ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் நிலையின் சிறப்பியல்பு ஒரு எலக்ட்ரானின் இரட்டை இயல்பு பற்றிய குவாண்டம் இயக்கவியலின் நிலையை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒரே நேரத்தில் ஒரு துகள் மற்றும் அலையின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
முதல் முறையாக, இரட்டை கார்பஸ்குலர்-அலை இயல்பு ஒளிக்காக நிறுவப்பட்டது. பல நிகழ்வுகள் பற்றிய ஆய்வுகள் (ஒளிரும் உடல்களிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சு, ஒளிமின்னழுத்த விளைவு, அணு நிறமாலை) ஆற்றல் உமிழப்பட்டு, தொடர்ச்சியாக அல்ல, தனித்தனியாக, தனித்தனியாக (குவாண்டா) உறிஞ்சப்படுகிறது என்ற முடிவுக்கு இட்டுச் சென்றது. ஆற்றல் அளவீட்டின் அனுமானம் முதலில் மேக்ஸ் பிளாங்க் (1900) ஆல் செய்யப்பட்டது மற்றும் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் (1905) மூலம் நிரூபிக்கப்பட்டது: குவாண்டம் ஆற்றல் (∆E) கதிர்வீச்சு அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது (ν):
∆Е = hν, இங்கு h = 6.63 10 -34 J s என்பது பிளாங்கின் மாறிலி.
ஒரு ஃபோட்டான் hν ஆற்றலை அதன் ஆற்றல் mс 2 இன் மொத்த இருப்புக்கு சமன் செய்து, ν=с/λ என்பதை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, ஒரு ஃபோட்டானின் அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகளுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பை வெளிப்படுத்தும் தொடர்பைப் பெறுகிறோம்:
1924 இல் லூயிஸ் டி ப்ரோக்லிஇரட்டை கார்பஸ்குலர்-அலை இயல்பு கதிர்வீச்சில் மட்டுமல்ல, எந்தவொரு பொருள் துகளிலும் உள்ளார்ந்ததாக உள்ளது: ஒவ்வொரு துகள் ஒரு நிறை (m) மற்றும் ஒரு வேகத்தில் நகரும் (υ) அலைநீளம் கொண்ட அலை செயல்முறைக்கு ஒத்திருக்கிறது λ:
λ = ம / மீυ(55)
சிறிய துகள் நிறை, நீண்ட அலைநீளம். எனவே, மேக்ரோ துகள்களின் அலை பண்புகளைக் கண்டறிவது கடினம்.
1927 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் டேவிசன் மற்றும் ஜெர்மர், ஆங்கிலேயர் தாம்சன் மற்றும் சோவியத் விஞ்ஞானி டார்டகோவ்ஸ்கி ஆகியோர் சுயாதீனமாக எலக்ட்ரான் டிஃப்ராக்ஷனைக் கண்டுபிடித்தனர், இது எலக்ட்ரான்களின் அலை பண்புகளின் சோதனை உறுதிப்படுத்தல் ஆகும். பின்னர், α-துகள்கள், நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் மாறுபாடு (குறுக்கீடு) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. தற்போது, பொருளின் கட்டமைப்பை ஆய்வு செய்ய எலக்ட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
அடிப்படை துகள்களின் அலை பண்புகள் அலை இயக்கவியலின் கொள்கைகளில் ஒன்றைக் கொண்டுள்ளன: நிச்சயமற்ற கொள்கை (டபிள்யூ. ஹைசன்பெர்க் 1925): அணு அளவில் சிறிய உடல்களுக்கு, விண்வெளியில் உள்ள ஒரு துகள் மற்றும் அதன் வேகம் (வேகம்) ஆகியவற்றை ஒரே நேரத்தில் துல்லியமாக தீர்மானிக்க இயலாது. ஒரு துகளின் ஆயத்தொலைவுகள் எவ்வளவு துல்லியமாக தீர்மானிக்கப்படுகிறதோ, அவ்வளவு துல்லியமாக அதன் வேகம் உறுதியாகிறது, மேலும் நேர்மாறாகவும் இருக்கும். நிச்சயமற்ற உறவு வடிவம் கொண்டது:
இதில் ∆x என்பது துகள் நிலையின் நிச்சயமற்ற தன்மை, ∆Р x என்பது x திசையில் உள்ள உந்தம் அல்லது வேகத்தின் அளவு ஆகியவற்றின் நிச்சயமற்ற தன்மையாகும். இதே போன்ற உறவுகள் y மற்றும் z ஆயத்தொலைவுகளுக்கும் எழுதப்பட்டுள்ளன. நிச்சயமற்ற உறவில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள மதிப்பு ℏ மிகவும் சிறியது, எனவே, மேக்ரோ துகள்களுக்கு, ஆய மற்றும் மொமெண்டாவின் மதிப்புகளில் உள்ள நிச்சயமற்ற தன்மை மிகக் குறைவு.
எனவே, அணுக்கருவின் புலத்தில் எலக்ட்ரானின் பாதையை கணக்கிடுவது சாத்தியமற்றது; இதைப் பயன்படுத்தி அணுவில் இருப்பதற்கான நிகழ்தகவை மட்டுமே மதிப்பிட முடியும். அலை செயல்பாடு ψ, இது ஒரு பாதையின் கிளாசிக்கல் கருத்தை மாற்றுகிறது. அலை செயல்பாடு ψ எலக்ட்ரான் ஒருங்கிணைப்புகளைப் பொறுத்து அலை வீச்சுகளை வகைப்படுத்துகிறது, மேலும் அதன் சதுரம் ψ 2 அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரானின் இடஞ்சார்ந்த விநியோகத்தை தீர்மானிக்கிறது. எளிமையான பதிப்பில், அலை செயல்பாடு மூன்று இடஞ்சார்ந்த ஆயங்களைச் சார்ந்துள்ளது மற்றும் அணு விண்வெளியில் எலக்ட்ரானைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான நிகழ்தகவை தீர்மானிக்க உதவுகிறது அல்லது அதன் சுற்றுப்பாதை . இந்த வழியில், அணு சுற்றுப்பாதை (AO) என்பது அணு வெளியின் ஒரு பகுதி, இதில் எலக்ட்ரானைக் கண்டறியும் நிகழ்தகவு அதிகமாக உள்ளது.
அலை இயக்கவியலின் அடிப்படை தொடர்பைத் தீர்ப்பதன் மூலம் அலை செயல்பாடுகள் பெறப்படுகின்றன - சமன்பாடுகள்ஷ்ரோடிங்கர் (1926) :
(57)
இதில் h என்பது பிளாங்கின் மாறிலி, ஒரு மாறி, U என்பது துகளின் சாத்தியமான ஆற்றல், E என்பது துகளின் மொத்த ஆற்றல், x, y, z, ஆயத்தொகுப்புகள்.
இவ்வாறு, ஒரு நுண்ணிய அமைப்பின் ஆற்றலின் அளவீடு நேரடியாக அலை சமன்பாட்டின் தீர்விலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது. அலை செயல்பாடு எலக்ட்ரானின் நிலையை முழுமையாக வகைப்படுத்துகிறது.
ஒரு அமைப்பின் அலைச் செயல்பாடு என்பது அமைப்பின் நிலையின் செயல்பாடாகும், இதன் சதுரமானது விண்வெளியில் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் எலக்ட்ரான்களைக் கண்டறியும் நிகழ்தகவு அடர்த்திக்கு சமம். இது நிலையான நிபந்தனைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்: தொடர்ச்சியான, வரையறுக்கப்பட்ட, ஒற்றை மதிப்பு, எலக்ட்ரான் இல்லாத இடத்தில் மறைந்துவிடும்.
ஹைட்ரஜன் அணு அல்லது ஹைட்ரஜன் போன்ற அயனிகளுக்கு ஒரு சரியான தீர்வு பெறப்படுகிறது; பல-எலக்ட்ரான் அமைப்புகளுக்கு, பல்வேறு தோராயங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எலக்ட்ரான் அல்லது எலக்ட்ரான் அடர்த்தியைக் கண்டறியும் நிகழ்தகவின் 90-95% வரம்புக்குட்பட்ட மேற்பரப்பு எல்லை என்று அழைக்கப்படுகிறது. அணு சுற்றுப்பாதை மற்றும் எலக்ட்ரான் மேக அடர்த்தி ஒரே எல்லை மேற்பரப்பு (வடிவம்) மற்றும் அதே இடஞ்சார்ந்த நோக்குநிலை கொண்டது. ஒரு எலக்ட்ரானின் அணு சுற்றுப்பாதைகள், விண்வெளியில் அவற்றின் ஆற்றல் மற்றும் திசை நான்கு அளவுருக்கள் சார்ந்தது - குவாண்டம் எண்கள் : முக்கிய, சுற்றுப்பாதை, காந்த மற்றும் சுழல். முதல் மூன்று விண்வெளியில் எலக்ட்ரானின் இயக்கத்தை வகைப்படுத்துகிறது, மற்றும் நான்காவது - அதன் சொந்த அச்சில்.
குவாண்டம் எண்n – முக்கிய . இது ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் நிலை, அணுக்கருவிலிருந்து மட்டத்தின் தூரம் மற்றும் எலக்ட்ரான் மேகத்தின் அளவை தீர்மானிக்கிறது. இது 1 முதல் ∞ வரை முழு எண் மதிப்புகளை எடுக்கும் மற்றும் கால எண்ணுடன் ஒத்துள்ளது. எந்தவொரு தனிமத்திற்கான கால அமைப்பிலிருந்து, காலத்தின் எண்ணிக்கையால், அணுவின் ஆற்றல் நிலைகளின் எண்ணிக்கையையும், எந்த ஆற்றல் நிலை வெளிப்புறமானது என்பதையும் நீங்கள் தீர்மானிக்கலாம். மேலும் n, அணுக்கருவுடன் எலக்ட்ரானின் தொடர்பு ஆற்றல் அதிகமாகும். மணிக்கு n= 1 ஹைட்ரஜன் அணு நில நிலையில் உள்ளது, at n> 1 - உற்சாகத்தில். ஒரு என்றால் n∞, பின்னர் எலக்ட்ரான் அணு அளவை விட்டு வெளியேறியது. அணு அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டுள்ளது.
உதாரணத்திற்கு, காட்மியம் சிடி என்ற தனிமம் ஐந்தாவது காலகட்டத்தில் அமைந்துள்ளது, எனவே n=5. அதன் அணுவில், எலக்ட்ரான்கள் ஐந்து ஆற்றல் நிலைகளில் விநியோகிக்கப்படுகின்றன (n = 1, n = 2, n = 3, n = 4, n = 5); ஐந்தாவது நிலை வெளிப்புறமாக இருக்கும் (n = 5).
எலக்ட்ரான், ஒரு அலையின் பண்புகளுடன் சேர்ந்து, ஒரு பொருள் துகளின் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், அது, ஒரு நிறை m, இயக்கம் V இன் வேகம் மற்றும் அணுக்கருவிலிருந்து r தொலைவில் இருப்பதால், வேகத்தின் ஒரு கணம் உள்ளது: μ =எம்.வி.ஆர்.
கோண உந்தம் என்பது ஒரு எலக்ட்ரானின் இரண்டாவது (ஆற்றலுக்குப் பிறகு) பண்பு மற்றும் ஒரு பக்க (அசிமுதல், ஆர்பிடல்) குவாண்டம் எண்ணின் அடிப்படையில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.
சுற்றுப்பாதை குவாண்டம் எண்எல்- எலக்ட்ரான் மேகத்தின் வடிவத்தை தீர்மானிக்கிறது (படம் 7), துணை நிலையில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆற்றல், ஆற்றல் துணை நிலைகளின் எண்ணிக்கை. 0 முதல் மதிப்புகளை எடுக்கும் n– 1. எண் மதிப்புகள் தவிர எல்கடிதங்கள் உள்ளன. அதே மதிப்பு கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் எல்ஒரு துணைநிலையை உருவாக்குகிறது.
ஒவ்வொரு குவாண்டம் மட்டத்திலும், துணை நிலைகளின் எண்ணிக்கை கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அடுக்கின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். ஆற்றல் நிலைகள் போன்ற துணை நிலைகள் கருவில் இருந்து அவற்றின் தூரத்தின் வரிசையில் எண்ணப்படுகின்றன (அட்டவணை 26).
