ელექტრომაგნიტური ტალღების სიხშირეების ერთობლიობას, რომელიც იმყოფება ნებისმიერი სხეულის გამოსხივებაში, ეწოდება ემისიის სპექტრი.

სპექტრები არის მყარი, განაგებდადა ზოლიანი.

უწყვეტი სპექტრებიმიეცით ყველა ნივთიერება, რომელიც მყარ ან თხევად მდგომარეობაშია. უწყვეტი სპექტრი შეიცავს ხილული სინათლის ყველა სიხშირის ტალღებს და, შესაბამისად, ჰგავს ფერად ზოლს გლუვი გადასვლით ერთი ფერიდან მეორეზე ამ თანმიმდევრობით: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო და იისფერი ("ყველა მონადირეს სურს იცოდე სად ზის ხოხობი" ).

ხაზის სპექტრამიეცით ყველა ნივთიერება აირისებრ ატომურ მდგომარეობაში. ყველა ნივთიერების იზოლირებული ატომები ასხივებენ მხოლოდ მათთვის დამახასიათებელ საკმაოდ განსაზღვრული სიხშირის ტალღების ერთობლიობას. როგორც თითოეულ ადამიანს აქვს საკუთარი პირადი თითის ანაბეჭდები, ასევე მოცემული ნივთიერების ატომს აქვს თავისი, მხოლოდ მისთვის დამახასიათებელი სპექტრი. ხაზების ემისიის სპექტრები ჰგავს ფერად ხაზებს, რომლებიც გამოყოფილია ხარვეზებით. ხაზის სპექტრის ბუნება აიხსნება იმით, რომ კონკრეტული ნივთიერების ატომებს აქვთ მხოლოდ საკუთარი სტაციონარული მდგომარეობები საკუთარი დამახასიათებელი ენერგიით და, შესაბამისად, ენერგეტიკული დონის წყვილის საკუთარი ნაკრები, რომელიც ატომს შეუძლია შეცვალოს, ე.ი. ატომში ელექტრონს შეუძლია გადავიდეს მხოლოდ ერთი კონკრეტული ორბიტიდან სხვა, კარგად განსაზღვრულ ორბიტებზე მოცემული ქიმიური ნივთიერებისთვის.

ზოლიანი სპექტრაიქმნება მოლეკულები, რომლებიც არ არიან მიბმული ან სუსტად შეკრული ერთმანეთთან. ზოლიანი სპექტრები ჰგავს ხაზოვან სპექტრებს, მხოლოდ ცალკეული ხაზების ნაცვლად შეინიშნება ხაზების ცალკეული სერია, რომელიც აღიქმება როგორც ცალკეული ზოლები, რომლებიც გამოყოფილია მუქი უფსკრულით.

დამახასიათებელია ის, რომ რა სპექტრს ასხივებენ ეს ატომები, იგივე შეიწოვება, ე.ი. ემისიის სპექტრები გამოსხივებული სიხშირეების სიმრავლის მიხედვით ემთხვევა შთანთქმის სპექტრებს. ვინაიდან სხვადასხვა ნივთიერების ატომები შეესაბამება მხოლოდ მათთვის დამახასიათებელ სპექტრებს, არსებობს ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობის დადგენის საშუალება მისი სპექტრების შესწავლით. ამ მეთოდს ე.წ სპექტრალური ანალიზი. სპექტრული ანალიზი გამოიყენება მოპოვების დროს მინერალური მადნების ქიმიური შემადგენლობის დასადგენად, პლანეტარული ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობის დასადგენად; არის ნივთიერების შემადგენლობის მონიტორინგის მთავარი მეთოდი მეტალურგიასა და მანქანათმშენებლობაში.

ალი ასხივებს სინათლეს. მინა შთანთქავს ულტრაიისფერ სხივებს. ჩვეულებრივი ფრაზები, ნაცნობი ცნებები. თუმცა, აქ ტერმინები "გამოსხივება", "შთანთქმა" აღწერს მხოლოდ გარეგნულად, ადვილად დაკვირვებას, ამ პროცესების ფიზიკა პირდაპირ კავშირშია ატომებისა და მატერიის მოლეკულების სტრუქტურასთან.

ატომი არის კვანტური სისტემა, მისი შინაგანი ენერგია ძირითადად არის ელექტრონების ბირთვთან ურთიერთქმედების ენერგია; ამ ენერგიას, კვანტური კანონების მიხედვით, შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ მნიშვნელობები, რომლებიც საკმაოდ განსაზღვრულია ატომების კვანტისა და მდგომარეობისთვის. ამრიგად, ატომის ენერგია არ შეიძლება შეიცვალოს განუწყვეტლივ, მაგრამ მხოლოდ ნახტომებში - ნაწილებში, რომლებიც უდრის ნებისმიერი ორი დაშვებული ენერგიის მნიშვნელობის სხვაობას.

