Quantum physics: lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb

Muaj koj puas tau xav txog dab tsi tshwm sim tawm nyob rau hauv qhov tseeb ntau lub teeb phenomena? Piv txwv li, muab lub photoelectric nyhuv, Thaum tshav kub kub tsis, photochemical dab thiab cov zoo li - tag nrho cov quantum thaj chaw ntawm lub teeb. Yog hais tias lawv twb tsis tau nrhiav tau, zaum tej hauj lwm yuav tsis tau tsiv los ntawm cov neeg tuag taw tes, nyob rau hauv qhov tseeb, raws li zoo raws li scientific thiab cov kev kawm. Kawm lawv seem ntawm quantum optics, uas yog inextricably txuas nrog tib ceg ntawm physics.

Quantum thaj chaw ntawm lub teeb: ib tug txhais

Kom txog rau thaum nyuam qhuav, qhov tseeb thiab kev txhais lus ntawm no kho qhov muag tshwm sim yuav tsis muab. Lawv ntse siv nyob rau hauv cov kev kawm thiab lub neej txhua hnub, nyob rau hauv no lub hauv paus los tsim tsis tsuas cov mis tab sis rau tag nrho cov teeb meem nyob rau hauv physics. Formulate ib tug txiav txim zaum kawg yuav tau tsuas yog los ntawm niaj hnub zaum uas summed li cov kev ua ub ntawm nws predecessors. Yog li, lub quantum yoj thaj chaw ntawm lub teeb thiab - ib tug tsim nyog tau ntawm cov yam ntxwv ntawm nws emitters, wherewith atoms yog electrons. Quantum (los yog photon) yog tsim vim lub fact tias ib tug electron tsiv mus rau txo zog, yog li generating cov electro-nqus pulses.

Tus thawj kho qhov muag pom

XIX столетии. Cov assumption txog lub xub ntiag ntawm lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb nyob rau hauv lub XIX caug xyoo. Zaum muaj sab thiab rau siab ntso tshwm sim xws li diffraction, cuam thiab polarization. Nrog lawv pab, cov electromagnetic yoj kev tshawb xav ntawm lub teeb twb muab tau. Nws twb raws li nyob rau hauv lub acceleration ntawm lub zog ntawm electrons thaum lub sij hawm lub oscillations ntawm lub cev. Raws li ib tug tshwm sim, heats, ua raws li los ntawm tsis muaj lub teeb nyob qab nws. Tus thawj sau tus hypothesis ntawm cov ntawv no tau tsim cov Englishman D. Rayleigh. Nws yog ntshai raws li ib tug system ntawm hluav taws xob sib npaug thiab ruaj khov tsis, thiab nyob rau hauv ib tug ceev qhov chaw. Raws li nws cov lus xaus, nrog ib tug txo nyob rau hauv lawv cov zis wavelengths yuav tsum nce tsis tu ncua, ntxiv mus, yuav tsum tau muaj ultraviolet thiab x-rays. Nyob rau hauv kev xyaum, tag nrho cov no tsis tau paub tseeb hais tias, thiab nws coj lwm theorist.

Planck lub mis

XX века Макс Планк – физик немецкого происхождения – выдвинул интересную гипотезу. Thaum pib ntawm lub XX xyoo pua Maks plank - ib tug German-yug physicist - tau muab tso rau pem hauv ntej ib qho kev nthuav hypothesis. Raws li nws, lub emission thiab haum ntawm lub teeb tsis tshwm sim tsis tu ncua, raws li yav tas los xav, thiab feem - quanta, los yog raws li lawv yog hu ua photons. h , и он был равен 6,63·10 ^-34 Дж·с. Planck lub qhov twb qhia - proportionality tau sawv cev los ntawm tsab ntawv h, thiab nws yog sib npaug zos rau 6,63 × 10 ^-34 J · s. v – частота света. Nyob rau hauv thiaj li yuav xam lub zog ntawm txhua photon, yuav tsum tau ib tug muaj nuj nqi - v - lub zaus ntawm lub teeb. Planck lub qhov khoo los ntawm cov zaus, thiab raws li ib tug tshwm sim tau lub zog ntawm ib tug tib photon. Txij li thaum German paub txog meej thiab raug ruaj nyob rau hauv ib tug yooj yim mis, lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb, uas tau raug yav tas pom los ntawm H. Hertz, thiab xaiv nws raws li lub photoelectric nyhuv.