30.12.2015. 14:00
இயற்பியலைக் கற்கத் தொடங்கும் பலர், தங்கள் பள்ளி ஆண்டுகளில் மற்றும் உயர் கல்வி நிறுவனங்களில், விரைவில் அல்லது பின்னர் ஒளி பற்றிய கேள்விகளை எதிர்கொள்கின்றனர். முதலில், இன்று நமக்குத் தெரிந்த இயற்பியலில் எனக்குப் பிடிக்காதது. எனவே இது சில கருத்துகளின் விளக்கம், முற்றிலும் அமைதியான முகபாவனையுடன் மற்றும் பிற நிகழ்வுகள் மற்றும் விளைவுகளுக்கு கவனம் செலுத்தவில்லை. அதாவது, சில சட்டங்கள் அல்லது விதிகளின் உதவியுடன், அவர்கள் சில நிகழ்வுகளை விளக்க முயற்சிக்கிறார்கள், ஆனால் அதே நேரத்தில் இந்த விளக்கத்திற்கு முரணான விளைவுகளை கவனிக்காமல் இருக்க முயற்சி செய்கிறார்கள். இது ஏற்கனவே ஒரு வகையான விளக்க விதி - சரி, இது மற்றும் அது பற்றி என்ன? அன்பே, கேள், நாங்கள் இப்போது வேறு எதையாவது பற்றி பேசுகிறோம், அதை புறக்கணிக்கவும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, இந்த கேள்வியின் கட்டமைப்பிற்குள், எல்லாம் துடிக்கிறது? சரி, அருமை.
எந்த அறிவுக்கும் அடுத்த "ஷ்ரோடிங்கரின் பூனை" CWD (கார்பஸ்குலர் அலை இரட்டைவாதம்) ஆகும். ஒரு ஃபோட்டான் (ஒளியின் துகள்) அல்லது எலக்ட்ரானின் நிலையை அலை விளைவுகள் மற்றும் கார்பஸ்குலர் (துகள்கள்) இரண்டாலும் விவரிக்க முடியும். பொருளின் அலை பண்புகளைக் குறிக்கும் நிகழ்வுகளைப் பொறுத்தவரை, ஒரு விஷயத்தைத் தவிர, அனைத்தும் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ தெளிவாக உள்ளன - இந்த அலை பரவும் ஊடகம். ஆனால் கார்பஸ்குலர் பண்புகள் மற்றும் குறிப்பாக ஃபோட்டான்கள் போன்ற ஒளியின் "துகள்கள்" இருப்பது குறித்து, எனக்கு நிறைய சந்தேகங்கள் உள்ளன.
ஒளி அலை இயல்பு கொண்டது என்பதை மக்கள் எப்படி அறிந்தார்கள்? சரி, இது திறந்த விளைவுகள் மற்றும் பகல்நேர சோதனைகளால் எளிதாக்கப்பட்டது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒளியின் ஸ்பெக்ட்ரம், (ஒளியின் புலப்படும் நிறமாலை) போன்ற ஒரு கருத்து, அலைநீளம் மற்றும் அதன்படி, அதிர்வெண், நிறமாலையின் நிறம் சிவப்பு நிறத்தில் இருந்து ஊதா நிறமாக மாறுகிறது, பின்னர் அதை நாம் பார்க்கிறோம். நிறைவற்ற கண். அதன் பின்னால் மற்றும் அதன் முன்னால் உள்ள அனைத்தும் அகச்சிவப்பு, ரேடியோ கதிர்வீச்சு, புற ஊதா, காமா கதிர்வீச்சு மற்றும் பலவற்றைக் குறிக்கிறது.
மேலே உள்ள படத்தில் கவனம் செலுத்துங்கள், இது மின்காந்த கதிர்வீச்சின் நிறமாலையைக் காட்டுகிறது. மின்காந்த வெளிப்பாட்டின் அலை அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து, இது காமா கதிர்வீச்சு மற்றும் புலப்படும் ஒளி ஆகிய இரண்டாகவும் இருக்கலாம், எடுத்துக்காட்டாக, இது ஒரு ரேடியோ அலையாக கூட இருக்கலாம். ஆனால் இவை அனைத்திலும் மிகவும் ஆச்சரியம் என்னவென்றால், ஒளியின் புலப்படும் ஸ்பெக்ட்ரம் மட்டுமே, முழு அதிர்வெண் வரம்பிலும் மிகவும் சிறியது, சில காரணங்களால், திடீரென்று மற்றும் அதற்கு மட்டுமே, துகள்களின் பண்புகள் - ஃபோட்டான்கள் என்று கூறப்படுகின்றன. சில காரணங்களால், புலப்படும் ஸ்பெக்ட்ரம் மட்டுமே கார்பஸ்குலர் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. ரேடியோ அலைகளின் கார்பஸ்குலர் பண்புகளைப் பற்றி நீங்கள் ஒருபோதும் கேட்க மாட்டீர்கள் அல்லது காமா கதிர்வீச்சு என்று சொல்ல மாட்டீர்கள், இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் கார்பஸ்குலர் பண்புகளை வெளிப்படுத்தாது. ஓரளவு மட்டுமே, "காமா குவாண்டம்" என்ற கருத்து காமா கதிர்வீச்சிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் அதைப் பற்றி பின்னர்.
ஒளியின் புலப்படும் நிறமாலையில் மட்டும் கூட, கார்பஸ்குலர் பண்புகள் இருப்பதை என்ன உண்மையான நிகழ்வுகள் அல்லது விளைவுகள் உறுதிப்படுத்துகின்றன? இங்கே மிகவும் ஆச்சரியமான விஷயம் தொடங்குகிறது.
அதிகாரப்பூர்வ அறிவியலின் படி, ஒளியின் கார்பஸ்குலர் பண்புகள் இரண்டு நன்கு அறியப்பட்ட விளைவுகளால் உறுதிப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த விளைவுகளின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் விளக்கத்திற்காக, இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசுகள் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் (புகைப்பட விளைவு), ஆர்தர் காம்ப்டன் (காம்போட்னே விளைவு) ஆகியோருக்கு வழங்கப்பட்டது. என்ற கேள்வியுடன் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும் - புகைப்பட விளைவு ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் பெயரை ஏன் தாங்கவில்லை, ஏனென்றால் அவருக்கு நோபல் பரிசு கிடைத்தது? எல்லாம் மிகவும் எளிமையானது, இந்த விளைவு அவரால் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை, ஆனால் மற்றொரு திறமையான விஞ்ஞானி (அலெக்சாண்டர் பெக்கரல் 1839), ஐன்ஸ்டீன் மட்டுமே விளைவை விளக்கினார்.
புகைப்பட விளைவுடன் ஆரம்பிக்கலாம். இயற்பியலாளர்களின் கூற்றுப்படி, ஒளிக்கு கார்பஸ்குலர் பண்புகள் உள்ளன என்பதற்கான ஆதாரம் எங்கே?
ஒளிமின்னழுத்த விளைவு என்பது ஒளி அல்லது வேறு ஏதேனும் மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும் போது ஒரு பொருளால் எலக்ட்ரான்கள் உமிழப்படும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒளி பொருளால் உறிஞ்சப்பட்டு அதன் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களுக்கு மாற்றப்படுகிறது, இதனால் அவை ஒழுங்கான முறையில் நகரும், இதனால் மின் ஆற்றலாக மாறும்.
உண்மையில், ஃபோட்டான் என்று அழைக்கப்படுவது ஒரு துகள் என்ற முடிவுக்கு இயற்பியலாளர்கள் எவ்வாறு வந்தார்கள் என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை, ஏனென்றால் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு நிகழ்வில் எலக்ட்ரான்கள் ஃபோட்டான்களைச் சந்திக்க வெளியே பறக்கின்றன என்பது நிறுவப்பட்டது. இந்த உண்மை புகைப்பட விளைவின் நிகழ்வின் தவறான விளக்கத்தைப் பற்றிய ஒரு கருத்தை அளிக்கிறது, ஏனெனில் இது இந்த விளைவு ஏற்படுவதற்கான நிபந்தனைகளில் ஒன்றாகும். ஆனால் இயற்பியலாளர்களின் கூற்றுப்படி, இந்த விளைவு ஃபோட்டான் முழுமையாக உறிஞ்சப்படுவதால் மட்டுமே துல்லியமாக ஒரு துகள் என்பதைக் காட்டுகிறது, மேலும் எலக்ட்ரான்களின் வெளியீடு கதிர்வீச்சின் தீவிரத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் ஃபோட்டான் என்று அழைக்கப்படும் அதிர்வெண். அதனால்தான் ஒளியின் குவாண்டம் அல்லது கார்பஸ்கிள் என்ற கருத்து பிறந்தது. ஆனால் இங்கே நாம் இந்த குறிப்பிட்ட வழக்கில் "தீவிரம்" என்ன என்பதில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஃபோட்டோசெல்லின் மேற்பரப்பில் விழும் ஒளியின் அளவு அதிகரிப்பதன் மூலம் சோலார் பேனல்கள் இன்னும் அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒலியின் தீவிரத்தைப் பற்றி பேசும்போது, அதன் அதிர்வுகளின் வீச்சு என்று அர்த்தம். பெரிய அலைவீச்சு, ஒலி அலை அதிக ஆற்றலைக் கொண்டு செல்கிறது மற்றும் அத்தகைய அலையை உருவாக்க அதிக சக்தி தேவைப்படுகிறது. ஒளியின் விஷயத்தில், அத்தகைய கருத்து முற்றிலும் இல்லை. இயற்பியலில் இன்றைய கருத்துகளின்படி, ஒளிக்கு அதிர்வெண் உள்ளது, ஆனால் வீச்சு இல்லை. இது மீண்டும் பல கேள்விகளை எழுப்புகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ரேடியோ அலை வீச்சு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் காணக்கூடிய ஒளி, அதன் அலைகள், ரேடியோ அலைகளை விட சற்றே குறைவாக இருக்கும், வீச்சு இல்லை. மேலே விவரிக்கப்பட்ட அனைத்தும், ஃபோட்டான் போன்ற ஒரு கருத்து, லேசாகச் சொல்வதானால், மங்கலானது, மற்றும் அதன் இருப்பைக் குறிக்கும் அனைத்து நிகழ்வுகளும் அவற்றின் விளக்கம் ஆய்வுக்கு நிற்கவில்லை என்று மட்டுமே கூறுகிறது. அல்லது அவை ஏதேனும் கருதுகோளுக்கு ஆதரவாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டவை, இது பெரும்பாலும் வழக்கு.
ஒளியின் காம்ப்டன் சிதறலைப் பொறுத்தவரை (காம்போட்டன் விளைவு), இந்த விளைவின் அடிப்படையில், ஒளி ஒரு துகள் மற்றும் அலை அல்ல என்று எப்படி முடிவு செய்யப்பட்டது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை.
பொதுவாக, உண்மையில், இன்று இயற்பியலில் ஃபோட்டான் துகள் முழுமையானது மற்றும் கொள்கையளவில் ஒரு துகள் வடிவில் உள்ளது என்பதற்கான உறுதியான உறுதிப்படுத்தல் இல்லை. ஒரு குறிப்பிட்ட குவாண்டம் உள்ளது, இது அதிர்வெண் சாய்வு மற்றும் அதற்கு மேல் இல்லை. மேலும் மிகவும் சுவாரஸ்யமானது என்னவென்றால், இந்த ஃபோட்டானின் பரிமாணங்கள் (நீளம்), E=hv படி, பல பத்து மைக்ரான்கள் முதல் பல கிலோமீட்டர்கள் வரை இருக்கலாம். ஃபோட்டானுக்கு "துகள்" என்ற வார்த்தையைப் பயன்படுத்தும்போது இவை அனைத்தும் யாரையும் குழப்பாது.
எடுத்துக்காட்டாக, 100 ஃபெம்டோசெகண்ட்களின் துடிப்பு நீளம் கொண்ட ஒரு ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர் 30 மைக்ரான்களின் துடிப்பு (ஃபோட்டான்) நீளத்தைக் கொண்டுள்ளது. குறிப்புக்கு, ஒரு வெளிப்படையான படிகத்தில், அணுக்களுக்கு இடையிலான தூரம் தோராயமாக 3 ஆங்ஸ்ட்ரோம்கள் ஆகும். சரி, ஒரு ஃபோட்டான் அணுவிலிருந்து அணுவிற்கு எவ்வாறு பறக்க முடியும், அதன் மதிப்பு இந்த தூரத்தை விட பல மடங்கு அதிகம்?
ஆனால் இன்று, இயற்பியல் ஒளியுடன் தொடர்புடைய குவாண்டம், ஃபோட்டான் அல்லது துகள் என்ற கருத்துடன் செயல்படத் தயங்குவதில்லை. பொருள் மற்றும் அது இருக்கும் சட்டங்களை விவரிக்கும் நிலையான மாதிரிக்கு இது பொருந்தாது என்பதில் கவனம் செலுத்தவில்லை.
