Tashuvchi zarralar ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, infraqizil nurlar, rentgen nurlari, gamma nurlari va boshqa elektromagnit nurlanish shakllari

Foton Motor Boshqa tomondan, bu Xitoyning qishloq xo'jaligi texnikasi, yuk mashinalari, mikroavtobuslar va boshqa transport vositalarini ishlab chiqaruvchisi ma'lum bo'lgan nom. The kompaniyasi U 1996 yilda tashkil etilgan bo'lib, hozirgi kunda u erda o'ttiz mingga yaqin xodim ishlaydi. Pikap Foton Tunland Bu dunyodagi eng mashhur modellaridan biri.

Fotonlar "energiya to'plami"

Foton elektromagnit (yoki nur) energiyasining alohida to'plami (yoki kvant ) sifatida aniqlangan nur zarrasidir. Fotonlar doimo harakatda va vakuumda (butunlay bo'sh joy) barcha kuzatuvchilar uchun doimiy nurga ega. Fotonlar yorug'lik vakuum tezligida harakat qilishadi (odatda, faqat yorug'lik tezligi deyiladi) c = 2.998 x 10 8 m / sek.

Fotonlarning asosiy xususiyatlari

Nur fotonlari nazariyasiga ko'ra, fotonlar:

• 
  Bir vaqtning o'zida zarracha va to'lqin kabi harakat qilish kerak
  
• 
  doimiy tezlikda , c = 2.9979 x 10 8 m / sek (ya'ni "nurning tezligi") bo'sh joylarda harakat qilish
  
• 
  Nolinchi massa va dam olish energiyasi bor
  
• 
  E = h nu va p = h / lambda tenglamalari bilan ifodalangan elektromagnit to'lqinning chastota ( nu) va to'lqin uzunligi (lamdba) bilan bog'liq bo'lgan energiya va momentumni o'z ichiga oladi.
  
• 
  radiatsiya so'rib olinganidan / chiqarilganda paydo bo'lishi mumkin.
  
• 
  elektronlar va boshqa zarrachalar bilan zarralar kabi o'zaro ta'sirlarga (masalan, to'qnashuvlarga) ega bo'lishi mumkin, masalan, yorug'lik zarralari atomlar bilan to'qnashib, elektronlarning tarqalishiga olib keladigan Compton ta'sirida 
  

Fotonlarning tarixi

1926-yilda Flibert Lewis tomonidan ishlab chiqarilgan foton termini zarracha zarralar shaklidagi nur kontseptsiyasi asrlar mobaynida bo'lgan va Nyutonning optik fanlar qurilishida rasmiylashtirilgan edi.

Biroq, 1800-yillarda yorug'likning to'lqin xususiyatlari (umuman elektromagnit radiatsiya degan ma'noni anglatadi) ko'zga tashlanadi, va olimlar aslida nur zarralari nazariyasini derazadan tashlaganlar.

Albert Eynshteyn fotoelektr ta'sirini izohlamaguncha va yorug'lik energiyasini zarralar nazariyasi qaytarilganligini kantifikatsiya qilish kerakligini anglab etmadi.

