In fisica, i fenomeni luminosi sono ottici, in quanto appartengono a questa sottosezione. Gli effetti di questo fenomeno non si limitano a rendere visibili gli oggetti intorno alle persone. Inoltre, l'illuminazione solare trasmette energia termica nello spazio, a causa della quale i corpi si riscaldano. Sulla base di ciò, sono state avanzate alcune ipotesi sulla natura di questo fenomeno.
Il trasferimento di energia è effettuato da corpi e onde che si propagano nel mezzo, quindi la radiazione è costituita da particelle chiamate corpuscoli. Così li chiamò Newton, dopo di lui apparvero nuovi ricercatori che migliorarono questo sistema, erano Huygens, Foucault, ecc. La teoria elettromagnetica della luce fu avanzata poco dopo da Maxwell.
Le origini e lo sviluppo della teoria della luce
Grazie alla prima ipotesi, Newton formò un sistema corpuscolare, che si spiegava chiaramentel'essenza dei fenomeni ottici. Varie radiazioni di colore sono state descritte come componenti strutturali inclusi in questa teoria. L'interferenza e la diffrazione furono spiegate dallo scienziato olandese Huygens nel XVI secolo. Questo ricercatore ha proposto e descritto la teoria della luce basata sulle onde. Tuttavia, tutti i sistemi creati non erano giustificati, poiché non spiegavano l'essenza stessa e le basi dei fenomeni ottici. Come risultato di una lunga ricerca, le domande sulla verità e l'autenticità delle emissioni luminose, così come sulla loro essenza e base, sono rimaste irrisolte.
Pochi secoli dopo, diversi ricercatori sotto la guida di Foucault, Fresnel iniziarono a avanzare altre ipotesi, grazie alle quali fu rivelato il vantaggio teorico delle onde sui corpuscoli. Tuttavia, questa teoria aveva anche carenze e carenze. In effetti, questa descrizione creata suggeriva la presenza di una sostanza che si trova nello spazio, a causa del fatto che il Sole e la Terra sono molto distanti l'uno dall' altro. Se la luce cade liberamente e passa attraverso questi oggetti, allora ci sono meccanismi trasversali in essi.
Ulteriore formazione e miglioramento della teoria
Sulla base dell'intera ipotesi, sono emersi i prerequisiti per creare una nuova teoria sull'etere mondiale, che riempie i corpi e le molecole. E tenendo conto delle caratteristiche di questa sostanza, deve essere solida, di conseguenza, gli scienziati sono giunti alla conclusione che ha proprietà elastiche. In effetti, l'etere dovrebbe influenzare il globo nello spazio, ma questo non accade. Pertanto, questa sostanza non è giustificata in alcun modo, tranne per il fatto che la radiazione luminosa scorre attraverso di essa e essaha durezza. Sulla base di tali contraddizioni, questa ipotesi è stata messa in discussione, priva di significato e ulteriori ricerche.
Lavori di Maxwell
Si può dire che le proprietà ondulatorie della luce e la teoria elettromagnetica della luce siano diventate una cosa sola quando Maxwell iniziò la sua ricerca. Nel corso dello studio si è riscontrato che le velocità di propagazione di queste quantità coincidono se sono nel vuoto. Come risultato della fondatezza empirica, Maxwell ha avanzato e dimostrato un'ipotesi sulla vera natura della luce, che è stata confermata con successo da anni e altre pratiche ed esperienze. Così, nel secolo precedente, è stata creata una teoria elettromagnetica della luce, che è ancora utilizzata oggi. Successivamente verrà riconosciuto come un classico.
Proprietà d'onda della luce: teoria elettromagnetica della luce
Sulla base della nuova ipotesi, è stata derivata la formula λ=c/ν, che indica che la lunghezza può essere trovata quando si calcola la frequenza. Le emissioni luminose sono onde elettromagnetiche, ma solo se sono percepibili dall'uomo. Inoltre, possono essere chiamati tali e sono trattati con fluttuazioni da 4 1014 a 7.5 1014 Hz. In questo intervallo, la frequenza di oscillazione può variare e il colore della radiazione è diverso e ogni segmento o intervallo avrà un colore caratteristico e corrispondente. Di conseguenza, la frequenza del valore specificato è la lunghezza d'onda nel vuoto.