ஒளி என்றால் என்ன என்பது பற்றிய பண்டைய விஞ்ஞானிகளின் முதல் கருத்துக்கள் மிகவும் அப்பாவியாக இருந்தன. பல கருத்துக்கள் இருந்தன. சிறப்பு மெல்லிய கூடாரங்கள் கண்களில் இருந்து வெளிவருவதாகவும், பொருட்களை உணரும்போது காட்சி பதிவுகள் எழுவதாகவும் சிலர் நம்பினர். இந்தக் கண்ணோட்டத்தில் ஏராளமான பின்தொடர்பவர்கள் இருந்தனர், அவர்களில் யூக்ளிட், டோலமி மற்றும் பல விஞ்ஞானிகள் மற்றும் தத்துவவாதிகள் இருந்தனர். மற்றவர்கள், மாறாக, கதிர்கள் ஒரு ஒளிரும் உடலால் உமிழப்படுவதாகவும், மனிதக் கண்ணை அடைந்து, ஒரு ஒளிரும் பொருளின் முத்திரையைத் தாங்குவதாகவும் நம்பினர். இந்தக் கண்ணோட்டத்தை லுக்ரேடியஸ், டெமோக்ரிட்டஸ் வைத்திருந்தார்.
அதே நேரத்தில், யூக்ளிட் ஒளியின் நேர்கோட்டு பரவல் விதியை உருவாக்கினார். அவர் எழுதினார்: "கண்களால் உமிழப்படும் கதிர்கள் நேரான பாதையில் பரவுகின்றன."
இருப்பினும், பின்னர், ஏற்கனவே இடைக்காலத்தில், ஒளியின் தன்மை பற்றிய அத்தகைய யோசனை அதன் அர்த்தத்தை இழக்கிறது. குறைவான மற்றும் குறைவான விஞ்ஞானிகள் இந்தக் கருத்துக்களைப் பின்பற்றுகிறார்கள். மற்றும் XVII நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில். இந்தக் கண்ணோட்டங்கள் ஏற்கனவே மறந்துவிட்டதாகக் கருதலாம்.
17 ஆம் நூற்றாண்டில், கிட்டத்தட்ட ஒரே நேரத்தில், ஒளி என்றால் என்ன, அதன் தன்மை என்ன என்பது பற்றி முற்றிலும் மாறுபட்ட இரண்டு கோட்பாடுகள் உருவாகத் தொடங்கின.
இந்த கோட்பாடுகளில் ஒன்று நியூட்டனின் பெயருடன் தொடர்புடையது, மற்றொன்று ஹியூஜென்ஸ் என்ற பெயருடன் தொடர்புடையது.
நியூட்டன் ஒளியின் கார்பஸ்குலர் கோட்பாடு என்று அழைக்கப்படுவதைக் கடைப்பிடித்தார், அதன்படி ஒளி என்பது ஒரு மூலத்திலிருந்து அனைத்து திசைகளிலும் (பொருள் பரிமாற்றம்) வரும் துகள்களின் நீரோட்டமாகும்.
ஹியூஜென்ஸின் கருத்துகளின்படி, ஒளி என்பது ஒரு சிறப்பு, அனுமான ஊடகத்தில் பரவும் அலைகளின் நீரோட்டமாகும் - ஈதர், இது அனைத்து இடத்தையும் நிரப்புகிறது மற்றும் அனைத்து உடல்களிலும் ஊடுருவுகிறது.
இரண்டு கோட்பாடுகளும் நீண்ட காலமாக இணையாக உள்ளன. அவர்களில் எவராலும் தீர்க்கமான வெற்றியைப் பெற முடியவில்லை. நியூட்டனின் அதிகாரம் மட்டுமே பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகளை கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டிற்கு முன்னுரிமை கொடுக்கும்படி கட்டாயப்படுத்தியது. அந்த நேரத்தில் அனுபவத்திலிருந்து அறியப்பட்ட ஒளி பரவலின் விதிகள் இரண்டு கோட்பாடுகளாலும் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ வெற்றிகரமாக விளக்கப்பட்டன.
அலைக் கோட்பாடு இதை எளிதாக விளக்கியது. அலைகள், எடுத்துக்காட்டாக, நீரின் மேற்பரப்பில், பரஸ்பர செல்வாக்கு இல்லாமல் சுதந்திரமாக ஒருவருக்கொருவர் கடந்து செல்கின்றன.
இருப்பினும், ஒளியின் நேர்கோட்டுப் பரவல், பொருள்களுக்குப் பின்னால் கூர்மையான நிழல்கள் உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும், அலைக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் விளக்குவது கடினம். கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டின் கீழ், ஒளியின் நேர்கோட்டு பரவலானது மந்தநிலை விதியின் விளைவாகும்.
19 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பம் வரை, ஒளியின் தன்மை பற்றிய இத்தகைய காலவரையற்ற நிலை நீடித்தது, ஒளி விலகல் (தடைகளைச் சுற்றி ஒளியை உள்ளடக்கியது) மற்றும் ஒளி குறுக்கீடு (ஒளி கற்றைகள் ஒன்றையொன்று மிகைப்படுத்தும்போது வெளிச்சத்தின் தீவிரம் அல்லது பலவீனம்) ஆகியவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. . இந்த நிகழ்வுகள் அலை இயக்கத்தில் பிரத்தியேகமாக உள்ளார்ந்தவை. கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டின் உதவியுடன் அவற்றை விளக்குவது சாத்தியமில்லை. எனவே, அலைக் கோட்பாடு இறுதி மற்றும் முழுமையான வெற்றியைப் பெற்றதாகத் தோன்றியது.
19 ஆம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் ஒளி என்பது மின்காந்த அலைகளின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வு என்று மேக்ஸ்வெல் காட்டியபோது இத்தகைய நம்பிக்கை குறிப்பாக பலப்படுத்தப்பட்டது. மேக்ஸ்வெல்லின் பணி ஒளியின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டிற்கு அடித்தளமிட்டது.
ஹெர்ட்ஸால் மின்காந்த அலைகளின் சோதனைக் கண்டுபிடிப்புக்குப் பிறகு, ஒளி பரவலின் போது ஒரு அலை போல் செயல்படுகிறது என்பதில் சந்தேகமில்லை.
இருப்பினும், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில், ஒளியின் தன்மை பற்றிய கருத்துக்கள் தீவிரமாக மாறத் தொடங்கின. நிராகரிக்கப்பட்ட கார்பஸ்குலர் கோட்பாடு இன்னும் யதார்த்தத்திற்கு பொருத்தமானது என்று திடீரென்று மாறியது.
உமிழப்படும் மற்றும் உறிஞ்சப்படும் போது, ஒளி துகள்களின் நீரோட்டமாக செயல்படுகிறது.
இடைவிடாத, அல்லது, அவர்கள் சொல்வது போல், ஒளியின் குவாண்டம் பண்புகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு அசாதாரண சூழ்நிலை எழுந்துள்ளது: குறுக்கீடு மற்றும் மாறுபாட்டின் நிகழ்வுகள் இன்னும் ஒளியை ஒரு அலையாகக் கருதுவதன் மூலம் விளக்கப்படலாம், மேலும் கதிர்வீச்சு மற்றும் உறிஞ்சுதலின் நிகழ்வுகள் ஒளியை துகள்களின் நீரோட்டமாகக் கருதுவதன் மூலம் விளக்கப்படலாம். XX நூற்றாண்டின் 30 களில் ஒளியின் தன்மை பற்றிய இந்த இரண்டு வெளித்தோற்றத்தில் பொருந்தாத கருத்துக்கள் ஒரு புதிய சிறந்த இயற்பியல் கோட்பாட்டில் - குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸில் தொடர்ந்து இணைக்க முடிந்தது.
1. ஒளியின் அலை பண்புகள்
தொலைநோக்கிகளை மேம்படுத்துவதில் ஈடுபட்டுள்ள நியூட்டன், லென்ஸால் கொடுக்கப்பட்ட படம் விளிம்புகளில் வண்ணமயமாக இருப்பதை கவனத்தை ஈர்த்தார். அவர் இதில் ஆர்வம் காட்டினார் மற்றும் "ஒளிக் கதிர்களின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் அதன் விளைவாக ஏற்படும் வண்ணங்களின் தனித்தன்மையை, இதுவரை யாரும் அறிந்திராத" (நியூட்டனின் கல்லறையில் உள்ள கல்வெட்டில் இருந்து வார்த்தைகள்) முதலில் ஆய்வு செய்தார். . சிறிய குறுக்குவெட்டின் ஒளிக்கற்றையை ஒரு ப்ரிஸத்திற்கு அனுப்ப நியூட்டன் யூகித்தார். ஷட்டரில் இருந்த ஒரு சிறு துவாரத்தின் வழியாக சூரிய ஒளிக்கற்றை ஒன்று இருள் சூழ்ந்திருந்த அறைக்குள் நுழைந்தது. ஒரு கண்ணாடி ப்ரிஸத்தில் விழுந்து, அது ஒளிவிலகல் மற்றும் எதிர் சுவரில் வண்ணங்களின் மாறுபட்ட மாற்றுடன் ஒரு நீளமான படத்தைக் கொடுத்தது. வானவில் ஏழு முதன்மை வண்ணங்களைக் கொண்டதாகக் கருதப்படும் பல நூற்றாண்டுகள் பழமையான பாரம்பரியத்தைப் பின்பற்றி, நியூட்டன் ஏழு வண்ணங்களையும் அடையாளம் கண்டார்: ஊதா, நீலம், சியான், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு மற்றும் சிவப்பு. நியூட்டன் ரெயின்போ ஸ்ட்ரிப்டையே ஸ்பெக்ட்ரம் என்று அழைத்தார்.
சிவப்பு கண்ணாடியால் துளையை மூடி, நியூட்டன் சுவரில் ஒரு சிவப்பு புள்ளியை மட்டுமே கவனித்தார், அதை நீல-நீலம் போன்றவற்றால் மூடினார். இதைத் தொடர்ந்து, முன்பு கருதப்பட்டபடி, வெள்ளை ஒளியை வண்ணமயமாக்கியது ப்ரிஸம் அல்ல. ப்ரிஸம் நிறத்தை மாற்றாது, ஆனால் அதை அதன் கூறு பாகங்களாக மட்டுமே சிதைக்கிறது. வெள்ளை ஒளி ஒரு சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதிலிருந்து பல்வேறு வண்ணங்களின் விட்டங்களை வேறுபடுத்துவது சாத்தியமாகும், மேலும் அவற்றின் கூட்டு நடவடிக்கை மட்டுமே நமக்கு வெள்ளை நிறத்தின் தோற்றத்தை அளிக்கிறது. உண்மையில், இரண்டாவது ப்ரிஸத்தைப் பயன்படுத்தினால், முதல் ப்ரிஸத்துடன் ஒப்பிடும்போது 180 டிகிரி சுழலும். ஸ்பெக்ட்ரமின் அனைத்து விட்டங்களையும் சேகரிக்கவும், பின்னர் மீண்டும் நீங்கள் வெள்ளை ஒளியைப் பெறுவீர்கள். ஸ்பெக்ட்ரமின் ஏதேனும் ஒரு பகுதியை நாம் தனிமைப்படுத்தினால், எடுத்துக்காட்டாக, பச்சை, மற்றும் ஒளியை மற்றொரு ப்ரிஸம் வழியாகச் செல்லும்படி கட்டாயப்படுத்தினால், இனி நிறத்தில் மேலும் மாற்றத்தைப் பெற முடியாது.
நியூட்டன் வந்த மற்றொரு முக்கியமான முடிவு "ஒளியியல்" பற்றிய தனது கட்டுரையில் பின்வருமாறு வடிவமைக்கப்பட்டது: "நிறத்தில் வேறுபடும் ஒளிக்கற்றைகள் ஒளிவிலகல் அளவில் வேறுபடுகின்றன." வயலட் கதிர்கள் மிகவும் வலுவாக ஒளிவிலகல் செய்யப்படுகின்றன, சிவப்பு நிறங்கள் மற்றவர்களை விட குறைவாக இருக்கும். ஒளியின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதன் நிறத்தில் சார்ந்திருப்பது சிதறல் என்று அழைக்கப்படுகிறது (லத்தீன் வார்த்தையான Dispergo, I சிதறலில் இருந்து).