კვანტური სისტემა (ატომი, მოლეკულა), რომელიც იღებს ენერგიის ნაწილს გარედან, აღგზნებულია, ე.ი. გადადის ერთი ენერგეტიკული დონიდან მეორე მაღალ დონეზე. სისტემა არ შეიძლება დარჩეს აღგზნებულ მდგომარეობაში თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში; რაღაც მომენტში, სპონტანური (სპონტანური) საპირისპირო გადასვლა ხდება იმავე ენერგიის განთავისუფლებით. კვანტური გადასვლები შეიძლება იყოს რადიაციულიდა არარადიაციული. პირველ შემთხვევაში, ენერგია შეიწოვება ან გამოიყოფა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ნაწილის სახით, რომლის სიხშირე მკაცრად განისაზღვრება ენერგიის სხვაობით იმ დონეებს შორის, რომელთა შორისაც ხდება გადასვლა. არარადიაციული გადასვლების შემთხვევაში სისტემა იღებს ან გამოსცემს ენერგიას სხვა სისტემებთან (ატომები, მოლეკულები, ელექტრონები) ურთიერთქმედებისას. ამ ორი ტიპის გადასვლების არსებობა აიხსნება იმით. ოპტოაკუსტიკური ბინგერის ეფექტი.

როდესაც დახურულ მოცულობაში გაზი დასხივდება, მოდულირებულია ინფრაწითელი გამოსხივების ნაკადით, აირში ხდება წნევის პულსაცია (დაახლოებით პტიკო-აკუსტიკური ეფექტი). მისი მექანიზმი საკმაოდ მარტივია; ინფრაწითელი გამოსხივების შეწოვა ხდება გაზის მოლეკულების აგზნებით, ხოლო საპირისპირო გადასვლა ხდება არარადიაციულად, ე.ი. მოლეკულების აგზნების ენერგია გარდაიქმნება მათ კინეტიკურ ენერგიად, რაც იწვევს წნევის ცვლილებას.

ეფექტის რაოდენობრივი მახასიათებლები ძალიან მგრძნობიარეა გაზის ნარევის შემადგენლობის მიმართ. ანალიზისთვის ოპტიკურ-აკუსტიკური ეფექტის გამოყენებას ახასიათებს სიმარტივე და საიმედოობა, მაღალი სელექციურობა და კომპონენტების კონცენტრაციების ფართო სპექტრი.

ოპტო-აკუსტიკური ინდიკატორი არის არჩევითი რადიაციული ენერგიის მიმღები, რომელიც შექმნილია გაზის ანალიზისთვის. მოდულირებული გასხივოსნებული ნაკადი ფლუორიტის ფანჯრიდან შემოდის კამერაში შესასწავლ გაზთან ერთად. ნაკადის მოქმედებით იცვლება გაზის წნევა მიკროფონის მემბრანაზე, რის შედეგადაც მიკროფონის წრეში ჩნდება ელექტრული სიგნალები, რაც დამოკიდებულია აირის შემადგენლობაზე.

ოპტო-აკუსტიკური ეფექტი გამოიყენება მოლეკულების აგზნების ხანგრძლივობის გაზომვისას, ტენიანობის და რადიაციული ნაკადების განსაზღვრის რიგ სამუშაოებში. გაითვალისწინეთ, რომ ოპტიკურ-აკუსტიკური ეფექტი შესაძლებელია სითხეებსა და მყარ სხეულებშიც.

თითოეული ნივთიერების ატომებს აქვთ საკუთარი ენერგეტიკული დონის სტრუქტურა, რომელიც თან ახლავს მხოლოდ მათ და, შესაბამისად, იმპულსური გადასვლების სტრუქტურა, რომელიც შეიძლება დარეგისტრირდეს ოპტიკური მეთოდებით (მაგალითად, ფოტოგრაფიულად). ეს გარემოება საფუძვლად უდევს სპექტრულ ანალიზს. ვინაიდან მოლეკულები ასევე წმინდა კვანტური სისტემებია, თითოეული ნივთიერება (ატომების ან მოლეკულების კრებული) ასხივებს და შთანთქავს გარკვეული ენერგიების მხოლოდ კვანტებს ან გარკვეული ტალღის სიგრძის ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას). გარკვეული სპექტრული ხაზების ინტენსივობა პროპორციულია ატომების (მოლეკულების) რაოდენობისა, რომლებიც ასხივებენ (ან შთანთქავენ) სინათლეს. ეს თანაფარდობა ქმნის რაოდენობრივი სპექტრული ანალიზის საფუძველს.