Tus foundations ntawm cov photoelectric nyhuv

Raws li peb tau hais tias, tus paub txog Genrih Gerts yog tus thawj uas kos mloog mus rau lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb nezamechaemye ua ntej lawm. Lub photoelectric nyhuv twb tshwm sim nyob rau hauv 1887 thaum ib tus paub txog tuaj koom illuminated ib tug zinc phaj thiab ib tug pas nrig ntawm lub electrometer. Nyob rau hauv lub rooj plaub uas lub phaj los mus rau ib tug zoo nyiaj, tus electrometer yog tsis pom. Yog hais tias ib tug tsis zoo xwb yog tawm txim liab, tus ntaus ntawv pib tawm, sai li sai raws li lub phaj ntog ultraviolet hluav taws xob. Thaum lub sij hawm no ob txhais tes-on kev nws twb muaj pov thawj hais tias tus phaj yog raug mus rau lub teeb yuav radiate tsis zoo hluav taws xob nqi, uas tom qab tau txais cov npe kom tsim nyog - electrons.

Tswv yim kev Stoletova

Tswv yim thwmsim nrog electrons ua Lavxias teb sab soj ntsuam Alexander Stoletov. Rau nws thwmsim nws siv ib lub tshuab nqus iav teeb thiab ob electrodes. Ib electrode siv rau lub hwj chim kis tau tus mob, thiab lub thib ob yog illuminated, thiab nws tau coj tuaj rau qhov tsis zoo ncej ntawm lub roj teeb. Thaum lub sij hawm lub lag luam no, tam sim no pib nce lub zog, tab sis tom qab ib tug thaum nws tau los ua ib qhov thiab ncaj qha mus proportional rau cov tawg ntawm lub teeb. Raws li ib tug tshwm sim, nws twb pom hais tias cov kinetic zog ntawm electrons raws li delaying lub voltage tsis nyob ntawm seb lub hwj chim ntawm lub teeb. Tab sis qhov kev nce rau hauv lub zaus ntawm lub teeb ua kom loj hlob no daim duab.

Tshiab quantum thaj chaw ntawm lub teeb: lub photoelectric nyhuv thiab nws cov kev cai

Thaum lub sij hawm txoj kev loj hlob ntawm Hertz tus tshawb xav thiab xyaum Stoletov tau rho peb tej kev cai, uas, raws li nws muab tawm, lub photons yog ua tau hauj lwm:

Мощность светового излучения, которое падает на поверхность тела, прямо пропорциональна силе тока насыщения. 1. fais fab teeb uas ntog rau ntawm qhov chaw ntawm lub cev yog ncaj qha proportional rau lub zog ntawm cov saturation tam sim no.

Мощность светового излучения никак не влияет кинетическую энергию фотоэлектронов, а вот частота света является причиной линейного роста последней. 2. Hwj chim lub teeb tsis cuam tshuam rau kev tig tau lub zog ntawm lub photoelectron, tab sis lub zaus ntawm lub teeb yog qhov ua rau ntawm qhov tseeb linear txoj kev loj hlob.

Существует некая «красная граница фотоэффекта». 3. Yog ib yam ntawm cov "liab ntug ntawm lub photoelectric nyhuv." Ntawm kab hauv qab no yog hais tias yog hais tias tus zaus yog tsawg tshaj li qhov tsawg kawg nkaus zaus taw qhia lub teeb rau ib tug muab khoom, lub photoelectric cov nyhuv yog cai.

