Calculați energia fotonului

Această relație este cunoscută sub numele de condiția de frecvență Bohr. Ecuația 3 se aplică pentru a găsi energia unei emisii de frecvență date. Înmulțește energia unui foton cu un număr corespunzător unui mol de fotoni, adică. constanta Avogadro. Efectul fotoelectric oferă un test al naturii corpusculare a radiației electromagnetice.

Atunci când trece de la o stare de energie la o stare de energie inferioară, atomul pierde energie părăsind ca un foton. Cu cât pierderile de energie sunt mai mari, cu atât frecvența radiațiilor emise este mai mare. Efectul fotoelectric reflectă puternic teza că radiațiile electromagnetice sunt fotoni al căror comportament este similar cu cel al particulelor. Cu toate acestea, există multe teste că radiația electromagnetică se comportă ca o undă! Cel mai copleșitor este fenomenul de difracție, o imagine de intensitate mare și scăzută generată de un obiect situat de-a lungul traseului razelor de lumină.

O imagine de difracție se formează atunci când vârfurile și undele undelor care călătoresc de-a lungul unei căi interferează cu vârfurile și ventriculii celor care urmează o cale diferită. Cele mai frecvente franjuri de interferență sunt culorile irizate care se formează pe suprafața unui CD. Dacă vârfurile coincid, amplitudinea undei crește, iar această creștere se numește interferență constructivă. Dacă în schimb vârfurile undei coincid cu ventriculii celuilalt, amplitudinea este redusă prin interferență distructivă.

Acest efect stă la baza unui studiu tehnic util al materiei. De exemplu, difracția de raze X este una dintre cele fonduri esentiale studierea structurii moleculelor. Puteți înțelege de ce oamenii de știință au fost cumva dezorientați! Rezultatele unor experimente i-au determinat să recunoască faptul că radiația electromagnetică este corpusculară, iar alte experimente i-au determinat să descopere că radiația electromagnetică oscilează. Toate acestea ne introduc în inima fizicii moderne. Experiența ne obligă să acceptăm ceea ce numim corpus de undă duală al radiației electromagnetice, care vede undele și particulele unele în altele.

În cadrul modelului de undă, intensitatea radiației este proporțională cu pătratul amplitudinii undei; în modelul corpuscular, este proporțională cu numărul de fotoni prezenți instantaneu pentru o clipă. Dacă radiația electromagnetică, care a avut multă vreme un caracter ondulatoriu, a avut și caracterul unei particule, se poate imagina că materialul luat în considerare de la particulele Dalton avea și proprietăți asemănătoare undelor?

Produsul de masă al vitezei ia numele momentului liniar p al particulei, astfel încât ecuația 5a poate fi reformulată ca raportul de Broglie, după cum urmează. Aranjamentul regulat al atomilor în interiorul cristalului, cu centre distanțate la aproximativ 250 µm, acționează ca un model, capabil să împrăștie undele și să observe efectiv o imagine de difracție. Astăzi, difracția electronilor este o metodă importantă pentru determinarea structurii moleculare și studierea structurii suprafețelor solide.

Estimarea lungimii de undă a particulelor

Citind mai jos, veți înțelege de ce proprietățile corozive ale particulelor nu au fost niciodată evidente. Calculează lungimea de undă a unei particule de 1 g de masă care se mișcă cu o viteză de 1 m s - 1. Deoarece particula în cauză este mult mai grea decât orice particulă subatomică, se așteaptă o lungime de undă foarte scurtă.

Pentru a afla lungimea de undă a unei particule de masă cunoscută, aplicați ecuația 5a. După cum era de așteptat, lungimea de undă a particulei este foarte mică, aproape inadecvată; același lucru este valabil și pentru orice alt obiect macroscopic care se mișcă cu viteză normală. Electronii au atât proprietăți corozive, cât și proprietăți corpusculare.

Când radiația care vine din stânga trece prin două distanțe scurte, fiecare dintre ele generează unde circulare care interferează între ele. Acolo unde intervenția este constructivă, ecranul din spatele fantelor arată o linie luminoasă; unde interferența este distructivă, ecranul este întunecat.

Undele cu două componente „sunt în acord de fază”: vârfurile lor și ventriculii lor coincid. Valoarea rezultată are o amplitudine, egal cu suma componente. Lungimea de undă a radiației nu se modifică ca urmare a interferenței: schimbă doar amplitudinea. Interferență distructivă. Unde cu două componente „în nepotrivire de fază”: vârfurile unuia coincid cu ventriculii celuilalt. Capacitatea de recepție are o amplitudine mult mai mică a componentelor.

Când undele din apă se difractează și se intersectează, ele creează interferențe constructive dacă aripile lor și vârfurile lor se potrivesc; în acest caz se adaugă amplitudinile lor când sunt anulate dacă sunt defazate. Davisson și Germer au arătat că electronii reflectați dintr-un cristal au ca rezultat o imagine de difracție. Thomson, care lucrează în Aberdeen, Scoția, a demonstrat că produc o imagine de difracție chiar și printr-o foaie subțire de aur.

Capitolul Atomi: Regatul cuantic

Calculează lungimea de undă a unui glonț de 5,0 g la viteza dubla sunet. Dualismul corpus ondulat distruge bazele fizicii clasice. În mecanica clasică, fiecare particulă urmează o anumită traiectorie, adică. o traiectorie de-a lungul căreia poziția și momentul liniar apar instantaneu la un anumit moment. În schimb, locația exactă a particulei care acționează ca undă nu poate fi determinată. De exemplu, gândiți-vă la o frânghie de chitară: un val se propagă de-a lungul frânghiei fără a găsi un singur punct.