სპექტრალური ანალიზის გამოყენების მაგალითი:

ნარევში ცნობილი აირების კონცენტრაცია იზომება გარკვეული ტალღის სიგრძის ლაზერული წყაროდან გამოსხივების გადაცემით. ნარევში შემავალი თითოეული აირი, რომლის კონცენტრაცია ცნობილია, წინასწარ არის დასხივებული მონოქრომატული გამოსხივებით სხვადასხვა სიგრძის ტალღით და თითოეული აირის შთანთქმის კოეფიციენტი განისაზღვრება თითოეული ტალღის სიგრძისთვის. შემდეგ ამ ტალღის სიგრძეებზე იცვლება საცდელი ნარევის შეწოვა და მიღებული შთანთქმის კოეფიციენტის მნიშვნელობების გამოყენებით განისაზღვრება თითოეული აირის კონცენტრაცია ნარევში. როდესაც გაზომავთ ტალღის სიგრძის შემცველ რადიაციას, ვიდრე კომპონენტებია აირის ნარევში, შეიძლება გამოვლინდეს უცნობი აირების არსებობა.

ატომებისა და მოლეკულებისთვის ემისიის სპექტრები იქნება ხაზოვანი და ზოლიანი, შესაბამისად, და იგივე იქნება შთანთქმის სპექტრისთვის. უწყვეტი სპექტრის მისაღებად აუცილებელია პლაზმის არსებობა, ე.ი. ნივთიერების იონიზებული მდგომარეობა. იონიზაციის დროს ელექტრონები იმყოფებიან ატომის ან მოლეკულის გარეთ და, შესაბამისად, შეიძლება ჰქონდეთ მუდმივად ცვალებადი ენერგია. როდესაც ეს ელექტრონები და იონები რეკომენდირებულია, მიიღება უწყვეტი სპექტრი, რომელშიც ყველა ტალღის სიგრძეა.

აგზნება(შინაგანი ენერგიის მატება) ან ატომების იონიზაცია ხდება სხვადასხვა მიზეზების გავლენით; კერძოდ, ამ პროცესებისთვის ენერგიის მიღება შესაძლებელია სხეულების გაცხელებით. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია აგზნების ენერგია და რაც უფრო მოკლე და მოკლე ტალღები (კვანტები უფრო მაღალი ენერგიით) ასხივებს გაცხელებულ სხეულს. ამიტომ თანდათანობით გაცხელებით ჯერ ჩნდება ინფრაწითელი გამოსხივება (გრძელი ტალღები), შემდეგ წითელი, რომელსაც ტემპერატურის მატებასთან ერთად ემატება ნარინჯისფერი, ყვითელი და ა.შ. საბოლოოდ იღებს სინათლეს.შემდეგი გათბობა იწვევს ულტრაიისფერი კომპონენტის გამოჩენას.

განაცხადის მაგალითები:

თხევადი ლითონის აბაზანის ტემპერატურის უწყვეტი გაზომვის მოწყობილობა შეიცავს გამჭვირვალე მასალისგან დამზადებულ ღეროს მაღალი ტემპერატურისა და კოროზიის წინააღმდეგობის მქონე. ღერო გადის ავზის კედელს და ამ უკანასკნელის შიგნით ჩასმულია ტუტე თავისუფალი ოქსიდის მასაში მაღალი დნობის წერტილით, როგორიცაა ცირკონიუმის ოქსიდი. სატანკოში მდებარე ღეროს ბოლო ემსახურება ფერის პირომეტრს.

რადიაციული და არარადიაციული გადასვლები ინფრაწითელში. ტერიტორიები ხშირად გამოიყენება პროცესებისა და გაგრილებისთვის:

შუშის ფორმირების ხელსაწყო, რომელიც შედგება დაფარული ლითონის კორპუსისგან, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ პროდუქციის სისრულისა და ხარისხის გაუმჯობესების მიზნით, საფარი მზადდება ორ ფენად, შუალედური ფენა დამზადებულია მასალისგან, რომელიც შთანთქავს ახლო ინფრაწითელ ზონას. მაგალითად, გრაფიტი და გარე ფენა დამზადებულია მასალისაგან, რომელიც გამჭვირვალეა სპექტრულ რეგიონებში, მაგალითად, გამჭვირვალე პოლიკრისტალური ალუმინის საფუძველზე;

მყარი ნივთიერებების თბოგამტარობის გაზომვის მეთოდი, მათ შორის, მისი გაგრილების იზოთერმული შეკავება გარემოს მუდმივ ტემპერატურაზე და ტემპერატურის ცვლილებების აღრიცხვა, ხასიათდება იმით, რომ ნაწილობრივ გამჭვირვალე მასალების გასაზომად, შთანთქმის ეტაპზე ნიმუში მოთავსებულია ვაკუუმურ სივრცეში და იზომება სპექტრის დიაპაზონში ნიმუშის ზედაპირის მიერ გამოსხივებული ენერგია.ძლიერი შთანთქმის არეები.