Il calcolo mostra che l'emissione di luce può variare da 400 nm a 700 nm (viola ecolori rossi). Alla transizione, la tonalità e la frequenza vengono preservate e dipendono dalla lunghezza d'onda, che varia in base alla velocità di propagazione ed è specificata per il vuoto. La teoria elettromagnetica della luce di Maxwell si basa su una base scientifica, in cui la radiazione esercita una pressione sui costituenti del corpo e direttamente su di esso. È vero, questo concetto è stato successivamente testato e dimostrato empiricamente da Lebedev.
Teoria elettromagnetica e quantistica della luce
L'emissione e la distribuzione dei corpi luminosi in termini di frequenze di oscillazione non è coerente con le leggi che sono state derivate dall'ipotesi dell'onda. Tale affermazione deriva da un'analisi della composizione di questi meccanismi. Il fisico tedesco Planck ha cercato di trovare una spiegazione a questo risultato. Più tardi giunse alla conclusione che la radiazione si presenta sotto forma di determinate porzioni - un quanto, quindi questa massa è stata chiamata fotoni.
Di conseguenza, l'analisi dei fenomeni ottici ha portato alla conclusione che l'emissione e l'assorbimento della luce sono stati spiegati utilizzando la composizione della massa. Mentre quelli che si propagavano nel mezzo erano spiegati dalla teoria delle onde. Pertanto, è necessario un nuovo concetto per esplorare e descrivere completamente questi meccanismi. Inoltre, il nuovo sistema doveva spiegare e combinare le varie proprietà della luce, cioè corpuscolare e ondulatoria.
Sviluppo della teoria quantistica
Di conseguenza, i lavori di Bohr, Einstein e Planck furono la base di questa struttura migliorata, che fu chiamata quantistica. Ad oggi, questo sistema descrive e spieganon solo la teoria elettromagnetica classica della luce, ma anche altre branche della conoscenza fisica. In sostanza, il nuovo concetto ha costituito la base di molte proprietà e fenomeni che si verificano nei corpi e nello spazio, e oltre a questo, ha predetto e spiegato un numero enorme di situazioni.
In sostanza, la teoria elettromagnetica della luce è brevemente descritta come un fenomeno basato su varie dominanti. Ad esempio, le variabili corpuscolari e d'onda dell'ottica hanno una connessione e sono espresse dalla formula di Planck: ε=ℎν, ci sono energia quantistica, oscillazioni della radiazione elettromagnetica e la loro frequenza, un coefficiente costante che non cambia per nessun fenomeno. Secondo la nuova teoria, un sistema ottico con alcuni meccanismi variabili è costituito da fotoni con forza. Quindi, il teorema suona così: l'energia quantistica è direttamente proporzionale alla radiazione elettromagnetica e alle sue fluttuazioni di frequenza.
Planck e i suoi scritti
Si produce l'assioma c=νλ, come risultato della formula di Planck ε=hc / λ, quindi si può concludere che il fenomeno di cui sopra è l'opposto della lunghezza d'onda con influenza ottica nel vuoto. Esperimenti condotti in uno spazio chiuso hanno mostrato che finché esiste un fotone, si muoverà a una certa velocità e non sarà in grado di rallentare il suo ritmo. Tuttavia, viene assorbito da particelle di sostanze che incontra lungo la strada, di conseguenza si verifica uno scambio e scompare. A differenza di protoni e neutroni, non ha massa a riposo.
Le onde elettromagnetiche e le teorie della luce non spiegano ancora i fenomeni contraddittori,per esempio, in un sistema ci saranno proprietà pronunciate e in un altro corpuscolare, ma, tuttavia, sono tutte unite dalla radiazione. Basate sul concetto di quantistico, le proprietà esistenti sono presenti nella natura stessa della struttura ottica e in generale della materia. Cioè, le particelle hanno proprietà ondulatorie e queste, a loro volta, sono corpuscolari.
Sorgenti luminose
Le basi della teoria elettromagnetica della luce si basano sull'assioma, che dice: le molecole, gli atomi dei corpi creano la radiazione visibile, che viene chiamata la sorgente di un fenomeno ottico. C'è un numero enorme di oggetti che producono questo meccanismo: una lampada, fiammiferi, tubi, ecc. Inoltre, ognuno di questi oggetti può essere suddiviso in gruppi equivalenti, che sono determinati dal metodo di riscaldamento delle particelle che realizzano la radiazione.