Astfel, electronul atomului de hidrogen nu poate fi descris ca o particulă orbitală în jurul nucleului în conformitate cu o anumită traiectorie. Imaginea populară a electronului care face orbite regulate în jurul nucleului trebuie să fie îndepărtată pentru totdeauna. Este imposibil de depășit. Dacă știm că în acest moment particula este la un moment dat, nu putem spune nimic despre poziție, ceea ce va dura un minut! Exprimarea matematică a acestui principiu.

Cu alte cuvinte, produsul incertitudinilor a două măsuri simultane nu poate fi mai mic decât o valoare constantă dată. Principiul incertitudinii are puține implicații practice când vorbim despre obiecte macroscopice, dar are mare importanțăîn cazul particulelor subatomice precum electronii.

Principiul incertitudinii Heisenberg afirmă că este imposibil să cunoști exact atât timpul, cât și poziția unei particule în același timp. Pentru a justifica dualismul cu un corpus ondulatoriu, savanții din secolul al XX-lea nu au putut să nu ia în considerare descrierea întrebării acceptate în secolul precedent. Unul dintre primii care a formulat teoria eficientă a fost omul de știință austriac Erwin Schrödinger, care a introdus conceptul de bază teoria cuantica.

Schrödinger a înlocuit conceptul de traiectorie exactă a particulelor cu funcția de undă, ψ, functie matematica, a cărui valoare se modifică odată cu poziţia. Fizicianul german Max Born a propus cum să interpreteze fizic sensul funcției de undă. Conform interpretării lui Born a funcției de undă, probabilitatea de a găsi o particule într-o regiune dată este proporțională cu valoarea lui ψ 2. Mai exact, ψ 2 denotă densitatea probabilității, adică. raportul dintre probabilitatea de a găsi o particule într-o zonă mică și volumul acestei zone. Prin urmare, pentru a calcula probabilitatea ca particula să se afle într-o regiune spațială mică, înmulțim ψ 2 cu volumul acestei regiuni.

Oriunde ψ se anulează și, prin urmare, zero este și ψ 2, particula are o densitate de probabilitate zero. Punctul în care ψ trece prin zero este definit ca nodul funcției de undă; aceasta înseamnă că particula de la nod are o densitate de probabilitate zero. Conform mecanicii cuantice, o particulă dintr-o cutie poate avea doar anumite lungimi de undă λ; și, de asemenea, o frânghie de chitară fixată la două capete nu poate fi ondulată de undele care au vreun λ, câmpul reglează doar anumite lungimi de undă care se potrivesc cu raportul.

Densitatea de probabilitate ca o particulă să se afle într-o anumită locație este proporțională cu pătratul funcției de undă în acel punct; funcția de undă este rezolvată prin rezolvarea ecuației Schrödinger a particulei. Acesta din urmă este capabil să posede doar anumite energii.

Sunt raportate primele șase funcții de undă și energiile lor respective. Lumina este o condiție prealabilă pentru viață, deoarece este principala sursă de energie pentru hrana noastră. Lumina are un rol integral și integral în religie, în povești despre creativitate, poezie, literatură, limbă și cultură. Lumina este, de asemenea, o imagine „atmosferică” atunci când observați un apus, un răsărit, un curcubeu, un răsărit boreal și o auroră astrală. Deja pe vremea filozofilor greci și arabi, teoriile luminii erau strâns legate de cele care sunt vizibile: lumina ne permite să vedem, iar instrumentele optice precum ochelarii, lentilele de contact și terapia chirurgicală cu laser îmbunătățesc acuitatea vizuală. Timpul în care lumina este folosită pentru a diagnostica și trata defectele faciale și bolile oculare este posibil datorită fotofizicii din retina noastră și detectorilor cu semiconductori prezenți în camerele pe care le avem.

Culorile imbogatesc mediu inconjuratorîn jurul nostru, ele sunt o mare sursă de stimul uman în toate domeniile, ne încălzesc casele, ne îmbunătățesc orașele și viața. Lumina soarelui, luna și, de asemenea, stelele sunt întotdeauna o sursă de mare frumusețe și, în același timp, un mister pentru om. Lumina este baza pentru lumea modernă: capacitatea de a genera, manipula, transmite și detecta a permis evoluții în comunicații, industrie, dispozitive medicale, artă publică, instrumente biotehnologice, educaționale și programe educaționaleși toate instrumentele care fac Cercetare științifică din ce în ce mai avansate.

Lumina este și o sursă de informații pentru noi despre crearea universului și procesele fotografice care au loc în stele, precum și natura universală a legilor fizice care operează în univers. Lumina, datorită studiilor spectroscopice, a făcut posibilă obținerea unui mare succes în cunoștințele noastre teoretice și experimentale despre structura reală a atomilor și moleculelor. Același lucru mecanica cuanticăși-a văzut nașterea și dezvoltarea prin studiul luminii și interacțiunea ei cu materia.

Până astăzi, vă permite să uniți și să conectați oameni din întreaga omenire, provenind din culturi și popoare diferite, lumina fascinează, stimulează și ne apropie. Copiii sunt surprinși când pot aprinde focul convergând razele soarelui printr-o lentilă, iar adulții sunt, de asemenea, surprinși când observă microcosmosul și macrocosmosul, privind prin microscop sau telescop.