நியூட்டன் தூய்மையான நிறங்களைப் பெறுவதற்காக ஸ்பெக்ட்ரம் பற்றிய தனது அவதானிப்புகளை மேலும் மேம்படுத்தினார். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ப்ரிஸம் வழியாகச் சென்ற ஒளிக் கற்றையின் வட்ட நிற புள்ளிகள் ஓரளவு ஒன்றுடன் ஒன்று ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்தன. ஒரு வட்ட துளைக்கு பதிலாக, ஒரு குறுகிய பிளவு (A) பயன்படுத்தப்பட்டது, இது ஒரு பிரகாசமான மூலத்தால் ஒளிரும். பிளவுக்குப் பின்னால் ஒரு லென்ஸ் (B) இருந்தது, அது ஒரு குறுகிய வெள்ளை பட்டையின் வடிவத்தில் திரையில் (D) ஒரு படத்தை உருவாக்கியது. கதிர்களின் பாதையில் ஒரு ப்ரிஸம் (சி) வைக்கப்பட்டால், பிளவின் படம் ஸ்பெக்ட்ரம், வண்ணத் துண்டு, சிவப்பு நிறத்தில் இருந்து ஊதா வரையிலான வண்ண மாற்றங்கள் வானவில்லில் காணப்பட்டதைப் போலவே இருக்கும். நியூட்டனின் அனுபவம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது
நீங்கள் வண்ண கண்ணாடி மூலம் இடைவெளியை மூடினால், அதாவது. நீங்கள் வெள்ளை ஒளிக்கு பதிலாக ஒரு ப்ரிஸத்தில் வண்ண ஒளியை செலுத்தினால், பிளவின் படம் ஸ்பெக்ட்ரமில் தொடர்புடைய இடத்தில் அமைந்துள்ள வண்ண செவ்வகமாக குறைக்கப்படும், அதாவது. நிறத்தைப் பொறுத்து, ஒளி அசல் படத்திலிருந்து வெவ்வேறு கோணங்களில் மாறுபடும். வெவ்வேறு வண்ணங்களின் கதிர்கள் ஒரு ப்ரிஸம் மூலம் வெவ்வேறு விதமாக ஒளிவிலகல் செய்யப்படுகின்றன என்பதை விவரிக்கப்பட்ட கவனிப்பு காட்டுகிறது.
இந்த முக்கியமான முடிவை நியூட்டன் பல சோதனைகள் மூலம் சரிபார்த்தார். அவற்றில் மிக முக்கியமானது ஸ்பெக்ட்ரமிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட வெவ்வேறு வண்ணங்களின் கதிர்களின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை தீர்மானிப்பதில் இருந்தது. இந்த நோக்கத்திற்காக, ஸ்பெக்ட்ரம் பெறப்பட்ட திரையில் ஒரு துளை வெட்டப்பட்டது; திரையை நகர்த்துவதன் மூலம், துளை வழியாக ஒரு வண்ணம் அல்லது மற்றொரு கதிர்களின் குறுகிய கற்றை வெளியிட முடிந்தது. ஒரே மாதிரியான கதிர்களை முன்னிலைப்படுத்தும் இந்த முறை வண்ண கண்ணாடியால் முன்னிலைப்படுத்துவதை விட சரியானது. அத்தகைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கற்றை, இரண்டாவது ப்ரிஸத்தில் ஒளிவிலகல், இனி துண்டு நீட்டவில்லை என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன. அத்தகைய கற்றை ஒரு குறிப்பிட்ட ஒளிவிலகல் குறியீட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது, இதன் மதிப்பு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பீமின் நிறத்தைப் பொறுத்தது.
எனவே, நியூட்டனின் முக்கிய சோதனைகள் இரண்டு முக்கியமான கண்டுபிடிப்புகளைக் கொண்டிருந்தன:
1. வெவ்வேறு நிறங்களின் ஒளி கொடுக்கப்பட்ட பொருளில் (சிதறல்) வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் குறியீடுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.
2. வெள்ளை என்பது எளிய வண்ணங்களின் தொகுப்பாகும்.
வெவ்வேறு நிறங்கள் ஒளியின் வெவ்வேறு அலைநீளங்களுக்கு ஒத்திருப்பதை நாம் இப்போது அறிவோம். எனவே, நியூட்டனின் முதல் கண்டுபிடிப்பை பின்வருமாறு உருவாக்கலாம்: பொருளின் ஒளிவிலகல் குறியீடு ஒளியின் அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது. அலைநீளம் குறையும்போது இது பொதுவாக அதிகரிக்கிறது.
ஒளியின் குறுக்கீடு மிக நீண்ட காலமாக கவனிக்கப்பட்டது, ஆனால் அவர்கள் அதை உணரவில்லை. சிறுவயதில் சோப்புக் குமிழ்களை ஊதி வேடிக்கை பார்த்தபோது அல்லது தண்ணீரின் மேற்பரப்பில் மண்ணெண்ணெய் மெல்லிய படலத்தின் நிறங்கள் நிரம்பி வழிவதைப் பார்த்தபோது பலர் குறுக்கீடு முறையைப் பார்த்திருக்கிறார்கள். ஒளியின் குறுக்கீடுதான் சோப்புக் குமிழியை மிகவும் போற்றத்தக்கதாக ஆக்குகிறது.
ஆங்கில விஞ்ஞானி தாமஸ் யங் இரண்டு அலைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் மெல்லிய படங்களின் நிறங்களை விளக்கும் சாத்தியம் பற்றி ஒரு சிறந்த யோசனையை முதலில் கொண்டு வந்தார், அதில் ஒன்று (A) படத்தின் வெளிப்புற மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கிறது, மற்றும் இரண்டாவது ( B) உட்புறத்திலிருந்து (படம் 2)
|
|
இந்த வழக்கில், ஒளி அலைகளின் குறுக்கீடு ஏற்படுகிறது - இரண்டு அலைகளைச் சேர்ப்பது, இதன் விளைவாக விண்வெளியில் பல்வேறு புள்ளிகளில் ஏற்படும் ஒளி அதிர்வுகளில் அதிகரிப்பு அல்லது குறைவு ஏற்படுகிறது. குறுக்கீட்டின் விளைவு (விளைவான அலைவுகளின் பெருக்கம் அல்லது தணிவு) படத்தின் தடிமன் மற்றும் அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது. ஒளிவிலகல் அலை 2 (படத்தின் உள் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கிறது) அலைநீளங்களின் முழு எண்ணால் அலை 1 (படத்தின் வெளிப்புற மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கிறது) பின்தங்கியிருந்தால் ஒளியின் பெருக்கம் ஏற்படும். இரண்டாவது அலையானது அரை அலைநீளத்திலோ அல்லது ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான அரை அலைகளால் பின்னோக்கிச் சென்றால், ஒளி தணியும்.
அலைகள் சேர்க்கப்படும் போது ஒரு நிலையான குறுக்கீடு வடிவத்தை உருவாக்க, அலைகள் ஒத்திசைவாக இருக்க வேண்டும், அதாவது. அதே அலைநீளம் மற்றும் நிலையான கட்ட வேறுபாட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். படத்தின் வெளிப்புற மற்றும் உள் மேற்பரப்புகளிலிருந்து பிரதிபலிக்கும் அலைகளின் ஒத்திசைவு இரண்டும் ஒரே ஒளிக்கற்றையின் பகுதிகள் என்பதன் மூலம் உறுதி செய்யப்படுகிறது. இரண்டு சாதாரண சார்பற்ற மூலங்களால் உமிழப்படும் அலைகள், அத்தகைய மூலங்களிலிருந்து இரண்டு அலைகளின் கட்ட வேறுபாடு நிலையானதாக இல்லை என்பதன் காரணமாக குறுக்கீடு வடிவத்தைக் கொடுக்காது.
ஒளி அலைகளின் அலைநீளத்தில் (அல்லது அதிர்வெண்ணில்) உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக நிற வேறுபாடு ஏற்படுகிறது என்பதையும் ஜங் உணர்ந்தார். வெவ்வேறு வண்ணங்களின் ஒளி நீரோடைகள் வெவ்வேறு நீளங்களின் அலைகளுக்கு ஒத்திருக்கும். வெவ்வேறு நீளங்களைக் கொண்ட அலைகளின் பரஸ்பர பெருக்கத்திற்கு வெவ்வேறு பட தடிமன் தேவைப்படுகிறது. எனவே, படம் ஒரு சமமற்ற தடிமன் இருந்தால், அது வெள்ளை ஒளியுடன் ஒளிரும் போது, வெவ்வேறு வண்ணங்கள் தோன்ற வேண்டும்.
குறுகிய அர்த்தத்தில் ஒளி மாறுபாடு என்பது தடைகளைச் சுற்றி ஒளி வளைவு மற்றும் வடிவியல் நிழலின் பகுதிக்குள் நுழையும் நிகழ்வு ஆகும்; ஒரு பரந்த பொருளில் - வடிவியல் ஒளியியல் விதிகளிலிருந்து ஒளியின் பரவலில் ஏதேனும் விலகல்.
சோமர்ஃபெல்டின் வரையறை: ஒளியின் மாறுபாட்டின் கீழ், தொடர்ச்சியாக மாறிவரும் ஒளிவிலகல் குறியீட்டுடன் ஊடகங்களில் ஒளிக்கதிர்களின் பிரதிபலிப்பு, ஒளிவிலகல் அல்லது வளைவின் விளைவாக விளக்கப்பட முடியாவிட்டால், நேர்கோட்டுப் பரவலில் இருந்து எந்த விலகலும் புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது.
1802 இல் ஒளியின் குறுக்கீட்டைக் கண்டுபிடித்த ஜங், டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனில் ஒரு கிளாசிக்கல் பரிசோதனையை அமைத்தார் (படம் 3).
ஒரு ஒளிபுகா திரையில், அவர் இரண்டு சிறிய துளைகள் B மற்றும் C ஆகியவற்றை ஒரு முள் மூலம், ஒருவருக்கொருவர் சிறிய தூரத்தில் துளைத்தார். இந்த துளைகள் ஒரு குறுகிய ஒளி கற்றை மூலம் ஒளிரும், இது மற்றொரு திரையில் ஒரு சிறிய துளை A வழியாக சென்றது. அந்த நேரத்தில் யோசிக்க மிகவும் கடினமாக இருந்த இந்த விவரம்தான் சோதனையின் வெற்றியைத் தீர்மானித்தது. ஒத்திசைவான அலைகள் மட்டுமே தலையிடுகின்றன. துளை A இலிருந்து ஹ்யூஜென்ஸ் கொள்கையின்படி எழுந்த கோள அலையானது B மற்றும் C துளைகளில் ஒத்திசைவான அலைவுகளை உற்சாகப்படுத்தியது. மாறுபாட்டின் விளைவாக, B மற்றும் C துளைகளிலிருந்து இரண்டு ஒளி கூம்புகள் வெளிப்பட்டன, அவை ஓரளவு ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்ந்தன. ஒளி அலைகளின் குறுக்கீட்டின் விளைவாக, மாறி மாறி ஒளி மற்றும் இருண்ட கோடுகள் திரையில் தோன்றின. துளைகளில் ஒன்றை மூடி, குறுக்கீடு விளிம்புகள் மறைந்துவிட்டதை ஜங் கண்டறிந்தார். இந்தச் சோதனையின் உதவியோடுதான் ஜங் முதன்முதலில் வெவ்வேறு நிறங்களின் ஒளிக்கதிர்களுடன் தொடர்புடைய அலைநீளங்களை மிகத் துல்லியமாக அளந்தார்.
ஃபிரெஸ்னலின் படைப்புகளில் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பற்றிய ஆய்வு முடிந்தது. அவர் சோதனைகளில் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனின் பல்வேறு செயல்பாடுகளை விரிவாகப் படித்தார் மற்றும் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனின் அளவு கோட்பாட்டை உருவாக்கினார், இது ஒளி எந்தத் தடைகளையும் சுற்றி வரும்போது எழும் மாறுபாடு வடிவத்தைக் கணக்கிடுவதை சாத்தியமாக்குகிறது.
டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, ஒலித் திரைகளைப் பயன்படுத்தி இரைச்சல் பாதுகாப்பு, பூமியின் மேற்பரப்பில் ரேடியோ அலைகளைப் பரப்புதல், ஆப்டிகல் கருவிகளின் செயல்பாடு (லென்ஸால் கொடுக்கப்பட்ட படம் எப்போதும் மாறுபாடு வடிவமாக இருப்பதால்), மேற்பரப்பு தர அளவீடுகள் போன்ற சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது. , பொருளின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஆய்வு மற்றும் பல. .
ஒளி அலைகளின் தன்மை பற்றிய புதிய பண்புகள், படிகங்கள் வழியாக, குறிப்பாக டூர்மேலைன் மூலம் ஒளியைக் கடந்து செல்லும் அனுபவத்தால் காட்டப்படுகின்றன.