რადიაციული კვანტური გადასვლები შეიძლება მოხდეს არა მხოლოდ სპონტანურად, არამედ იძულებითი გარე გამოსხივების მოქმედებით, რომლის სიხშირე შეესაბამება ამ გადასვლის ენერგიას. გარე ელექტრომაგნიტური ველის (გამოსხივების) მოქმედებით ნივთიერების ატომებისა და მოლეკულების მიერ სინათლის კვანტების გამოყოფას ე.წ. იძულებულიან გამოწვეული ემისია.

სტიმულირებულ ემისიას შორის არსებითი განსხვავებაა ის, რომ ეს არის იძულებითი ემისიის ზუსტი ასლი. ყველა მახასიათებელი ემთხვევა - სიხშირე, პოლარიზაცია, გავრცელების მიმართულება და ფაზა. ამის გამო, სტიმულირებულმა ემისიამ, გარკვეულ პირობებში, შეიძლება გამოიწვიოს გარე რადიაციის გაძლიერება, რომელიც გაიარა ნივთიერებაში, მისი შთანთქმის ნაცვლად. ამიტომ, სხვაგვარად სტიმულირებულ ემისიას ე.წ უარყოფითი შეწოვა.

სტიმულირებული ემისიის წარმოქმნისთვის აუცილებელია ნივთიერებაში აღგზნებული ატომების არსებობა, ე.ი. ატომები უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე. ჩვეულებრივ, ასეთი ატომების ფრაქცია მცირეა. მასში გამავალი რადიაციის გასაძლიერებლად აუცილებელია აღგზნებული ატომების ფრაქცია დიდი იყოს, რათა უფრო მაღალი ენერგიის მქონე დონეები უფრო მჭიდროდ იყოს "დასახლებული" ნაწილაკებით, ვიდრე ქვედა დონეები. მატერიის ამ მდგომარეობას ე.წ სახელმწიფო მოსახლეობის ინვერსიით.

საბჭოთა ფიზიკოსების ფაბრიკანტის, ვუდინსკის და ბუტაევის აღმოჩენა ელექტრომაგნიტური ტალღების გაძლიერების ფენომენებიროდესაც პოპულაციის ინვერსიით მედიუმზე გავლა ფუნდამენტური იყო განვითარებაში ოპტიკური კვანტური გენერატორები (ლაზერები) საუკუნის ყველაზე დიდი გამოგონება.

მატერიის ღერო ხელოვნურად შექმნილი პოპულაციის ინვერსიით, მოთავსებული ორ სარკეს შორის, რომელთაგან ერთი გამჭვირვალეა - ეს არის უმარტივესი ლაზერის სქემატური დიაგრამა.

უკუკავშირის შესაქმნელად საჭიროა ორი სარკის ოპტიკური რეზონატორი: გამოსხივების ნაწილი უბრუნდება სამუშაო სხეულს, რაც იწვევს ფოტონების ახალ ზვავს. ლაზერული გამოსხივება მონოქრომატული და თანმიმდევრულია სტიმულირებული გამოსხივების თვისებების გამო.

ლაზერების გამოყენების სფეროები განისაზღვრება მათი გამოსხივების ძირითადი მახასიათებლებით, როგორიცაა თანმიმდევრულობა, მონოქრომატულობა, ენერგიის მაღალი კონცენტრაცია სხივში და მისი დაბალი დივერგენცია. ლაზერების გამოყენების უკვე ტრადიციული სფეროების გარდა, როგორიცაა სუპერმყარი და ცეცხლგამძლე მასალების დამუშავება, ლაზერული კომუნიკაცია და ლოია მედიცინა და მაღალი ტემპერატურის პლაზმის წარმოება, დაიწყო მათი გამოყენების ახალი საინტერესო სფეროების გამოვლენა.

ბოლო დროს განვითარებული საღებავი ლაზერები უკიდურესად პერსპექტიულია, განსხვავებით ჩვეულებრივი ლაზერებისგან, რაც საშუალებას იძლევა შეუფერხებლად შეცვალოს რადიაციის სიხშირე ფართო დიაპაზონში ინფრაწითელიდან ულტრაიისფერამდე. ასე, მაგალითად, ლაზერის სხივით უნდა გატყდეს, ან პირიქით, მკაცრად განსაზღვრული ბმების შესაქმნელად.