Luci strutturate
L'origine originale del bagliore è dovuta all'eccitazione di atomi e molecole dovuta al movimento caotico delle particelle nel corpo. Ciò si verifica perché la temperatura è sufficientemente alta. L'energia irradiata è aumentata a causa del fatto che la loro forza interna aumenta e si riscalda. Tali oggetti appartengono al primo gruppo di sorgenti luminose.
L'incandescenza di atomi e molecole sorge sulla base di particelle volanti di sostanze, e questo non è un accumulo minimo, ma un intero flusso. La temperatura qui non gioca un ruolo speciale. Questo bagliore è chiamato luminescenza. Cioè, si verifica sempre a causa del fatto che il corpo assorbe energia esterna causata da radiazioni elettromagnetiche, chimichereazione, protoni, neutroni, ecc.
E le sorgenti sono chiamate luminescenti. La definizione della teoria elettromagnetica della luce di questo sistema è la seguente: se dopo l'assorbimento di energia da parte di un corpo passa del tempo, misurabile dall'esperienza, e quindi esso produce radiazione non dovuta a indicatori di temperatura, quindi appartiene a quanto sopra gruppo.
Analisi dettagliata della luminescenza
Tuttavia, tali caratteristiche non descrivono completamente questo gruppo, a causa del fatto che ha diverse specie. Infatti, dopo aver assorbito l'energia, i corpi rimangono incandescenti, quindi emettono radiazioni. Il tempo di eccitazione, di regola, varia e dipende da molti parametri, spesso non supera diverse ore. Pertanto, il metodo di riscaldamento può essere di diversi tipi.
Un gas rarefatto inizia a emettere radiazioni dopo che una corrente continua lo attraversa. Questo processo è chiamato elettroluminescenza. Si osserva nei semiconduttori e nei LED. Ciò accade in modo tale che il passaggio della corrente dia la ricombinazione di elettroni e lacune, a causa di questo meccanismo si verifica un fenomeno ottico. Cioè, l'energia viene convertita da elettrica a luce, l'effetto fotoelettrico interno inverso. Il silicio è considerato un emettitore di infrarossi, mentre il fosfuro di gallio e il carburo di silicio realizzano il fenomeno visibile.
Essenza della fotoluminescenza
Il corpo assorbe la luce e solidi e liquidi emettono lunghe lunghezze d'onda che differiscono in tutto e per tutto dall'originalefotoni. Per l'incandescenza viene utilizzata l'incandescenza ultravioletta. Questo metodo di eccitazione è chiamato fotoluminescenza. Si verifica nella parte visibile dello spettro. La radiazione si trasforma, questo fatto è stato dimostrato dallo scienziato inglese Stokes nel 18° secolo ed è ormai una regola assiomatica.
Teoria quantistica ed elettromagnetica della luce descrivono il concetto di Stokes come segue: una molecola assorbe una porzione di radiazione, quindi la trasferisce ad altre particelle nel processo di trasferimento del calore, l'energia rimanente emette un fenomeno ottico. Con la formula hν=hν0 – A, si scopre che la frequenza di emissione della luminescenza è inferiore alla frequenza assorbita, risultando in una lunghezza d'onda maggiore.
Lasso di tempo per la propagazione di un fenomeno ottico
La teoria elettromagnetica della luce e il teorema della fisica classica indicano che la velocità della quantità indicata è grande. Dopotutto, percorre la distanza dal Sole alla Terra in pochi minuti. Molti scienziati hanno cercato di analizzare la linea retta del tempo e il modo in cui la luce viaggia da una distanza all' altra, ma in pratica hanno fallito.
In effetti, la teoria elettromagnetica della luce si basa sulla velocità, che è la costante principale della fisica, ma non prevedibile, ma possibile. Sono state create formule e dopo i test si è scoperto che la propagazione e il movimento delle onde elettromagnetiche dipende dall'ambiente. Inoltre, questa variabile è definital'indice di rifrazione assoluto dello spazio in cui si trova il valore specificato. La radiazione luminosa è in grado di penetrare in qualsiasi sostanza, di conseguenza la permeabilità magnetica diminuisce, per questo la velocità dell'ottica è determinata dalla costante dielettrica.
