va minimal kosmosda almashinishi bilan birga keladi. Uning taqsimlanishi interferentsiya naqsh deb ataladi. Interferensiya hodisasi birinchi marta mustaqil ravishda Robert Boyl (1627-1691) va Robert Guk (1635-1703) tomonidan kashf etilgan. Ular suv yuzasida yog 'yoki benzin dog'lariga o'xshash ko'p rangli yupqa plyonkalar (interferentsiya qirralari) paydo bo'lishini kuzatdilar. 1801 yilda Tomas Yang (1773-1829) "Superpozitsiya printsipi" ni kiritib, birinchi bo'lib yorug'lik interferensiyasi fenomenini tushuntirdi, "interferentsiya" atamasini kiritdi (1803) va yupqa plyonkalarning "rangliligi" ni tushuntirdi. Shuningdek, u yorug'likning interferensiyasini kuzatish, ikkita tirqishli yorug'lik manbalaridan interferentsiya olish bo'yicha birinchi ko'rgazmali tajribani amalga oshirdi (1802); keyinchalik Jungning tajribasi klassikaga aylandi.

Yorug'lik interferensiyasi energiyaning kosmosda qayta taqsimlanishi hodisasidir.

Rasm. 4.7. Yorug'likning aralashuvi - Young tajribasi

Foton (boshqa yunoncha ph ῶ s , Pad jinsidan. phōtōs, " yorug'lik") - elementar zarracha, elektromagnit nurlanish kvanti (tor ma'noda - yorug'lik). Bu faqat yorug'lik tezligida harakat qilish orqali mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan massasiz zarracha. Fotonning elektr zaryadi ham nolga teng. Foton faqat ikkita spin holatda bo'lishi mumkin, bunda harakat yo'nalishi bo'yicha spin proyeksiyasi (spirallik) ±1. Klassik elektrodinamikadagi bu xususiyat elektromagnit to'lqinning dumaloq o'ng va chap polarizatsiyasiga mos keladi. Foton kvant zarrasi sifatida korpuskulyar-to'lqinli dualizm bilan ajralib turadi, u bir vaqtning o'zida zarracha va to'lqin xususiyatlarini namoyon qiladi. Fotonlar g bilan belgilanadi , shuning uchun ular ko'pincha gamma kvantlar (ayniqsa, yuqori energiyali fotonlar) deb ataladi; bu atamalar deyarli sinonimdir. Standart model nuqtai nazaridan, foton o'lchovli bozondir. Virtual fotonlar elektromagnit o'zaro ta'sirning tashuvchisi bo'lib, shu bilan, masalan, ikkita elektr zaryadi o'rtasidagi o'zaro ta'sirni ta'minlaydi.

Korpuskulyar-to'lqinli dualizm va noaniqlik printsipi. Foton korpuskulyar-to'lqinli dualizm bilan tavsiflanadi. Bir tomondan, to'siqlarning xarakterli o'lchamlari fotonning to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan bo'lsa, foton diffraktsiya va interferentsiya hodisalarida elektromagnit to'lqinning xususiyatlarini ko'rsatadi. Masalan, qo'sh tirqish orqali o'tadigan chastotasi n bo'lgan yagona fotonlar ketma-ketligi ekranda Maksvell tenglamalari bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan interferentsiya naqshini hosil qiladi. Shunga qaramay, tajribalar shuni ko'rsatadiki, fotonlar foton to'lqin uzunligidan (masalan, atomlar) kichikroq o'lchamlarga ega bo'lgan ob'ektlar tomonidan chiqariladi va butunlay so'riladi yoki umuman olganda, nuqtaga o'xshash (masalan, elektronlar) deb hisoblanishi mumkin. Shunday qilib, emissiya va yutilish jarayonlarida fotonlar nuqtaga o'xshash zarrachalar kabi harakat qiladi. Shu bilan birga, bu tavsif etarli emas; Fotonning traektoriyasi elektromagnit maydon tomonidan ehtimollik bilan berilgan nuqta zarrasi sifatidagi g'oya, chigal foton holatlari bilan korrelyatsiya tajribalari bilan rad etiladi.

Moddadagi fotonlar. Yorug'lik shaffof muhitda vakuumdagi yorug'lik tezligidan kamroq tezlikda tarqaladi. Masalan, radiatsiya qiluvchi quyosh yadrosidan yo'lda ko'plab to'qnashuvlarni boshdan kechiradigan fotonlar Quyosh yuzasiga etib borishi uchun taxminan bir million yil kerak bo'ladi. Biroq, koinotda harakatlanayotgan bir xil fotonlar Yerga atigi 8,3 daqiqada etib boradi. Yorug'lik tezligining pasayishini tavsiflovchi qiymat moddaning sinishi indeksi deb ataladi.