டூர்மேலின் இரண்டு ஒத்த செவ்வக தகடுகளை எடுத்து, செவ்வகத்தின் பக்கங்களில் ஒன்று படிகத்தின் உள்ளே ஒரு குறிப்பிட்ட திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது, இது ஆப்டிகல் அச்சு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு தட்டை மற்றொரு தட்டில் வைப்போம், இதனால் அவற்றின் அச்சுகள் திசையில் ஒத்துப்போகின்றன, மேலும் ஒரு விளக்கு அல்லது சூரியனில் இருந்து ஒரு குறுகிய ஒளிக்கற்றை மடிந்த ஜோடி தட்டுகள் வழியாக செல்லட்டும். Tourmaline ஒரு பழுப்பு-பச்சை படிகம், திரையில் கடந்து விட்ட கற்றை சுவடு ஒரு அடர் பச்சை புள்ளியாக தோன்றும். பீம் சுற்றி ஒரு தட்டு திரும்ப தொடங்கும், இரண்டாவது ஒரு அசைவற்று விட்டு. பீமின் சுவடு பலவீனமாகி, தட்டு 90 0 சுழலும் போது, அது முற்றிலும் மறைந்துவிடும். தட்டின் மேலும் சுழற்சியுடன், கடத்தப்பட்ட கற்றை மீண்டும் அதிகரிக்கத் தொடங்கும் மற்றும் தட்டு 180 0 மூலம் சுழலும் போது முந்தைய தீவிரத்தை அடையும், அதாவது. தட்டுகளின் ஒளியியல் அச்சுகள் மீண்டும் இணையாக இருக்கும்போது. டூர்மேலின் மேலும் சுழற்சியுடன், பீம் மீண்டும் பலவீனமடைகிறது.
இந்த நிகழ்வுகளிலிருந்து, பின்வரும் முடிவுகளை எடுக்கலாம்:
1. பீமில் உள்ள ஒளி அதிர்வுகள் ஒளி பரவலின் கோட்டிற்கு செங்குத்தாக இயக்கப்படுகின்றன (ஒளி அலைகள் குறுக்காக இருக்கும்).
2. Tourmaline ஒளி அதிர்வுகளை அதன் அச்சுடன் தொடர்புடைய ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் இயக்கும்போது மட்டுமே அனுப்ப முடியும்.
3. ஒரு விளக்கு ஒளியில் (சூரியன்), எந்த திசையின் குறுக்கு அதிர்வுகளும் வழங்கப்படுகின்றன, மேலும், அதே விகிதத்தில், எந்த திசையும் பிரதானமாக இல்லை.
முடிவு 3, எந்த நோக்குநிலையிலும் இயற்கை ஒளி ஏன் டூர்மலைன் வழியாக சமமாக செல்கிறது என்பதை விளக்குகிறது, இருப்பினும் முடிவு 2 இன் படி டூர்மலைன் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் மட்டுமே ஒளி அதிர்வுகளை கடத்த முடியும். டூர்மேலைன் மூலம் இயற்கையான ஒளி கடந்து செல்வது, டூர்மலைன் மூலம் பரவக்கூடிய அதிர்வுகள் மட்டுமே குறுக்கு அதிர்வுகளிலிருந்து தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது. எனவே, டூர்மலைன் வழியாக செல்லும் ஒளியானது ஒரு திசையில் குறுக்கு அதிர்வுகளின் தொகுப்பாக இருக்கும், இது டூர்மலைன் அச்சின் நோக்குநிலையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அத்தகைய ஒளியை நாம் நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்டதாக அழைப்போம், மேலும் அலைவு திசையையும் ஒளிக்கற்றையின் அச்சையும் கொண்ட விமானத்தை துருவமுனைப்பு விமானம் என்று அழைப்போம்.
இப்போது அடுத்தடுத்து வைக்கப்பட்டுள்ள இரண்டு டூர்மலைன் தகடுகள் வழியாக ஒளியைக் கடத்தும் சோதனை தெளிவாகிறது. முதல் தட்டு அதன் வழியாக செல்லும் ஒளிக்கற்றையை துருவப்படுத்துகிறது, அதில் ஒரு திசை அலைவு மட்டுமே இருக்கும். இந்த அதிர்வுகள் இரண்டாவது டூர்மலைன் மூலம் பரவும் அதிர்வுகளின் திசையுடன் இணைந்தால் மட்டுமே இரண்டாவது டூர்மலைன் வழியாக முழுமையாக செல்ல முடியும், அதாவது. அதன் அச்சு முதல் அச்சுக்கு இணையாக இருக்கும்போது. துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியில் அதிர்வுகளின் திசையானது இரண்டாவது டூர்மலைன் மூலம் பரவும் அதிர்வுகளின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருந்தால், ஒளி முற்றிலும் தடுக்கப்படும். துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியில் ஊசலாட்டத்தின் திசையானது டூர்மேலின் மூலம் கடத்தப்படும் திசையுடன் ஒரு தீவிர கோணத்தை உருவாக்கினால், அந்த அலைவு ஓரளவு மட்டுமே கடத்தப்படும்.
2. ஒளியின் குவாண்டம் பண்புகள்
1887 இல் ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் ஹெர்ட்ஸ் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வை விளக்கினார். பிளாங்கின் குவாண்டம் கருதுகோள் இதற்கு அடிப்படையாக அமைந்தது.
எலக்ட்ரோமீட்டரின் கம்பியுடன் இணைக்கப்பட்ட துத்தநாகத் தகட்டை ஒளிரச் செய்யும் போது ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வு கண்டறியப்படுகிறது. தட்டு மற்றும் கம்பிக்கு நேர்மறை கட்டணம் மாற்றப்பட்டால், தட்டு ஒளிரும் போது எலக்ட்ரோமீட்டர் வெளியேற்றப்படாது. தட்டுக்கு எதிர்மறை மின்சாரம் செலுத்தப்படும்போது, புற ஊதா கதிர்வீச்சு தட்டைத் தாக்கியவுடன் எலக்ட்ரோமீட்டர் வெளியேற்றப்படும். ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு உலோகத் தகட்டின் மேற்பரப்பில் இருந்து எதிர்மறை மின் கட்டணங்கள் வெளியிடப்படலாம் என்பதை இந்த சோதனை நிரூபிக்கிறது. ஒளியால் வெளியேற்றப்படும் துகள்களின் மின்சுமை மற்றும் நிறை அளவீடுகள் இந்த துகள்கள் எலக்ட்ரான்கள் என்பதைக் காட்டுகிறது.
ஒளியின் அலைக் கருத்துகளின் அடிப்படையில் வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விதிகளை விளக்க முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. இந்த யோசனைகளின்படி, ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் வழிமுறை இதுபோல் தெரிகிறது. ஒரு ஒளி அலை ஒரு உலோகத்தின் மீது விழுகிறது. அதன் மேற்பரப்பு அடுக்கில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் இந்த அலையின் ஆற்றலை உறிஞ்சி, அவற்றின் ஆற்றல் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது. இது வேலை செயல்பாட்டை விட அதிகமாகும் போது, எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்திலிருந்து வெளியே பறக்கத் தொடங்குகின்றன. எனவே, ஒளியின் அலைக் கோட்பாடு ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வை தரமான முறையில் விளக்கும் திறன் கொண்டது.
இருப்பினும், கணக்கீடுகள் இந்த விளக்கத்துடன், உலோக வெளிச்சத்தின் தொடக்கத்திற்கும் எலக்ட்ரான் உமிழ்வின் தொடக்கத்திற்கும் இடையிலான நேரம் பத்து வினாடிகள் வரிசையில் இருக்க வேண்டும் என்பதைக் காட்டுகிறது. இதற்கிடையில், அனுபவத்திலிருந்து பின்வருமாறு டி<10-9c. Следовательно, волновая теория света не объясняет безинерционности фотоэффекта. Не может она объяснить и остальные законы фотоэффекта.
அலைக் கோட்பாட்டின் படி, ஒளிமின்னணுக்களின் இயக்க ஆற்றல் உலோகத்தின் மீது ஒளி நிகழ்வின் தீவிரத்துடன் அதிகரிக்க வேண்டும். மேலும் அலையின் தீவிரம் E இன் தீவிர ஏற்ற இறக்கங்களின் வீச்சால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஒளியின் அதிர்வெண்ணால் அல்ல. (வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்தின் தீவிரம் மட்டுமே சம்பவ ஒளியின் தீவிரத்தைப் பொறுத்தது).
ஒரு உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுவதற்குத் தேவையான ஆற்றலை எந்த அலைநீளத்தின் கதிர்வீச்சினாலும் கொடுக்க முடியும் என்பது அலைக் கோட்பாட்டிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது, அதன் தீவிரம் போதுமான அளவு அதிகமாக இருந்தால், அதாவது. ஒளிமின் விளைவு எந்த ஒளிக் கதிர்வீச்சினாலும் ஏற்படலாம். இருப்பினும், ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் சிவப்பு எல்லை உள்ளது, அதாவது. எலக்ட்ரான்களால் பெறப்பட்ட ஆற்றல் அலையின் வீச்சினைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் அதன் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது.
எனவே, ஒளி அலைக் கருத்துகளின் அடிப்படையில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் வடிவங்களை விளக்கும் முயற்சிகள் ஏற்றுக்கொள்ள முடியாததாக மாறியது.
காம்ப்டன் விளைவு என்பது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நியூக்ளியோன்களால் சிதறலின் போது ஃபோட்டான்களின் அதிர்வெண் அல்லது அலைநீளத்தில் ஏற்படும் மாற்றமாகும். இந்த விளைவு அலைக் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பிற்குள் பொருந்தாது, அதன்படி அலைநீளம் சிதறலின் போது மாறக்கூடாது: ஒரு ஒளி அலையின் ஒரு குறிப்பிட்ட புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், ஒரு எலக்ட்ரான் புலத்தின் அதிர்வெண்ணுடன் ஊசலாடுகிறது, எனவே சிதறிய அலைகளை வெளியிடுகிறது. அதே அதிர்வெண்.
காம்ப்டன் விளைவு ஒளிமின்னழுத்த விளைவிலிருந்து வேறுபடுகிறது, அதில் ஃபோட்டான் அதன் ஆற்றலை முழுமையடையாமல் பொருளின் துகள்களுக்கு மாற்றுகிறது. காம்ப்டன் விளைவின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வு, அணுக்களின் எலக்ட்ரான் ஷெல்களில் எக்ஸ்-கதிர்களின் சிதறல் மற்றும் அணுக்கருக்களில் காமா கதிர்களின் சிதறல் ஆகும். எளிமையான வழக்கில், காம்ப்டன் விளைவு என்பது ஒளி பொருட்கள் (கிராஃபைட், பாரஃபின், முதலியன) மூலம் ஒரே வண்ணமுடைய எக்ஸ்-கதிர்களின் சிதறல் ஆகும், மேலும் இந்த விளைவின் தத்துவார்த்த கருத்தில், இந்த விஷயத்தில், எலக்ட்ரான் இலவசமாகக் கருதப்படுகிறது.
காம்ப்டன் விளைவின் விளக்கம் ஒளியின் தன்மை பற்றிய குவாண்டம் கருத்துகளின் அடிப்படையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. குவாண்டம் கோட்பாடு செய்வது போல், கதிர்வீச்சு ஒரு கார்பஸ்குலர் இயல்புடையது என்று நாம் கருதினால்.
காம்ப்டன் விளைவு மற்றும் குவாண்டம் கருத்துகளின் அடிப்படையில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு இரண்டும் எலக்ட்ரான்களுடன் ஃபோட்டான்களின் தொடர்பு காரணமாகும். முதல் வழக்கில், ஃபோட்டான் சிதறடிக்கப்படுகிறது, இரண்டாவதாக, அது உறிஞ்சப்படுகிறது. ஒரு ஃபோட்டான் இலவச எலக்ட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது சிதறல் ஏற்படுகிறது, மேலும் அது பிணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஏற்படுகிறது. ஒரு ஃபோட்டான் இலவச எலக்ட்ரான்களுடன் மோதும்போது, ஒரு ஃபோட்டானின் உறிஞ்சுதல் ஏற்படாது என்பதைக் காட்டலாம், ஏனெனில் இது உந்தம் மற்றும் ஆற்றலின் பாதுகாப்பு விதிகளுடன் முரண்படுகிறது. எனவே, ஃபோட்டான்கள் இலவச எலக்ட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, அவற்றின் சிதறலை மட்டுமே கவனிக்க முடியும், அதாவது. காம்ப்டன் விளைவு.