მიმდინარეობს მუშაობა იზოტოპების გამოყოფაზე რეგულირებადი ლაზერების გამოყენებით. ლაზერების სიხშირის შეცვლით, ისინი ახდენენ მას რეზონანსში ერთ-ერთი იზოტოპის გარკვეულ კვანტურ გადასვლასთან და ამით გადააქვთ იზოტოპი აღგზნებულ მდგომარეობაში, რომელშიც ის შეიძლება იონიზდეს და ელექტრული რეაქციების გამოყენებით გამოეყო სხვა იზოტოპები.

და აქ არის ლაზერის წმინდა საგამომგონებლო გამოყენება, როგორც წნევის სენსორი:

წნევის საზომი მოწყობილობა სიხშირით გამომავალი, რომელიც შეიცავს ელასტიური მგრძნობიარე ელემენტს, სავსე გაზით და დაკავშირებულია გამყოფის მეშვეობით გაზომილ გარემოსთან და სიხშირის მრიცხველი, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ გაზომვების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება რეზონატორი. გაზის კვანტური გენერატორის უჯრედი, როგორც ელასტიური მგრძნობიარე ელემენტი.

დასასრულს, უნდა აღინიშნოს, რომ ლაზერები არის მთავარი კვლევის ინსტრუმენტი ფიზიკის ახალ სფეროში - არაწრფივი ოპტიკა, რომელიც თავის გარეგნობას ძლიერ ლაზერებს ევალება

ბორის თეორიამ შესაძლებელი გახადა ხაზოვანი სპექტრების არსებობის ახსნა.

ემისიის (ან შთანთქმის) სპექტრი არის გარკვეული სიხშირის ტალღების ერთობლიობა, რომელსაც ასხივებს (ან შთანთქავს) მოცემული ნივთიერების ატომი.

სპექტრები არის მყარი, ხაზოვანი და ზოლიანი.

უწყვეტი სპექტრები ასხივებენ ყველა ნივთიერებას, რომელიც მყარ ან თხევად მდგომარეობაშია. უწყვეტი სპექტრი შეიცავს ხილული სინათლის ყველა სიხშირის ტალღებს და, შესაბამისად, ჰგავს ფერად ზოლს გლუვი გადასვლით ერთი ფერიდან მეორეზე ამ თანმიმდევრობით: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი და მეწამული (ყველა მონადირეს სურს იცოდეს სად ხოხობი ზის).

ხაზის სპექტრები ასხივებს ყველა ნივთიერებას ატომურ მდგომარეობაში. ყველა ნივთიერების ატომები ასხივებენ ტალღების ერთობლიობას საკმაოდ განსაზღვრული სიხშირეებით, რომლებიც მხოლოდ მათთვისაა დამახასიათებელი. როგორც თითოეულ ადამიანს აქვს საკუთარი პირადი თითის ანაბეჭდები, ასევე მოცემული ნივთიერების ატომს აქვს საკუთარი, დამახასიათებელი სპექტრი მხოლოდ მისთვის. ხაზების ემისიის სპექტრები ჰგავს ფერად ხაზებს, რომლებიც გამოყოფილია ხარვეზებით. ხაზის სპექტრის ბუნება აიხსნება იმით, რომ კონკრეტული ნივთიერების ატომებს აქვთ მხოლოდ საკუთარი სტაციონარული მდგომარეობები საკუთარი დამახასიათებელი ენერგიით და, შესაბამისად, ენერგეტიკული დონის წყვილის საკუთარი ნაკრები, რომელიც ატომს შეუძლია შეცვალოს, ე.ი. ატომში ელექტრონს შეუძლია გადავიდეს მხოლოდ ერთი კონკრეტული ორბიტიდან სხვა, კარგად განსაზღვრულ ორბიტებზე მოცემული ქიმიური ნივთიერებისთვის.