ob theories kev sib tsoo Teeb meem

Tom qab noj cov mis muab tau Max Planck, Science ntsib nrog ib lub teeb meem. Yav tas los muab yoj, thiab quantum thaj chaw ntawm lub teeb, uas twb qhib ib tug me ntsis rau yav tom ntej, yuav tsis muaj nyob rau hauv lub moj khaum ntawm lub feem ntau txais cov kev cai ntawm physics. Nyob rau hauv raws li cov electromagnetic, cov laus lub hom phiaj, tag nrho cov electrons ntawm lub cev, uas ntog rau ntawm lub teeb yuav tsum tau tuaj mus rau hauv yuam oscillation nyob rau tib lub zaus. Qhov no yuav ua kom muaj ib tug infinite kinetic zog uas yog heev yooj yim sua. Ntxiv mus, rau tsub zuj zuj ntawm qhov yuav tsum tau npaum li cas ntawm tas yuav nyob twj ywm rau hauv lub electron zog yog tsim nyog yuav tsum tau kaum tawm feeb, thaum lub sij hawm photoelectric nyhuv, nyob rau hauv kev xyaum, muaj yog tsis yog tus slightest ncua. Ntxiv feeb tsis meej sawv kuj los ntawm qhov tseeb hais tias lub zog ntawm photoelectrons tsis nyob ntawm seb lub hwj chim ntawm lub teeb. Ntxiv mus, muaj tsis liab ntug ntawm lub photoelectric nyhuv, thiab twb tsis xam proportional rau lub zaus ntawm lub electron kinetic zog ntawm lub teeb tau qhib. Cov laus kev tshawb xav yuav tsis piav kom meej meej pom mus rau lub qhov muag ntawm lub cev tshwm sim, thiab lub tshiab tau tsis tau tag nrho ua hauj lwm tawm.

Rationalism Alberta Eynshteyna

Tsuas yog nyob rau hauv 1905, tus poj physicist Albert Einstein tsom nyob hauv kev xyaum thiab articulated nyob rau hauv kev tshawb xav, nws yog dab tsi - qhov ntawm lub teeb. Thiab quantum yoj zog, qhib los ntawm ob opposite txhua lwm yam hypotheses nyob rau hauv sib npaug zos qhov chaw xam qhovkev rau photons. Mus ua kom tiav daim duab Corporate xwb lub hauv paus ntsiab ntawm discreteness, piv txwv li lub caij nyoog qhov chaw ntawm photons nyob rau hauv qhov chaw. Txhua photon - ib tug particle uas yuav absorbed los yog tawm txim liab raws li ib tug tag nrho. Electron "nqos" inward photon tsub kom nws them nyiaj rau tus nqi ntawm lub zog absorbed los ntawm tus hais. Ntxiv mus, nyob rau hauv lub photocathode electron tsiv mus rau nws saum npoo, thaum tswj ib tug "ob koob tshuaj" ntawm lub zog, uas tso zis yog hloov mus rau hauv kinetic zog. Nyob rau hauv no yooj yooj yim yam, thiab photoelectric nyhuv yog nqa tawm nyob rau hauv uas tsis muaj ncua cov tshuaj tiv thaiv. Thaum lub finish ntawm lub electron ua ib quantum nws tus kheej, uas ntog rau ntawm qhov chaw ntawm lub cev, radiating nrog txawm ntau zog. Qhov ntau dua tus xov tooj ntawm photons ua - qhov ntau haib tawg, ntsig txog, thiab cov fluctuation ntawm lub teeb yoj hlob.

Qhov yooj yim kiag li lawm, uas yog raws li nyob rau hauv lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov photoelectric nyhuv

Tom qab lub discoveries los ntawm German zaum thaum pib ntawm lub thib nees nkaum caug xyoo, lub daim ntawv thov tau txais mus rau hauv lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb rau cov siv thiab ua cov ntau yam pab kiag li lawm. Inventions, uas nws lub lag luam yog cov photoelectric nyhuv, hu ua hnub ci hlwb, nyuaj tus neeg sawv cev uas - lub tshuab nqus tsev. Ntawm nws cov disadvantages yuav hu ua tsis muaj zog tam sim no conductivity, tsis tshua muaj rhiab heev rau ntev yoj tawg, uas yog vim li cas nws yuav siv tsis tau nyob rau hauv AC circuits. Lub tshuab nqus tsev ntaus ntawv yog dav siv nyob rau hauv photometry, lawv ntsuas lub dag lub zog ntawm brightness thiab lub teeb zoo. Nws kuj plays ib qho tseem ceeb luag hauj lwm nyob rau hauv fototelefonah thiab thaum lub sij hawm lub playback.