முடிவுரை
சாதாரண ஒளி மூலங்களிலிருந்து ஒளியின் குறுக்கீடு, மாறுபாடு, துருவமுனைப்பு போன்ற நிகழ்வுகள் ஒளியின் அலை பண்புகளுக்கு மறுக்கமுடியாமல் சாட்சியமளிக்கின்றன. இருப்பினும், இந்த நிகழ்வுகளில் கூட, பொருத்தமான நிலைமைகளின் கீழ், ஒளி கார்பஸ்குலர் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. இதையொட்டி, உடல்களின் வெப்பக் கதிர்வீச்சின் ஒழுங்குமுறைகள், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு மற்றும் பிற மறுக்கமுடியாதபடி, ஒளியானது தொடர்ச்சியான, நீட்டிக்கப்பட்ட அலையாக அல்ல, ஆனால் "கொத்துகள்" (பகுதிகள், குவாண்டா) ஆற்றலின் ஓட்டமாக செயல்படுகிறது, அதாவது. துகள்களின் நீரோடை போல - ஃபோட்டான்கள்.
இவ்வாறு, ஒளி அலைகளின் தொடர்ச்சியையும் துகள்களின் தனித்தன்மையையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. நகரும் போது மட்டுமே ஃபோட்டான்கள் உள்ளன என்பதை நாம் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால் (c உடன் வேகம்), அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் ஒளியில் இயல்பாகவே உள்ளன என்ற முடிவுக்கு வருவோம். ஆனால் சில நிகழ்வுகளில், சில நிபந்தனைகளின் கீழ், அலை அல்லது கார்பஸ்குலர் பண்புகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, மேலும் ஒளியை அலையாகவோ அல்லது துகள்களாகவோ (கார்பஸ்கல்ஸ்) கருதலாம்.
பயன்படுத்தப்பட்ட இலக்கியங்களின் பட்டியல்
1. யாவோர்ஸ்கி பி.எம். டெட்லாஃப் ஏ.ஏ. இயற்பியல் கையேடு. – எம்.: நௌகா 2002.
2. ட்ரோஃபிமோவா டி.ஐ. இயற்பியல் பாடநெறி - எம் .: உயர்நிலைப் பள்ளி 2001.
3. குர்ஸ்கி ஐ.பி. தொடக்க இயற்பியல், எட். ஐ.வி. சவேலியேவா - எம் .: அறிவொளி 1984
4. மியாகிஷேவ் ஜி.யா. புகோவ்ட்சேவ் பி.பி. இயற்பியல் - எம் .: கல்வி 1982.
ஒளி என்றால் என்ன என்பது பற்றிய பண்டைய விஞ்ஞானிகளின் முதல் கருத்துக்கள் மிகவும் அப்பாவியாக இருந்தன. பல கருத்துக்கள் இருந்தன. சிறப்பு மெல்லிய கூடாரங்கள் கண்களில் இருந்து வெளிவருவதாகவும், பொருட்களை உணரும்போது காட்சி பதிவுகள் எழுவதாகவும் சிலர் நம்பினர். இந்தக் கண்ணோட்டத்தில் ஏராளமான பின்தொடர்பவர்கள் இருந்தனர், அவர்களில் யூக்ளிட், டோலமி மற்றும் பல விஞ்ஞானிகள் மற்றும் தத்துவவாதிகள் இருந்தனர். மற்றவர்கள், மாறாக, கதிர்கள் ஒரு ஒளிரும் உடலால் உமிழப்படுவதாகவும், மனிதக் கண்ணை அடைந்து, ஒரு ஒளிரும் பொருளின் முத்திரையைத் தாங்குவதாகவும் நம்பினர். இந்தக் கண்ணோட்டத்தை லுக்ரேடியஸ், டெமோக்ரிட்டஸ் வைத்திருந்தார்.
17 ஆம் நூற்றாண்டில், கிட்டத்தட்ட ஒரே நேரத்தில், ஒளி என்றால் என்ன, அதன் தன்மை என்ன என்பது பற்றி முற்றிலும் மாறுபட்ட இரண்டு கோட்பாடுகள் உருவாகத் தொடங்கின. இந்த கோட்பாடுகளில் ஒன்று I. நியூட்டனின் பெயருடன் தொடர்புடையது, மற்றொன்று - H. ஹியூஜென்ஸ் என்ற பெயருடன்.
I. நியூட்டன் என்று அழைக்கப்படுவதைக் கடைப்பிடித்தார் ஒளியின் கார்பஸ்குலர் கோட்பாடு, ஒளி என்பது ஒரு மூலத்திலிருந்து அனைத்து திசைகளிலும் (பொருள் பரிமாற்றம்) வரும் துகள்களின் நீரோட்டமாகும்.
எச். ஹ்யூஜென்ஸின் கருத்துகளின்படி, ஒளி என்பது ஒரு சிறப்பு, அனுமான ஊடகத்தில் பரவும் அலைகளின் ஸ்ட்ரீம் - ஈதர், இது எல்லா இடங்களையும் நிரப்புகிறது மற்றும் அனைத்து உடல்களிலும் ஊடுருவுகிறது.
இரண்டு கோட்பாடுகளும் நீண்ட காலமாக இணையாக உள்ளன. அவர்களில் எவராலும் தீர்க்கமான வெற்றியைப் பெற முடியவில்லை. I. நியூட்டனின் அதிகாரம் மட்டுமே பெரும்பான்மையான விஞ்ஞானிகளை கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டிற்கு முன்னுரிமை கொடுக்க கட்டாயப்படுத்தியது. அந்த நேரத்தில் அனுபவத்திலிருந்து அறியப்பட்ட ஒளி பரவலின் விதிகள் இரண்டு கோட்பாடுகளாலும் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ வெற்றிகரமாக விளக்கப்பட்டன.
கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில், ஒளிக்கற்றைகள், விண்வெளியில் கடக்கும், எந்த விதத்திலும் ஒன்றுக்கொன்று செயல்படுவதில்லை என்பதை விளக்குவது கடினமாக இருந்தது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒளி துகள்கள் மோதி சிதற வேண்டும்.
அலைக் கோட்பாடு இதை எளிதாக விளக்கியது. அலைகள், எடுத்துக்காட்டாக, நீரின் மேற்பரப்பில், பரஸ்பர செல்வாக்கு இல்லாமல் சுதந்திரமாக ஒருவருக்கொருவர் கடந்து செல்கின்றன.
இருப்பினும், ஒளியின் நேர்கோட்டுப் பரவல், பொருள்களுக்குப் பின்னால் கூர்மையான நிழல்கள் உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும், அலைக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் விளக்குவது கடினம். கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டின் கீழ், ஒளியின் நேர்கோட்டு பரவலானது மந்தநிலை விதியின் விளைவாகும்.
19 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பம் வரை, ஒளியின் தன்மை பற்றிய இத்தகைய காலவரையற்ற நிலை நீடித்தது, ஒளி விலகல் (தடைகளைச் சுற்றி ஒளியை உள்ளடக்கியது) மற்றும் ஒளி குறுக்கீடு (ஒளி கற்றைகள் ஒன்றையொன்று மிகைப்படுத்தும்போது வெளிச்சத்தின் தீவிரம் அல்லது பலவீனம்) ஆகியவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. . இந்த நிகழ்வுகள் அலை இயக்கத்தில் பிரத்தியேகமாக உள்ளார்ந்தவை. கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டின் உதவியுடன் அவற்றை விளக்குவது சாத்தியமில்லை. ஒளியின் அலை பண்புகளில் ஒளியின் சிதறல், துருவமுனைப்பு ஆகியவை அடங்கும். எனவே, அலைக் கோட்பாடு இறுதி மற்றும் முழுமையான வெற்றியைப் பெற்றதாகத் தோன்றியது.
19 ஆம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் ஒளி என்பது மின்காந்த அலைகளின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வு என்று டி.மேக்ஸ்வெல் காட்டியபோது இத்தகைய நம்பிக்கை குறிப்பாக வலுப்பெற்றது. டி.மேக்ஸ்வெல்லின் படைப்புகள் ஒளியின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் அடித்தளத்தை அமைத்தன. G. ஹெர்ட்ஸ் மின்காந்த அலைகளை சோதனை முறையில் கண்டுபிடித்த பிறகு, ஒளி பரவலின் போது அலை போல் செயல்படுகிறது என்பதில் சந்தேகமில்லை. இருப்பினும், 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், ஒளியின் தன்மை பற்றிய கருத்துக்கள் தீவிரமாக மாறத் தொடங்கின. நிராகரிக்கப்பட்ட கார்பஸ்குலர் கோட்பாடு இன்னும் யதார்த்தத்திற்கு பொருத்தமானது என்று திடீரென்று மாறியது. உமிழப்படும் மற்றும் உறிஞ்சப்படும் போது, ஒளி துகள்களின் நீரோட்டமாக செயல்படுகிறது. ஒளியின் அலை பண்புகளால் ஒளிமின் விளைவின் வடிவங்களை விளக்க முடியவில்லை.
அசாதாரண சூழல் ஏற்பட்டுள்ளது. சாதாரண ஒளி மூலங்களிலிருந்து ஒளியின் குறுக்கீடு, மாறுபாடு, துருவமுனைப்பு போன்ற நிகழ்வுகள் ஒளியின் அலை பண்புகளுக்கு மறுக்கமுடியாமல் சாட்சியமளிக்கின்றன. இருப்பினும், இந்த நிகழ்வுகளில் கூட, பொருத்தமான நிலைமைகளின் கீழ், ஒளி கார்பஸ்குலர் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. இதையொட்டி, உடல்களின் வெப்பக் கதிர்வீச்சின் ஒழுங்குமுறைகள், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு மற்றும் பிற மறுக்கமுடியாதபடி, ஒளியானது தொடர்ச்சியான, நீட்டிக்கப்பட்ட அலையாக அல்ல, ஆனால் "கொத்துகள்" (பகுதிகள், குவாண்டா) ஆற்றலின் ஓட்டமாக செயல்படுகிறது, அதாவது. துகள்களின் நீரோடை போல - ஃபோட்டான்கள்.
இவ்வாறு, ஒளி அலைகளின் தொடர்ச்சியையும் துகள்களின் தனித்தன்மையையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. ஃபோட்டான்கள் நகரும் போது மட்டுமே (c உடன்) இருப்பதைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் ஒளியில் உள்ளார்ந்தவை என்ற முடிவுக்கு வருவோம்.ஆனால் சில நிகழ்வுகளில், சில நிபந்தனைகளின் கீழ், அலை அல்லது உடல் பண்புகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது மற்றும் ஒளியை அலையாகவோ அல்லது துகள்களாகவோ (கார்பஸ்கல்ஸ்) கருதலாம்.
பொருள்களில் அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகள் ஒரே நேரத்தில் இருப்பது என்று அழைக்கப்படுகிறது அலை-துகள் இருமை.
நுண் துகள்களின் அலை பண்புகள். எலக்ட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன்
1923 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் எல். டி ப்ரோக்லி அலை-துகள் இருமையின் உலகளாவிய தன்மையைப் பற்றி ஒரு கருதுகோளை முன்வைத்தார். ஃபோட்டான்கள் மட்டுமல்ல, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பொருளின் மற்ற துகள்கள், கார்பஸ்குலர் துகள்களும் கூட அலை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன என்று டி ப்ரோக்லி வாதிட்டார்.
டி ப்ரோக்லியின் கூற்றுப்படி, ஒவ்வொரு மைக்ரோ-பொருளும் ஒருபுறம், கார்பஸ்குலர் பண்புகளுடன் தொடர்புடையது - ஆற்றல் ஈமற்றும் வேகம் ப, மற்றும் மறுபுறம், அலை பண்புகள் - அதிர்வெண் ν மற்றும் அலைநீளம் λ .
நுண்ணிய பொருட்களின் கார்பஸ்குலர் மற்றும் அலை பண்புகள் ஒரு ஃபோட்டானின் அதே அளவு உறவுகளால் தொடர்புடையவை:
\(~E = h \nu ;\;\;\; p = \dfrac(h \nu)(c) = \dfrac(h)(\lambda)\) .
டி ப்ரோக்லியின் கருதுகோள், நிறை கொண்டவை உட்பட அனைத்து நுண் துகள்களுக்கும் இந்த உறவுகளை முன்வைத்தது. மீ. உந்தம் கொண்ட எந்தத் துகளும் அலைநீளம் \(~\lambda = \dfrac(h)(p)\) கொண்ட அலை செயல்முறையுடன் தொடர்புடையது. நிறை கொண்ட துகள்களுக்கு,
\(~\lambda = \dfrac(h)(p) = \dfrac(h \cdot \sqrt(1 - \dfrac(\upsilon^2)(c^2)))(m \cdot \upsilon)\) .