ზოლიანი სპექტრები გამოიყოფა მოლეკულებით. ზოლიანი სპექტრები ჰგავს ხაზოვან სპექტრებს, მხოლოდ ცალკეული ხაზების ნაცვლად შეინიშნება ხაზების ცალკეული სერია, რომელიც აღიქმება როგორც ცალკეული ზოლები. დამახასიათებელია, რომ რომელი სპექტრი გამოიყოფა ამ ატომების მიერ, იგივე შთანთქავს, ანუ ემისიის სპექტრები ემთხვევა შთანთქმის სპექტრებს გამოსხივებული სიხშირეების სიმრავლის მიხედვით. ვინაიდან სხვადასხვა ნივთიერების ატომები შეესაბამება მხოლოდ მათთვის დამახასიათებელ სპექტრებს, არსებობს ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობის დადგენის საშუალება მისი სპექტრების შესწავლით. ამ მეთოდს ეწოდება სპექტრული ანალიზი. სპექტრული ანალიზი გამოიყენება წიაღისეულის საბადოების ქიმიური შემადგენლობის დასადგენად მოპოვებისას, ვარსკვლავების, ატმოსფეროს, პლანეტების ქიმიური შემადგენლობის დასადგენად; არის ნივთიერების შემადგენლობის მონიტორინგის მთავარი მეთოდი მეტალურგიასა და მანქანათმშენებლობაში.
№2 ლაბორატორიული სამუშაო."EMF-ის და დენის წყაროს შიდა წინააღმდეგობის გაზომვა ამმეტრისა და ვოლტმეტრის გამოყენებით".

სამუშაოს მიზანი: გაზომეთ დენის წყაროს EMF და შიდა წინააღმდეგობა ამპერმეტრისა და ვოლტმეტრის გამოყენებით.

საჭირო აღჭურვილობა: დენის წყარო, ამპერმეტრი, ვოლტმეტრი, რიოსტატი, გასაღები, დამაკავშირებელი მავთულები.

ბილეთი 24. ფოტოელექტრული ეფექტი და მისი კანონები. აინშტაინის განტოლება ფოტოელექტრული ეფექტისთვის და პლანკის მუდმივი. ფოტოელექტრული ეფექტის გამოყენება ტექნოლოგიაში.

1900 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა მაქს პლანკმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ სინათლე გამოიყოფა და შეიწოვება ცალკეულ ნაწილებში - კვანტებში (ან ფოტონებში). თითოეული ფოტონის ენერგია განისაზღვრება ფორმულით E = hv, სადაც h არის პლანკის მუდმივი ტოლი, v არის სინათლის სიხშირე. პლანკის ჰიპოთეზამ ახსნა მრავალი ფენომენი: კერძოდ, ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი, რომელიც აღმოაჩინა 1887 წელს გერმანელმა მეცნიერმა ჰაინრიხ ჰერცმა და ექსპერიმენტულად შეისწავლა რუსმა მეცნიერმა ა.გ.სტოლეტოვმა. ფოტოელექტრული ეფექტი არის ნივთიერების მიერ ელექტრონების გამოსხივების ფენომენი სინათლის მოქმედებით.
კვლევის შედეგად დადგინდა ფოტოელექტრული ეფექტის სამი კანონი.
1. გაჯერების დენის სიძლიერე პირდაპირპროპორციულია სხეულის ზედაპირზე სინათლის გამოსხივების ინტენსივობისა.
2. ფოტოელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია წრფივად იზრდება სინათლის სიხშირით და დამოკიდებულია მის ინტენსივობაზე.
3. თუ სინათლის სიხშირე ნაკლებია მოცემული ნივთიერებისთვის განსაზღვრულ გარკვეულ მინიმალურ სიხშირეზე, მაშინ ფოტოელექტრული ეფექტი არ ხდება.
ფოტოდენის დამოკიდებულება ძაბვაზე ნაჩვენებია სურათზე 51.

ფოტოელექტრული ეფექტის თეორია შექმნა გერმანელმა მეცნიერმა ა. აინშტაინმა 1905 წელს. აინშტაინის თეორია ეფუძნება ლითონისგან ელექტრონების მუშაობის ფუნქციის კონცეფციას და კვანტური სინათლის ემისიის კონცეფციას. აინშტაინის თეორიის მიხედვით, ფოტოელექტრული ეფექტს შემდეგი ახსნა აქვს: სინათლის კვანტის შთანთქმით ელექტრონი ენერგიას იძენს. ლითონის დატოვებისას თითოეული ელექტრონის ენერგია მცირდება გარკვეული რაოდენობით, რასაც სამუშაო ფუნქცია (Avy) ეწოდება. სამუშაო ფუნქცია არის სამუშაო, რომელიც საჭიროა ლითონისგან ელექტრონის ამოსაღებად. მაქსიმალური ენერგია

ელექტრონებს გაქცევის შემდეგ (თუ სხვა დანაკარგები არ არის) აქვს ფორმა: . ამ განტოლებას აინშტაინის განტოლებას უწოდებენ.