Photovoltaic hlwb nrog conduction zog

Nws yog ib tug heev txawv hom ntawm pab kiag li lawm, uas yog raws li nyob rau hauv lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb. Lawv lub hom phiaj - los hloov cov cab kuj ceev. Qhov no tshwm sim yog tej thaum hu ua nrog photoelectric nyhuv, thiab nws yog lub hauv paus ntawm lub lag luam photoconductors. Cov semiconductors ua si ib qho tseem ceeb heev luag hauj lwm nyob rau hauv peb lub neej txhua hnub. Rau cov thawj lub sij hawm lawv pib siv lub retro tsheb. Ces lawv muab lub electronics thiab cov roj teeb lub lag luam. Nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub thib nees nkaum xyoo pua pib mus thov xws hnub ci hlwb rau lub tsev spaceships. Kom txog rau thaum tam sim no, vim lub hauv photoelectric nyhuv khiav lub turnstiles nyob rau hauv lub subway, portable cov cav laij leb thiab solar panels.

photochemical tshua

Teeb, qhov ntawm uas yog tsuas yog cov muaj kev kawm nyob rau hauv lub thib nees nkaum xyoo pua, hauv qhov tseeb, nws muaj feem xyuam rau cov tshuaj lom neeg thiab lom dab. Nyob rau hauv tus ntawm flow pib quantum molecular dissociation txheej txheem thiab lawv merger nrog lub atoms. Nyob rau hauv science, qhov no yog hu ua photochemistry, thiab nyob rau hauv lub qhov ntawm ib tug ntawm nws ces yog photosynthesis. Nws yog vim mus rau lub teeb tsis kev ntawm emission ntawm tej yam tshuaj uas ua los ntawm lub hlwb mus rau hauv lub extracellular qhov chaw, uas cov nroj tsuag yuav ntsuab.

Cuam tshuam rau quantum thaj chaw ntawm lub teeb thiab tib neeg tsis pom kev. Tau txais nyob rau lub retina, ib tug photon ua tus txheej txheem ntawm decomposition ntawm protein molecules. Cov ntaub ntawv no yog thauj los ntawm neurons nyob rau hauv lub paj hlwb, thiab tom qab kev kho mob, peb muaj peev xwm tag nrho cov pom tau qhov kaj. Nightfall protein molecule yog rov qab los thiab pom kev zoo yog accommodated mus rau qhov tshiab tej yam kev mob.

tau

Peb pom tawm nyob rau hauv lub chav kawm ntawm qhov tsab xov xwm, uas yog tsuas yog lub quantum thaj chaw ntawm lub teeb muaj qhia nyob rau hauv ib tug tshwm sim hu ua lub photoelectric nyhuv. Txhua photon nws muaj nws xwb thiab loj, thiab thaum twg confronted nrog ib tug electron ntog mus rau hauv nws. Quantum thiab electron ua ib tug, thiab lawv ua ke zog yog hloov dua siab tshiab rau hauv kinetic zog, uas, nruj me ntsis hais lus, tsim nyog rau qhov kev siv ntawm cov photoelectric nyhuv. Nthwv dej oscillation li ua tej zaum yuav ua rau kom cov photon zog, tiam sis tsuas yog mus rau ib tug tej yam kev ntsuas.

Photoelectric nyhuv hnub no yog ib qho tseem ceeb ntawm feem ntau hom ntawm cov khoom. Nyob rau nws cov hauv paus lub tsev qhov chaw ships thiab satellites, tsim hnub ci hlwb yog siv raws li ib tug qhov chaw ntawm koom haum pab zog. Nyob rau hauv tas li ntawd, lub teeb tsis muaj ib tug zoo feem nyob rau hauv cov tshuaj lom neeg thiab lom dab rau lub ntiaj teb. Cov nuj nqis ntawm zoo tib yam tshav ntuj cov nroj tsuag ntsuab, lub ntiaj teb huab cua yog pleev xim rau tag nrho cov palette ntawm xiav, thiab peb pom lub ntiaj teb no raws li nws yog.