சார்பற்ற தோராயத்தில் ( υ « c)
\(~\lambda = \dfrac(h)(m \cdot \upsilon)\) .
டி ப்ரோக்லியின் கருதுகோள் பொருளின் பண்புகளின் சமச்சீரற்ற தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டது மற்றும் அந்த நேரத்தில் சோதனை உறுதிப்படுத்தல் இல்லை. ஆனால் பொருள் பொருள்களின் தன்மை பற்றிய புதிய கருத்துக்களின் வளர்ச்சிக்கு இது ஒரு சக்திவாய்ந்த புரட்சிகர உந்துதலாக இருந்தது. பல ஆண்டுகளாக, 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தலைசிறந்த இயற்பியலாளர்கள் - W. Heisenberg, E. Schrödinger, P. Dirac, N. Bohr மற்றும் பலர் - குவாண்டம் இயக்கவியல் என்று அழைக்கப்படும் புதிய அறிவியலின் தத்துவார்த்த அடித்தளங்களை உருவாக்கினர்.
டி ப்ரோக்லியின் கருதுகோளின் முதல் சோதனை உறுதிப்படுத்தல் 1927 இல் அமெரிக்க இயற்பியலாளர்களான கே. டெவிசன் மற்றும் எல். ஜெர்மர் ஆகியோரால் பெறப்பட்டது. நிக்கல் படிகத்தால் சிதறிய எலக்ட்ரான் கற்றை, படிகத்தால் சிதறடிக்கப்பட்ட குறுகிய-அலைநீள எக்ஸ்-கதிர்களால் உற்பத்தி செய்யப்படுவதைப் போன்ற ஒரு தனித்துவமான டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் வடிவத்தை உருவாக்குகிறது என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இந்த சோதனைகளில், படிகமானது இயற்கையான டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் கிராட்டிங் பாத்திரத்தை வகித்தது. எலக்ட்ரான் கற்றையின் அலைநீளத்தை தீர்மானிக்க டிஃப்ராக்ஷன் மாக்சிமாவின் நிலை பயன்படுத்தப்பட்டது, இது டி ப்ரோக்லி ஃபார்முலாவுடன் முழு உடன்பாடு கொண்டதாக மாறியது.
அடுத்த ஆண்டு, 1928, ஆங்கில இயற்பியலாளர் ஜே. தாம்சன் (30 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு எலக்ட்ரானைக் கண்டுபிடித்த ஜே. தாம்சனின் மகன்) டி ப்ரோக்லியின் கருதுகோளின் புதிய உறுதிப்படுத்தலைப் பெற்றார். தாம்சன் தனது சோதனைகளில், எலக்ட்ரான் கற்றை ஒரு மெல்லிய பாலிகிரிஸ்டலின் தங்கப் படலத்தின் வழியாகச் செல்லும் போது ஏற்படும் மாறுபாடு வடிவத்தைக் கவனித்தார். ஒரு படலத்தின் பின்னால் பொருத்தப்பட்ட ஒரு புகைப்படத் தட்டில், செறிவான ஒளி மற்றும் இருண்ட வளையங்கள் தெளிவாகக் காணப்பட்டன, டி ப்ரோக்லியின் படி எலக்ட்ரான் வேகத்தில் (அதாவது அலைநீளம்) மாற்றத்துடன் அதன் ஆரங்கள் மாறியது.
அடுத்தடுத்த ஆண்டுகளில், ஜே. தாம்சனின் சோதனையானது அதே முடிவுடன் பலமுறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டது, எலக்ட்ரான் ஓட்டம் மிகவும் பலவீனமாக இருந்த போது ஒரு நேரத்தில் ஒரு துகள் மட்டுமே சாதனத்தின் வழியாக செல்ல முடியும் (V. A. Fabrikant, 1948). எனவே, அலை பண்புகள் ஒரு பெரிய எலக்ட்ரான்களுக்கு மட்டுமல்ல, ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானுக்கும் தனித்தனியாக உள்ளன என்பது சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது.
பின்னர், நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், அணு மற்றும் மூலக்கூறு கற்றைகளுக்கான டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் நிகழ்வுகளும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. நுண் துகள்களின் அலை பண்புகள் இருப்பதற்கான சோதனை ஆதாரம், இது இயற்கையின் உலகளாவிய நிகழ்வு, பொருளின் பொதுவான சொத்து என்ற முடிவுக்கு இட்டுச் சென்றது. இதன் விளைவாக, அலை பண்புகள் மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்களிலும் இயல்பாக இருக்க வேண்டும். இருப்பினும், பெரிய அளவிலான மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்கள் காரணமாக, அவற்றின் அலை பண்புகளை சோதனை முறையில் கண்டறிய முடியாது. எடுத்துக்காட்டாக, 10 -9 கிராம் நிறை கொண்ட ஒரு தூசி, 0.5 மீ / வி வேகத்தில் நகரும், சுமார் 10 -21 மீ அலைநீளம் கொண்ட டி ப்ரோக்லி அலைக்கு ஒத்திருக்கிறது, அதாவது தோராயமாக 11 ஆர்டர்கள் அளவு சிறியது. அணுக்களின் அளவை விட. இந்த அலைநீளம் கண்காணிப்புக்கு அணுகக்கூடிய பகுதிக்கு வெளியே உள்ளது. மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்கள் கார்பஸ்குலர் பண்புகளை மட்டுமே வெளிப்படுத்த முடியும் என்பதை இந்த எடுத்துக்காட்டு காட்டுகிறது.
எனவே, டி ப்ரோக்லியின் சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்ட அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மையின் கருதுகோள் நுண்ணுயிர் பொருட்களின் பண்புகள் பற்றிய கருத்துக்களை தீவிரமாக மாற்றியது.
அனைத்து நுண்ணிய பொருட்களும் அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இருப்பினும், அவை கிளாசிக்கல் அர்த்தத்தில் அலை அல்லது துகள் அல்ல. நுண்ணிய பொருள்களின் வெவ்வேறு பண்புகள் ஒரே நேரத்தில் வெளிப்படுவதில்லை, அவை ஒன்றுக்கொன்று பூர்த்தி செய்கின்றன, அவற்றின் கலவை மட்டுமே நுண்ணிய பொருளை முழுமையாக வகைப்படுத்துகிறது. இது பிரபல டேனிஷ் இயற்பியலாளர் என்.போர் வகுத்த சூத்திரம் நிரப்பு கொள்கை. நுண்ணிய பொருள்கள் அலைகளைப் போலப் பரவுகின்றன, துகள்களைப் போல ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்கின்றன என்று நிபந்தனையுடன் கூறலாம்.
அலைக் கோட்பாட்டின் பார்வையில், எலக்ட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பேட்டர்னில் உள்ள மாக்சிமா டி ப்ரோக்லி அலைகளின் மிக உயர்ந்த தீவிரத்தை ஒத்துள்ளது. அதிக எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்கள் ஒரு புகைப்படத் தட்டில் பதிவுசெய்யப்பட்ட மாக்சிமா பகுதிக்குள் விழுகின்றன. ஆனால் ஒரு புகைப்படத் தட்டில் எலக்ட்ரான்களை வெவ்வேறு இடங்களுக்குப் பெறுவதற்கான செயல்முறை தனிப்பட்டது அல்ல. சிதறலுக்குப் பிறகு அடுத்த எலக்ட்ரான் எங்கு விழும் என்று கணிப்பது அடிப்படையில் சாத்தியமற்றது, ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு இடத்தில் அல்லது இன்னொரு இடத்தில் விழும் ஒரு குறிப்பிட்ட நிகழ்தகவு மட்டுமே உள்ளது. எனவே, ஒரு நுண்ணிய பொருளின் நிலை மற்றும் அதன் நடத்தை பற்றிய விளக்கத்தை நிகழ்தகவு கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் மட்டுமே வழங்க முடியும்.
டி ப்ரோக்லி அலைகள் மின்காந்த அலைகள் அல்ல, கிளாசிக்கல் இயற்பியலில் படிக்கப்படும் அனைத்து வகையான அலைகளிலும் ஒப்புமை இல்லை, ஏனெனில் அவை எந்த அலை மூலங்களாலும் உமிழப்படுவதில்லை மற்றும் மின்காந்தம் அல்லது வேறு ஏதேனும் ஒரு புலத்தின் பரவலுடன் தொடர்புடையவை அல்ல. அவை மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்டதா அல்லது நடுநிலையானதா என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல் எந்த நகரும் துகளுடனும் தொடர்புடையது.
அலை பண்புகள்.ஐசக் நியூட்டனின் சமகாலத்தவர், டச்சு இயற்பியலாளர் கிறிஸ்டியன் ஹியூஜென்ஸ், கார்பஸ்கிள்களின் இருப்பை நிராகரிக்கவில்லை, ஆனால் அவை ஒளிரும் உடல்களால் உமிழப்படுவதில்லை, ஆனால் எல்லா இடங்களையும் நிரப்புகின்றன என்று நம்பினார். ஹைஜென்ஸ் ஒளி பரவல் செயல்முறையை ஒரு முன்னோக்கி நகர்வாக அல்ல, ஆனால் ஒரு கார்பஸ்கிலின் தாக்கத்தை மற்றொன்றுக்கு மாற்றும் ஒரு தொடர்ச்சியான செயல்முறையாக குறிப்பிடப்படுகிறது.
ஹ்யூஜென்ஸின் ஆதரவாளர்கள் ஒரு சிறப்பு ஊடகத்தில் ஒளி பரப்பும் அலைவு என்று கருத்து தெரிவித்தனர் - "ஈதர்", இது முழு உலக இடத்தையும் நிரப்புகிறது மற்றும் அனைத்து உடல்களிலும் சுதந்திரமாக ஊடுருவுகிறது. ஒரு ஒளி மூலத்திலிருந்து ஒளி தூண்டுதல் அனைத்து திசைகளிலும் ஈதர் மூலம் பரவுகிறது.
இவ்வாறு, ஒளியின் தன்மை பற்றிய முதல் அலை கருத்துக்கள் எழுந்தன. ஒளியின் ஆரம்ப அலைக் கோட்பாட்டின் முக்கிய மதிப்பு முதலில் ஹ்யூஜென்ஸால் உருவாக்கப்பட்ட கொள்கையாகும், பின்னர் ஃப்ரெஸ்னல் உருவாக்கியது. ஒளி தூண்டுதலால் அடையப்படும் ஒவ்வொரு சிறுநீரகமும் இரண்டாம் நிலை அலைகளின் மையமாக மாறி அவற்றை அண்டை சிறுநீரகங்களுக்கு எல்லா திசைகளிலும் கடத்துகிறது என்று ஹியூஜென்ஸ்-ஃப்ரெஸ்னல் கொள்கை கூறுகிறது.
ஒளியின் அலை பண்புகள் குறுக்கீடு மற்றும் விலகல் நிகழ்வுகளில் மிகத் தெளிவாக வெளிப்படுகின்றன.
ஒளியின் குறுக்கீடு இரண்டு அலைகள் பரஸ்பரம் அமைந்திருக்கும் போது, அலைவுகளை வலுப்படுத்தலாம் அல்லது பலவீனப்படுத்தலாம்.குறுக்கீடு கொள்கை 1801 ஆம் ஆண்டில் ஆங்கிலேயர் தாமஸ் யங் (1773-1829) என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஜங் இரண்டு துளைகளுடன் இப்போது உன்னதமான பரிசோதனையை நிகழ்த்தினார். திரையில், ஒரு முள் முனையால் இரண்டு நெருக்கமான இடைவெளியில் துளைகள் துளைக்கப்பட்டன, அவை திரைச்சீலை சாளரத்தில் ஒரு சிறிய துளையிலிருந்து சூரிய ஒளியால் ஒளிரும். திரைக்குப் பின்னால், இரண்டு பிரகாசமான புள்ளிகளுக்குப் பதிலாக, மாறி மாறி இருண்ட மற்றும் ஒளி வளையங்களின் தொடர் காணப்பட்டது.
குறுக்கீடு வடிவத்தைக் கவனிப்பதற்கு அவசியமான நிபந்தனை அலைகளின் ஒத்திசைவு (ஊசலாட்டம் அல்லது அலை செயல்முறைகளின் ஒருங்கிணைந்த ஓட்டம்).
குறுக்கீட்டின் நிகழ்வு சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது - இன்டர்ஃபெரோமீட்டர்கள், இதன் உதவியுடன் பல்வேறு துல்லியமான அளவீடுகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன மற்றும் பகுதிகளின் மேற்பரப்பு பூச்சு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, அத்துடன் பல கட்டுப்பாட்டு செயல்பாடுகள்.