მოწყობილობებს, რომელთა მოქმედების პრინციპზე დაფუძნებული არის ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი, ეწოდება ფოტოცელი. უმარტივესი ასეთი მოწყობილობაა ვაკუუმური ფოტოცელი. ასეთი ფოტოცელის ნაკლოვანებებია: დაბალი დენი, დაბალი მგრძნობელობა გრძელი ტალღის გამოსხივების მიმართ, წარმოების სირთულე, AC სქემებში გამოყენების შეუძლებლობა. იგი გამოიყენება ფოტომეტრიაში სინათლის ინტენსივობის, სიკაშკაშის, განათების გასაზომად, კინოში ხმის რეპროდუქციისთვის, ფოტოტელეგრაფებსა და ფოტოტელეფონებში, წარმოების პროცესების მართვაში.
არსებობს ნახევარგამტარული ფოტოცელები, რომლებშიც სინათლის გავლენით იცვლება დენის მატარებლების კონცენტრაცია. ისინი გამოიყენება ელექტრული სქემების ავტომატურ კონტროლში (მაგალითად, მეტროს ტურნიკეტებში), ალტერნატიული დენის სქემებში, როგორც საათებში, მიკროკალკულატორებში არა განახლებადი დენის წყაროები, მიმდინარეობს პირველი მზის მანქანების ტესტირება, ისინი გამოიყენება მზის ბატარეებში. დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრები, პლანეტათაშორისი და ორბიტალური ავტომატური სადგურები.
ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი ასოცირდება ფოტოქიმიურ პროცესებთან, რომლებიც ხდება ფოტოგრაფიულ მასალებში სინათლის მოქმედებით.
№2 დავალებაიმპულსის შენარჩუნების კანონის გამოყენება.

130 ტონა მასის დიზელის ლოკომოტივი 2 მ/წმ სიჩქარით უახლოვდება 1170 ტონა მასის სტაციონარულ მატარებელს რა სიჩქარით იმოძრავებს მატარებელი დიზელის ლოკომოტივთან შეერთების შემდეგ?

რეზერფორდის ექსპერიმენტები ალფა ნაწილაკების გაფანტვაზე.ატომის ბირთვული მოდელი.

ცნობილია, რომ სიტყვა "ატომი" ბერძნულად ნიშნავს "განუყოფელს". ინგლისელმა ფიზიკოსმა ჯ.ტომსონმა შეიმუშავა (მე-19 საუკუნის ბოლოს) პირველი „ატომის მოდელი“, რომლის მიხედვითაც ატომი არის დადებითად დამუხტული სფერო, რომლის შიგნითაც ელექტრონები ცურავდნენ. ტომსონის მიერ შემოთავაზებულ მოდელს სჭირდებოდა ექსპერიმენტული შემოწმება, რადგან რადიოაქტიურობის და ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი ვერ აიხსნებოდა ტომსონის ატომის მოდელის გამოყენებით. ამიტომ 1911 წელს ერნესტ რეზერფორდმა ჩაატარა ექსპერიმენტების სერია ატომების შემადგენლობისა და სტრუქტურის შესასწავლად. ამ ექსპერიმენტებში, ვიწრო სხივი ა - რადიოაქტიური ნივთიერებით გამოსხივებული ნაწილაკები თხელ ოქროს ფოლგაში იყო მიმართული. მის უკან მოთავსებული იყო ეკრანი, რომელსაც შეუძლია ბრწყინავდეს სწრაფი ნაწილაკების ზემოქმედებით. აღმოჩნდა, რომ უმრავლესობა ა ფოლგაში გავლის შემდეგ ნაწილაკები გადახრის სწორხაზოვან გავრცელებას, ანუ იფანტება და ზოგიერთი ა -ნაწილაკები იშლება 180 0-ით.

ტრაექტორიები ა- ნაწილაკები, რომლებიც დაფრინავენ ბირთვიდან სხვადასხვა მანძილზე

ლაზერები

რადიაციის კვანტური თეორიის საფუძველზე აშენდა რადიოტალღების კვანტური გენერატორები და ხილული სინათლის კვანტური გენერატორები - ლაზერები. ლაზერები აწარმოებენ ძალიან მაღალი სიმძლავრის თანმიმდევრულ გამოსხივებას. ლაზერული გამოსხივება ძალიან ფართოდ გამოიყენება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში, მაგალითად, სივრცეში კომუნიკაციისთვის, ინფორმაციის ჩაწერისა და შესანახად (ლაზერული დისკები) და შედუღებისთვის და მედიცინაში.

ატომების მიერ სინათლის ემისია და შთანთქმა

ბორის პოსტულატების მიხედვით, ელექტრონი შეიძლება იყოს რამდენიმე გარკვეულ ორბიტაზე. ელექტრონის თითოეული ორბიტა შეესაბამება გარკვეულ ენერგიას. როდესაც ელექტრონი მოძრაობს ახლოდან შორეულ ორბიტაზე, ატომური სისტემა შთანთქავს ენერგიის კვანტს. ელექტრონის უფრო შორეული ორბიტიდან ბირთვთან მიმართებაში უფრო ახლო ორბიტაზე გადაადგილებისას ატომური სისტემა ასხივებს ენერგიის კვანტს.