Klassik nuqtai nazardan sekinlashuvni quyidagicha izohlash mumkin. Yorug'lik to'lqinining elektr maydon kuchi ta'sirida muhit atomlarining valentlik elektronlari majburiy garmonik tebranishlarni amalga oshira boshlaydi. Tebranuvchi elektronlar ma'lum bir kechikish bilan tushayotgan yorug'lik bilan bir xil chastota va intensivlikdagi ikkilamchi to'lqinlarni chiqara boshlaydi, ular dastlabki to'lqinga aralashib, uni sekinlashtiradi. Korpuskulyar modelda sekinlashuvni fotonlarni materiyadagi kvant buzilishlari (fononlar va eksitonlar kabi kvazizarralar) bilan aralashtirish orqali qutb hosil qilish orqali tasvirlash mumkin. Bunday polariton nolga teng bo'lmagan samarali massaga ega, shuning uchun u endi yorug'lik tezligida harakat qila olmaydi. Fotonlarning boshqa kvazizarralar bilan oʻzaro taʼsirini toʻgʻridan-toʻgʻri Raman effektida va Mandelstam-Brillyuen sochilishida kuzatish mumkin.

Xuddi shunday, fotonlarni ham materiyada ham doimo yorug‘lik tezligida harakatlanuvchi, lekin tezligini emas, balki to‘lqin uzunligini va impulslarini o‘zgartiruvchi atomlar bilan o‘zaro ta’siri tufayli faza siljishi (kechikish yoki oldinga siljish)ni boshdan kechirayotgan zarrachalar deb qarash mumkin. Ushbu fotonlardan tashkil topgan to'lqin paketlari yorug'lik tezligidan kamroq tezlikda harakat qiladi. Shu nuqtai nazardan qaraganda, fotonlar go'yo "yalang'och" bo'lib, shuning uchun ular atomlar tomonidan tarqalib ketgan va ularning fazalari o'zgaradi. Holbuki, oldingi paragrafda tasvirlangan nuqtai nazardan, fotonlar materiya bilan o'zaro ta'sir qilish orqali "kiyingan" va tarqalmasdan va fazalar siljishisiz, lekin past tezlikda harakatlanadi.

Chastotaga qarab yorug'lik materiya bo'ylab turli tezliklarda tarqaladi. Optikadagi bu hodisa dispersiya deb ataladi. Muayyan sharoitlar yaratilganda, moddada yorug'likning tarqalish tezligi juda kichik bo'lishiga erishish mumkin ("sekin yorug'lik" deb ataladi). Usulning mohiyati shundan iboratki, elektromagnit induktsiyalangan shaffoflik ta'siridan foydalanib, uning yutilish spektrida juda tor chuqurlikka ega bo'lgan muhitni olish mumkin. Bunday holda, sindirish ko'rsatkichining o'ta keskin o'zgarishi ushbu chuqurlik hududida kuzatiladi. Ya'ni, bu bo'limda muhitning ulkan dispersiyasi (normal spektral bog'liqlik bilan - chastotani oshirish yo'nalishi bo'yicha sinishi indeksining oshishi) va uning nurlanish uchun shaffofligi birlashtirilgan. Bu yorug'likning guruh tezligini sezilarli darajada kamaytirishni ta'minlaydi (ma'lum sharoitlarda 0,091 mm / s gacha).

Fotonlar yadrolar, atomlar yoki molekulalar tomonidan ham so'rilishi mumkin, bu ularning energiya holatlari o'rtasida o'tishni keltirib chiqaradi. Klassik misol, 1958 yilda amerikalik biokimyogar Nobel mukofoti laureati Jorj Uold tomonidan asos solingan retinolning (A vitamini) hosilasi bo'lgan retinalni o'z ichiga olgan rodopsinning retinal tayoqchalarining vizual pigmenti tomonidan fotonlarning so'rilishini ko'rsatadi. va uning hamkasblari. Fotonning rodopsin molekulasi tomonidan yutilishi retinaning transizomerizatsiya reaktsiyasini keltirib chiqaradi, bu esa rodopsinning parchalanishiga olib keladi. Shunday qilib, boshqa fiziologik jarayonlar bilan birgalikda fotonning energiyasi nerv impulsi energiyasiga aylanadi. Fotonning yutilishi hatto xlorning fotodissotsiatsiyasida bo'lgani kabi kimyoviy bog'lanishlarning uzilishiga ham olib kelishi mumkin; bunday jarayonlar fotokimyoning o'rganish ob'ekti hisoblanadi.

Foydalanilgan manbalar ro'yxati
1. Fizik ensiklopedik lug'at. Ed. A.M. Proxorov. - M.: Sovet Entsiklopediyasi . 1983 yil.

2. Fizikadan boshlang’ich sinf darsligi. Ed. akad. G.S. Landsberg. 3-jild. - M .: Fan. Fizika-matematika adabiyotining asosiy nashri. 1986 yil.

. Bolalar uchun ensiklopediya. Fizika. Ed. V.A. Volodin. 1-jild. - M .: Avanta +. 2002 yil.

. http://en.wikipedia.org _

. http://www.fizika9kl.pm298.ru

6.