1818 ஆம் ஆண்டில், பாரிஸ் அகாடமி ஆஃப் சயின்சஸ் போட்டிக்கு ஃப்ரெஸ்னல் ஒளியின் மாறுபாடு பற்றிய விரிவான அறிக்கையை சமர்ப்பித்தார். இந்த அறிக்கையை கருத்தில் கொண்டு, A. Poisson (1781-1840) Fresnel முன்மொழியப்பட்ட கோட்பாட்டின் படி, சில நிபந்தனைகளின் கீழ், ஒளியின் பாதையில் ஒரு ஒளிபுகா சுற்று தடையில் இருந்து விலகல் வடிவத்தின் மையத்தில் இருக்க வேண்டும் என்ற முடிவுக்கு வந்தார். பிரகாசமான இடம், நிழல் அல்ல. இது ஒரு அதிர்ச்சியூட்டும் முடிவாக இருந்தது. D.F.Arago (1786-1853) உடனடியாக ஒரு பரிசோதனையை அமைத்தார், மேலும் Poisson இன் கணக்கீடுகள் உறுதி செய்யப்பட்டன. இவ்வாறு, ஃப்ரெஸ்னலின் கோட்பாட்டிற்கு வெளிப்புறமாக முரண்பட்ட பாய்சன் எடுத்த முடிவு, அராகோவின் பரிசோதனையின் உதவியுடன், அதன் செல்லுபடியாகும் சான்றுகளில் ஒன்றாக மாறியது, மேலும் ஒளியின் அலை தன்மையை அங்கீகரிப்பதன் தொடக்கத்தையும் குறித்தது.
பரப்புதலின் நேர்கோட்டு திசையிலிருந்து ஒளி விலகல் நிகழ்வு டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பல ஆப்டிகல் சாதனங்கள் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனின் நிகழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. குறிப்பாக, கிரிஸ்டலோகிராஃபிக் உபகரணங்கள் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனைப் பயன்படுத்துகின்றன.
ஒளியின் அலை இயல்பு மற்றும் ஒளி அலைகளின் குறுக்கு இயல்பு ஆகியவை நிகழ்வின் மூலம் நிரூபிக்கப்படுகின்றன துருவப்படுத்தல்.துருவமுனைப்பின் சாராம்சம் ஒரு எளிய சோதனை மூலம் தெளிவாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது: ஒளி இரண்டு வெளிப்படையான படிகங்கள் வழியாக செல்லும் போது, அதன் தீவிரம் படிகங்களின் பரஸ்பர நோக்குநிலையைப் பொறுத்தது. அதே நோக்குநிலையுடன், ஒளி குறைதல் இல்லாமல் கடந்து செல்கிறது. படிகங்களில் ஒன்றை 90 ° மூலம் சுழற்றும்போது, ஒளி முற்றிலும் அணைக்கப்படும், அதாவது. படிகங்கள் வழியாக செல்லாது.
ஒளியின் அலை தன்மையும் ஒளி பரவல் நிகழ்வின் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது. வெள்ளை ஒளியின் ஒரு குறுகிய இணையான கற்றை, ஒரு கண்ணாடி ப்ரிஸம் வழியாக செல்லும் போது, வெவ்வேறு வண்ணங்களின் ஒளிக்கற்றைகளாக சிதைகிறது. வண்ணப் பட்டை தொடர் நிறமாலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. அலைநீளத்தில் ஒரு ஊடகத்தில் ஒளி பரவும் வேகத்தைச் சார்ந்திருப்பது ஒளியின் சிதறல் எனப்படும்.சிதறல் ஐ. நியூட்டனால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.
வெள்ளை ஒளியின் சிதைவு வெவ்வேறு அலைநீளங்களைக் கொண்ட மின்காந்த அலைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஒளிவிலகல் குறியீடு அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது என்பதன் மூலம் விளக்கப்படுகிறது. குறைந்த அலைநீளம் கொண்ட ஒளியின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் மிக உயர்ந்த மதிப்பு வயலட் ஆகும், மிக நீளமான அலைநீள ஒளிக்கு குறைவானது சிவப்பு. ஒரு வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் எந்த அலைநீளத்தின் ஒளிக்கும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன.
ஒளியின் மாறுபாடு, குறுக்கீடு, துருவமுனைப்பு மற்றும் சிதறல் போன்ற நிகழ்வுகளின் ஆய்வு ஒளியின் அலைக் கோட்பாட்டை நிறுவ வழிவகுத்தது.
ஒளியின் குவாண்டம் பண்புகள். 1887 ஆம் ஆண்டில், ஜி. ஹெர்ட்ஸ், எலக்ட்ரோமீட்டரின் கம்பியுடன் இணைக்கப்பட்ட துத்தநாகத் தகட்டை ஒளிரச் செய்யும் போது, ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வைக் கண்டுபிடித்தார். தட்டு மற்றும் கம்பிக்கு நேர்மறை கட்டணம் மாற்றப்பட்டால், தட்டு ஒளிரும் போது எலக்ட்ரோமீட்டர் வெளியேற்றப்படாது. தட்டுக்கு எதிர்மறை மின்சாரம் செலுத்தப்படும் போது, கதிர்வீச்சு தட்டைத் தாக்கியவுடன் எலக்ட்ரோமீட்டர் வெளியேற்றப்படுகிறது. ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு உலோகத் தகட்டின் மேற்பரப்பில் இருந்து எதிர்மறை மையக் கட்டணங்கள் வெளியேறுகின்றன என்பதை இந்த சோதனை நிரூபிக்கிறது. ஒளியால் வெளியேற்றப்பட்ட துகள்களின் மின்சுமை மற்றும் நிறை அளவீடுகள் இந்த துகள்கள் எலக்ட்ரான்கள் என்பதைக் காட்டியது. மின்காந்த கதிர்வீச்சின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு பொருளால் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும் நிகழ்வு ஒளிமின்னழுத்த விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் அளவு ஒழுங்குமுறைகள் 1888-1889 இல் நிறுவப்பட்டன. ரஷ்ய இயற்பியலாளர் ஏ.ஜி. ஸ்டோலெடோவ் (1839-1896).
ஒளியின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் அடிப்படை விதிகளை விளக்க முடியவில்லை. ஒளியின் மின்காந்தக் கோட்பாடானது ஒளிக்கதிர்வீச்சின் தீவிரம், ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் சிவப்பு எல்லையின் இருப்பு, ஒளிமின்னணுக்களின் இயக்க ஆற்றலின் விகிதாச்சாரம், ஒளியின் அதிர்வெண் ஆகியவற்றிலிருந்து ஒளிமின்னணுக்களின் ஆற்றலின் சுதந்திரத்தை விளக்க முடியவில்லை.
மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாடு மற்றும் லோரென்ட்ஸின் மின்னணுக் கோட்பாடு, அவற்றின் மகத்தான வெற்றிகள் இருந்தபோதிலும், சற்றே முரண்பட்டவை மற்றும் அவற்றின் பயன்பாட்டில் பல சிரமங்களை எதிர்கொண்டன. இரண்டு கோட்பாடுகளும் ஈதர் கருதுகோளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, "எலாஸ்டிக் ஈதர்" மட்டுமே "மின்காந்த ஈதர்" (மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாடு) அல்லது "நிலையான ஈதர்" (லோரன்ட்ஸின் கோட்பாடு) மூலம் மாற்றப்பட்டது. மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டினால் ஒளியின் உமிழ்வு மற்றும் உறிஞ்சுதல், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு, காம்ப்டன் சிதறல் போன்றவற்றை விளக்க முடியவில்லை. லோரென்ட்ஸின் கோட்பாடு, பொருளுடன் ஒளியின் தொடர்புடன் தொடர்புடைய பல நிகழ்வுகளை விளக்க முடியவில்லை, குறிப்பாக விநியோகம் பற்றிய கேள்வி. வெப்ப கரும்பொருள் கதிர்வீச்சின் போது அலைநீளங்கள் மீது ஆற்றல்.
ஜேர்மன் இயற்பியலாளர் எம். பிளாங்க் 1900 இல் முன்வைத்த துணிச்சலான கருதுகோளால் இந்த சிரமங்களும் முரண்பாடுகளும் முறியடிக்கப்பட்டன. ஒளி உமிழ்வு தொடர்ச்சியாக நிகழாது, ஆனால் தனித்தனியாக, அதாவது, சில பகுதிகளில் (குவாண்டா), இதன் ஆற்றல் அதிர்வெண் n ஆல் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:
எங்கே மபிளாங்கின் நிலையானது.
பிளாங்கின் கோட்பாட்டிற்கு ஈதர் என்ற கருத்து தேவையில்லை. முற்றிலும் கருமையான உடலின் வெப்பக் கதிர்வீச்சை விளக்கினாள்.
ஏ. ஐன்ஸ்டீன் 1905 இல் உருவாக்கினார் ஒளியின் குவாண்டம் கோட்பாடு:ஒளியின் உமிழ்வு மட்டுமல்ல, அதன் பரவலும் வடிவத்தில் நிகழ்கிறது ஒளி குவாண்டா ஃப்ளக்ஸ் - ஃபோட்டான்கள்,அதன் ஆற்றல் மேலே உள்ள பிளாங்க் சூத்திரம் மற்றும் வேகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது
இதில் l என்பது அலைநீளம்.
மின்காந்த அலைகளின் குவாண்டம் பண்புகள் மிகவும் முழுமையாக வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன காம்ப்டன் விளைவு:ஒரே வண்ணமுடைய எக்ஸ்ரே கதிர்வீச்சு ஒளி அணுக்கள் கொண்ட ஒரு பொருளால் சிதறடிக்கப்படும் போது, சிதறிய கதிர்வீச்சின் கலவையில், ஆரம்ப அலைநீளத்தால் வகைப்படுத்தப்படும் கதிர்வீச்சுடன், நீண்ட அலைநீளத்துடன் கூடிய கதிர்வீச்சு காணப்படுகிறது.
ஒளியைப் பற்றிய குவாண்டம் கருத்துக்கள் கதிர்வீச்சு மற்றும் ஒளியை உறிஞ்சுதல், தொடர்பு விதிகள், பொருளுடனான கதிர்வீச்சு ஆகியவற்றின் விதிகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன. ஒளியின் குறுக்கீடு, விலகல் மற்றும் துருவமுனைப்பு போன்ற நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட நிகழ்வுகள் அலைக் கருத்துகளின் அடிப்படையில் நன்கு விளக்கப்பட்டுள்ளன. அனைத்து வகையான ஆய்வு செய்யப்பட்ட பண்புகள் மற்றும் ஒளி பரவலின் விதிகள், பொருளுடனான அதன் தொடர்பு அதைக் காட்டுகிறது ஒளி ஒரு சிக்கலான தன்மையைக் கொண்டுள்ளது: இது எதிர் பண்புகளின் ஒற்றுமை - கார்பஸ்குலர் (குவாண்டம்) மற்றும் அலை (மின்காந்தம்).வளர்ச்சியின் நீண்ட பாதை வழிவகுத்தது ஒளியின் இரட்டை கார்பஸ்குலர்-அலை இயல்பு பற்றிய நவீன கருத்துக்கள்.மேலே உள்ள வெளிப்பாடுகள் கதிர்வீச்சின் கார்பஸ்குலர் பண்புகளை இணைக்கின்றன - குவாண்டத்தின் நிறை மற்றும் ஆற்றல் - அலை பண்புகளுடன் - அலைவுகளின் அதிர்வெண் மற்றும் அலைநீளம். இந்த வழியில், ஒளி என்பது தனித்தன்மை மற்றும் தொடர்ச்சியின் ஒற்றுமை.
சுய பரிசோதனைக்கான கேள்விகள்
கேள்வி 1. இயற்கை அறிவியலின் மிக முக்கியமான பணி என்ன?
1. அறிவாற்றல்
2. உலகக் கண்ணோட்டம்
3. தொலைநோக்கு
4. உலகின் இயற்கை-அறிவியல் படத்தை உருவாக்குதல்
கேள்வி 2. இயற்கையின் இயற்பியல் விளக்கத்தின் மிகவும் பொதுவான, முக்கியமான அடிப்படைக் கருத்துக்களைக் குறிப்பிடவும்.
1. விஷயம்
2. இயக்கம்
3. இடம்
கேள்வி 3. புறநிலை யதார்த்தத்தைக் குறிக்க தத்துவ வகைக்கு பெயரிடவும், இது நம் உணர்வுகளால் காட்டப்படுகிறது, அவை சுயாதீனமாக இருக்கும்.
1. உணர்வு
2. காட்சி
3. விஷயம்