სპექტრები

ბორის თეორიამ შესაძლებელი გახადა ხაზოვანი სპექტრების არსებობის ახსნა.
ფორმულა (1) იძლევა ხარისხობრივ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ რატომ არის ატომური ემისიის და შთანთქმის სპექტრები ხაზის მსგავსი. სინამდვილეში, ატომს შეუძლია მხოლოდ იმ სიხშირის ტალღების გამოსხივება, რომლებიც შეესაბამება ენერგიის მნიშვნელობების განსხვავებებს. E 1 , E 2 , . . . , ენ ,. . სწორედ ამიტომ, ატომების რადიაციული სპექტრი შედგება ცალკე განლაგებული მკვეთრი ნათელი ხაზებისგან. ამავდროულად, ატომს შეუძლია შთანთქას არა რომელიმე ფოტონი, არამედ მხოლოდ ის, ვისაც ენერგია აქვს hνრაც ზუსტად უდრის განსხვავებას E n − ე კორი დაშვებული ენერგეტიკული ღირებულება E nდა ე კ. უფრო მაღალი ენერგიის მდგომარეობაში გადასვლა E n, ატომები შთანთქავენ ზუსტად იმავე ფოტონებს, რომელთა გამოსხივებაც შეუძლიათ საწყის მდგომარეობაზე საპირისპირო გადასვლისას ე კ. მარტივად რომ ვთქვათ, ატომები უწყვეტი სპექტრიდან იღებენ იმ ხაზებს, რომლებსაც ისინი თავად ასხივებენ; ამიტომ ცივი ატომური აირის შთანთქმის სპექტრის მუქი ხაზები სწორედ იმ ადგილებშია, სადაც იმავე გაზის გამოსხივების სპექტრის ნათელი ხაზები გახურებულ მდგომარეობაშია.

უწყვეტი სპექტრი

Დიაპაზონი- ნივთიერების მიერ გამოსხივებული ან შთანთქმული ენერგიის განაწილება სიხშირეების ან ტალღის სიგრძის მიხედვით.

თუ პრიზმა მოთავსებულია მზის სხივის გზაზე, რომელიც აღწევს ვიწრო გრძელი მართკუთხა ჭრილში, მაშინ ეკრანზე დავინახავთ არა ჭრილის გამოსახულებას, არამედ დაჭიმულ ფერად ზოლს ფერების თანდათანობითი გადასვლით წითელიდან იისფერში. - სპექტრი. ეს ფენომენი ნიუტონმა დააფიქსირა. ეს ნიშნავს, რომ მზის შუქის შემადგენლობა მოიცავს სხვადასხვა სიხშირის ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. ასეთ სპექტრს ე.წ მყარი.

თუ სინათლე გაივლის პრიზმაში, რომელსაც ასხივებს გახურებული აირი, მაშინ სპექტრი შავ ფონზე ცალკე ფერადი ხაზების მსგავსი იქნება. ასეთ სპექტრს ე.წ ხაზის ემისიის სპექტრი. ეს ნიშნავს, რომ გაცხელებული გაზი ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს გარკვეული სიხშირეებით. უფრო მეტიც, თითოეული ქიმიური ელემენტი ასხივებს დამახასიათებელ სპექტრს, რომელიც განსხვავდება სხვა ელემენტების სპექტრისგან.

თუ სინათლე გადის გაზში, მაშინ ჩნდება მუქი ხაზები - ხაზის შთანთქმის სპექტრი.

სპექტრული ანალიზი- ნივთიერების ხარისხობრივი და რაოდენობრივი შემადგენლობის განსაზღვრის მეთოდი, მისი სპექტრების მოპოვებისა და შესწავლის საფუძველზე.

ატომების გამოსხივების კანონზომიერებები

სინათლის გამოსხივება ხდება მაშინ, როდესაც ატომში ელექტრონი გადადის უმაღლესი ენერგეტიკული დონიდან E k ერთ-ერთ ქვედა ენერგეტიკულ დონემდე En (k > n). ატომი ამ შემთხვევაში ასხივებს ფოტონს ენერგიით

სინათლის შთანთქმა საპირისპირო პროცესია. ატომი შთანთქავს ფოტონს, გადადის ქვედა k მდგომარეობიდან n მაღალ მდგომარეობამდე (n > k). ამ შემთხვევაში ატომი ენერგიით შთანთქავს ფოტონს