Yorug’likning kvant nazariyasi, Plank formulasi, Pirometriya, Quyosh energiyasi. 1900 yilga Maks Plank absolyut qora jismdagi nurlanish muammosini hal etdi va issiklik nurlanish spektrini aynan ifodalovchi formulani olishga muvaffaq bo’ldi. Ammo Plank buning uchun modda-nurlanish o’zaro ta’siri haqidagi klassik fikrlarga mutlaqo zid bo’lgan taxminini yuritishga majbur bo’ldi. Uning taxminiga asosan, elektromagnit nurlanishi energiyasi uzluksiz ravishda emas, balki alohida diskret porsiyalar-kvantlar holida atomlarda yutilishi va nurlanishi mumkin. XIX asrning oxirlarigacha yorug‘lik hodisalari yorug‘likning elektromagnit nazariyasi nuqtai nazaridan tushuntirib kelindi. Yorug‘likning elektromagnit tabiati haqidagi tasavvurlar olimlarni elektromagnit to‘lqin energiyasining uzluksiz tarqalishiga o‘xshab yorug‘lik energiyasi ham uzluksiz uzatiladi, degan fikrga olib keldi. Ammo XIX asrning oxrlarida klassik elektrodinamika asosida tushuntirib bo‘lmaydigan hodisalar aniqlandi. Bu yangi holat fiziklarni yana yorug‘likning korpuskulyar tabiatiga murojaat etishga majbur qildi. Bular qanday hodisalar edi? Ma‘lumki, yorug‘lik hodisalari yorug‘likning modda bilan ta‘sirlashishida namoyon bo‘ladi. Bunday o‗zaro ta‘sirlar ham moddada, ham modda bilan o‘zaro ta‘sirda bo‘lgan yorug‘likda kechuvchi ma‘lum o‘zgarishlar bilan bir qatorda kuzatiladi. Yorug‘lik qaytadi, sinadi va modda tomonidan yutiladi. Modda bilan yorug‘likning o‘zaro ta‘sirlashishida kimyoviy va biologik reaksiyalar yuz beradi. Yorug‘likning modda bilan o‘zaro ta‘siri tufayli yuz beradigan hodisalarni, ular bo‘ysunadigan qonunlarni o‘rganish yorug‘lik tabiatini, uning strukturasini va ichki mohiyatini chuqurroq bilish imkonini beradi. Yorug‘likning tabiati haqidagi tasavvurlarni tub o‘zgarishlarga olib kelgan yangi kashf etilgan va o‗rganilgan hodisalar qatoriga issiqlik nurlanishi, fotoeffekt, Kompton effekti, majburiy nurlanish va shu kabilar kiradi. Yorug‘lik energiyasining elektronlarning mexanik energiyasiga(fotoeffekt va Kompton effekti) yoki yorug‘likni yutayotgan butun sistemaning mexanik energiyasiga(yorug‘likning bosimi) aylanish jarayonlari, shuningdek, yorug‘likning turli kimyoviy ta‘sirlari(fotoximiya, fotografiya, fiziologik optika) kabi hodisalar yorug‘likning ana shu ―yangi‖ tabiatidan kelib chiqadigan hodisalar sirasiga kiradi. Fizika sohasidagi g‘oyat buyuk revolyutsiya XX asrning boshiga to‘gri keldi. Issiqlikdan nurlanish (qizdirilgan jismning elektromagnit nurlanishi ) spektrlarida energiyaning taqsimlanishi sohasida o‘tkazilgan tajribalarda kuzatiladigan qonuniyatlar to‘g‘ri bo‘lmay chiqdi. Maksvell elektromagnitizmining ko‘p marta ko‘rilgan qonunlarini moddaning qisqa elektromagnit to‘lqinlar chiqarishi muammosiga tatbiq etishga urinilganda to‘satdan ―to‘polon qilib qoldi‖. Maskvell elektrodinamikasi ma‘nosiz shunday xulosaga olib kelgan ediki, bu xulosaga ko‘ra, qizdirilgan jism elektromagnit to‘lqinlar nurlayotganda enetgiya yo‘qotib, absolyut nolgacha sovishi kerak. Klassik nazariyaga binoan modda bilan nurlanish orasida issiqlik muvozanati bo‘lishi mumkin emas, ammo kundalik tajriba haqiqatda bunday emasligini ko‘rsatadi. Qizdirilgan jism elektromagnit to‘lqinlar chiqarishga o‘z energiyasining bir qisminigina sarf qiladi. Quyosh batareyasi — yarimoʻtkazgichli fotoelementlarga asoslangan tok manbai; quyosh radiatsiyasi energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantiradi. Quyosh batareyasi Elementlarining ishlashi ichki fotoeffekt hodisasiga asoslangan. Dastlabki quyosh elementini 1953—54 yillarda AQSH olimlari G.Pirson, K.Fuller va D.Chapinlar ishlab chiqishgan. Fotorezistor (foto va rezistor) — elektr qarshiligi yoritilganligiga bogʻliq boʻlgan yarimoʻtkazgichli rezistor; optoelektronika asbobi. F.ning asosiy qismi dielektrik asosga surilgan yorugʻlik sezgir yarimoʻtkazgich qatlami (qoʻrgʻoshin yoki kadmiy sulfidlari, kadmiy selenidi va boshqalar) yoki yarimoʻtkazgich plastinkasi. Qatlam (plastinka)ga tok

00:15

oʻtkazuvchi kontakt (elektrod) lar joylashtiriladi. Namlik va boshqa taʼsirlardan sakdash uchun F. maxsus qoplamaga olinadi yoki germetiklanadi. F.larning solishtirma integral sezgirligi ancha katta, biroq ular nisbatan inersion, yorugʻlik koʻrsatkichlari chizikli boʻlmaydi. F.lar infraqizil, koʻrinuvchi, ultrabinafsha, rentgen va gamma nurlanishlarning intensivligini oʻlchashda, fototelegraf alokada, tovush eshittirish qurilmalari, kuzatuvchi tizimlar, yorugʻlik relelari va boshqalarda qoʻllanadi. Quyosh batareyasining quvvati yarimoʻtkazgich materialiga, quyosh elementining konstruktiv xususiyatiga va batareyadagi elementlar soniga bogʻliq. Quyosh ele-mentlari tayyorlashda kremniy §1, galliy Oa, mishyak Az, kadmiy Syo, oltingugurt 5, surma 8, tellur Te asosidagi materiallardan foydalaniladi. Quyosh batareyasi odatda usti yaltiroq qopla-mali yassi panel koʻrinishidagi quyosh elementlaridan tayyorlanadi. Batareyadagi quyosh elementlari soni bir necha ming donagacha, panelining sathi oʻnlab m2, tok kuchi yuzlab a, kuchlanishi oʻnlab V, generator quvvati bir necha oʻn kVt gacha boradi. Q.6., asosan, kosmonavtikaaa, Yer sunʼiy yoʻldoshlari apparatlarini elektr energiyasi bilan taʼminlashda foydalaniladi. Yerda esa Quyosh batareyasi koʻchma avtomat radiostansiyalari va radiopriyomniklarda tok manbai sifatida ishlatiladi. Oʻzbekistonda quyosh energiyasidan foydalanish masalalari bilan Oʻzbekiston FA Fizika-texnika institutipya. shugʻullaniladi.

Fotoeffekt — moddalarning elektromagnit nurlanish taʼsirida elektron chiqarishi. F. hodisasini 1887-yilda nemis fizigi G. Gers ochgan. Dastlabki asosiy tadqiqotlarni rus olimi A. G. Stoletov (1888), soʻngra nemis fizigi F. Leonard (1899) oʻtkazgan. F. qonunlarini birinchi boʻlib A. Eynshteyn (1905) nazariy tushuntirgan. F.ning asosiy qonuniyatlari: 1) chiqarilayotgan elektronlar soni nurlanish intensivligiga proporsional; 2) har bir modda uchun uning sirtining maʼlum holatiga va T=0 K trada chegara — nurlanishning eng kichik chastotasi P50 (yoki eng katta toʻlki n uzunligi ^0) mavjud boʻlib, bu chegaradan tashqarida F. sodir boʻlmaydi; 3) fotoelektronlarning eng katta kinetik energiyasi nurlanish chastotasi 03 ortishi bilan chiziqli ortadi va nurlanishning intensivligiga bogʻliq boʻlmaydi. F. — kvant hodisa, uning ochilishi kvant nazariyasini eksperimental asoslashda muhim rol oʻynadi; F. qonuniyatlarini faqat kvant nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Erkin elektron fotonnk yutishi mumkin emas, chunki bunda bir vaqtning oʻzida energiyaning ham, impulsning ham saklanish qonuni bajarilmaydi. Elektron atrof muhit bilan brgʻlanganligi uchun F. hodisasi atom, molekula va kondensatlangan muhitda hosil boʻlishi mumkin. Bu bogʻlanish atomda ionlanish energiyasi ye, bn, kondensatlangan muhitda chiqish ishi A bilan tavsiflanadi. F.dagi energiyaning saklanish qonuni Eynshteyn munosabati bilan ifodalanadi: E=hm — ye (yoki Ehw — A), bunda Ye — fotoelektronning kinetik energiyasi. T=0K va yoruglik intensivligi kichik boʻlganda (amadda koʻp fotonli effektlar boʻlmaganda), agar h sh < ye, yoki h sh < A boʻlsa, F. boʻlmaydi.

Gazlarda F. ayrim atom va molekulalarda kuzatiladi (fotoionlanish). Bunda foton yutilib, elektron chikarish yoʻli bilan ionlanish yuz beradi. Fotonning ionlashga sarflagan energiyadan boshqa gamma energiyasi chikarilayotgan elektronga beriladi. Kondensatlangan muhitlarda fotonlarni yutish mexanizmi ularning energiyasiga bogʻliq. h Sh > A da foton utkazuvchanlik elektronlari (metallarda) yoki valentlik elektronlari (yarimoʻtkazgichlar va dielektriklarda) tomonidan yutiladi. Natijada tashqi F. yoki ichki F. kuzatiladi. P GO juda katta boʻlganda (ukvantlar holida) fotoelektronlar atomning chuqur qobiqlaridan urib chiqarilishi mumkin. Koʻpgina metallarning toza sirtlari uchun A>3 eV, shuning uchun metallarda F. ultrabinafsha sohada kuzatiladi. Ishqoriy yer metallari va bariy (Va) uchun F. koʻrinadigan yorugʻlik sohasida ham kuzatiladi.

Qora jismning issiqlik nurlanishi muammosini ajoyib tarzda hal qilgan Plankning gipotezasi tasdiqlandi va fotoelektr effektini tushuntirishda yanada rivojlantirildi - bu hodisa kashfiyoti va o'rganilishi kvant nazariyasining shakllanishida muhim rol o'ynadi. 1887 yilda G. Gerts manfiy elektrod ultrabinafsha nurlar bilan yoritilganda, elektrodlar orasidagi oqim pastroq kuchlanishda sodir bo'lganligini aniqladi. V. Galvaks (1888) va A.G.ning tajribalari ko'rsatganidek, bu hodisa. Stoletov (1888-1890), yorug'lik ta'sirida elektroddan manfiy zaryadlarni chiqarib yuborish natijasida paydo bo'lgan. Elektron hali kashf qilinmagan. Faqat 1898 yilgacha J.J. Tompson va F. Leonard, tanadan chiqarilgan zarrachalarning o'ziga xos zaryadini o'lchab, bu elektronlar ekanligini aniqladilar.

Tashqi, ichki, klapanli va ko'pfotonli fotoelektrik effektni ajrating.