نظریه الکترومغناطیسی کلاسیک نور

فهرست مطالب:

نظریه الکترومغناطیسی کلاسیک نور
نظریه الکترومغناطیسی کلاسیک نور
Anonim

در فیزیک، پدیده های نوری نوری هستند، زیرا متعلق به این بخش هستند. تاثیرات این پدیده تنها به نمایان شدن اشیاء اطراف افراد محدود نمی شود. علاوه بر این، نور خورشید انرژی گرمایی را در فضا منتقل می کند و در نتیجه اجسام گرم می شوند. بر این اساس فرضیه های خاصی در مورد ماهیت این پدیده مطرح شد.

نظریه الکترومغناطیسی نور
نظریه الکترومغناطیسی نور

انتقال انرژی توسط اجسام و امواجی که در محیط منتشر می شوند انجام می شود، بنابراین تابش از ذراتی به نام جسم تشکیل شده است. بنابراین نیوتن آنها را نامید، پس از او محققان جدیدی ظاهر شدند که این سیستم را بهبود بخشیدند، هویگنس، فوکو و غیره. نظریه الکترومغناطیسی نور کمی بعد توسط ماکسول مطرح شد.

منشا و توسعه نظریه نور

به لطف اولین فرضیه، نیوتن یک سیستم جسمی تشکیل داد که به وضوح توضیح دادماهیت پدیده های نوری تشعشعات رنگی مختلف به عنوان اجزای ساختاری موجود در این نظریه توصیف شدند. تداخل و پراش توسط دانشمند هلندی هویگنس در قرن شانزدهم توضیح داده شد. این محقق نظریه نور بر اساس امواج را مطرح و تشریح کرد. با این حال، تمام سیستم های ایجاد شده توجیه نشدند، زیرا آنها ماهیت و اساس پدیده های نوری را توضیح ندادند. در نتیجه جستجوی طولانی، سؤالات مربوط به حقیقت و صحت انتشار نور و همچنین ماهیت و اساس آنها حل نشده باقی ماند.

چند قرن بعد، چندین محقق تحت رهبری فوکو، فرنل شروع به طرح فرضیه های دیگری کردند که به دلیل مزیت نظری امواج نسبت به اجسام آشکار شد. با این حال، این نظریه نیز دارای کاستی ها و کاستی هایی بود. در واقع این توصیف ایجاد شده حاکی از وجود ماده ای است که در فضا وجود دارد، به دلیل اینکه خورشید و زمین در فاصله زیادی از یکدیگر قرار دارند. اگر نور آزادانه بیفتد و از این اجسام عبور کند، مکانیسم های عرضی در آنها وجود دارد.

شکل گیری و بهبود بیشتر نظریه

بر اساس کل این فرضیه، پیش نیازهای ایجاد یک نظریه جدید در مورد اتر جهانی که اجسام و مولکول ها را پر می کند، پدید آمد. و با در نظر گرفتن ویژگی های این ماده، باید جامد باشد، در نتیجه دانشمندان به این نتیجه رسیدند که خاصیت کشسانی دارد. در واقع، اتر باید بر روی کره زمین در فضا تأثیر بگذارد، اما این اتفاق نمی افتد. بنابراین، این ماده به هیچ وجه توجیه نمی شود، مگر اینکه تابش نور از آن عبور می کند و آن راسختی دارد بر اساس چنین تناقضاتی، این فرضیه مورد تردید، بی معنی و تحقیقات بعدی قرار گرفت.

آثار ماکسول

خواص موج نور و نظریه الکترومغناطیسی نور می توان گفت زمانی که ماکسول تحقیقات خود را آغاز کرد یکی شد. در جریان مطالعه، مشخص شد که سرعت انتشار این کمیت ها اگر در خلاء باشند منطبق است. در نتیجه اثبات تجربی، ماکسول فرضیه ای را در مورد ماهیت واقعی نور مطرح کرد و اثبات کرد که سال ها و سایر اقدامات و تجربیات با موفقیت تأیید شد. بنابراین، در قرن قبل از گذشته، نظریه الکترومغناطیسی نور ایجاد شد که امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. بعداً به عنوان یک کلاسیک شناخته خواهد شد.

خواص موجی نور نظریه الکترومغناطیسی نور
خواص موجی نور نظریه الکترومغناطیسی نور

خواص موجی نور: نظریه الکترومغناطیسی نور

بر اساس فرضیه جدید، فرمول λ=c/ν به دست آمد که نشان می دهد در هنگام محاسبه فرکانس می توان طول را پیدا کرد. انتشار نور امواج الکترومغناطیسی هستند، اما تنها در صورتی که برای انسان قابل درک باشند. علاوه بر این، آنها را می توان چنین نامید و با نوسانات از 4 1014 تا 7.5 1014 هرتز درمان می شوند. در این محدوده فرکانس نوسان می تواند متفاوت باشد و رنگ تابش متفاوت است و هر قطعه یا بازه یک رنگ مشخص و متناظر برای خود خواهد داشت. در نتیجه، فرکانس مقدار مشخص شده طول موج در خلاء است.

محاسبه نشان می دهد که گسیل نور می تواند از 400 نانومتر تا 700 نانومتر باشد (بنفش ورنگ های قرمز). در مرحله گذار، رنگ و فرکانس حفظ می شود و به طول موج بستگی دارد که بر اساس سرعت انتشار متفاوت است و برای خلاء مشخص می شود. نظریه الکترومغناطیسی نور ماکسول بر پایه علمی استوار است، جایی که تابش بر اجزای تشکیل دهنده بدن و مستقیماً بر آن فشار وارد می کند. درست است، این مفهوم بعداً توسط لبدف آزمایش و به طور تجربی اثبات شد.

نظریه الکترومغناطیسی و کوانتومی نور

انتشار و توزیع اجسام نورانی بر حسب فرکانس نوسان با قوانینی که از فرضیه موج به دست آمده است سازگار نیست. چنین بیانیه ای از تجزیه و تحلیل ترکیب این مکانیسم ها ناشی می شود. پلانک فیزیکدان آلمانی سعی کرد توضیحی برای این نتیجه بیابد. بعداً، او به این نتیجه رسید که تابش به شکل بخش‌های خاصی رخ می‌دهد - کوانتومی، سپس این جرم را فوتون نامیدند.

در نتیجه، تجزیه و تحلیل پدیده های نوری به این نتیجه منجر شد که گسیل نور و جذب با استفاده از ترکیب جرمی توضیح داده شده است. در حالی که آنهایی که در محیط انتشار یافتند توسط نظریه موج توضیح داده شدند. بنابراین، مفهوم جدیدی برای کشف و توصیف کامل این مکانیسم ها مورد نیاز است. علاوه بر این، سیستم جدید قرار بود ویژگی‌های مختلف نور، یعنی جسمی و موجی را توضیح دهد و ترکیب کند.

تئوری الکترومغناطیسی تعریف نور
تئوری الکترومغناطیسی تعریف نور

توسعه نظریه کوانتومی

در نتیجه، آثار بور، اینشتین، پلانک اساس این ساختار بهبود یافته بود که کوانتوم نامیده می شد. تا به امروز، این سیستم توصیف و توضیح می دهدنه تنها نظریه کلاسیک الکترومغناطیسی نور، بلکه سایر شاخه های دانش فیزیکی. در اصل، مفهوم جدید اساس بسیاری از ویژگی ها و پدیده های رخ داده در اجسام و فضا را تشکیل داد و علاوه بر این، تعداد زیادی از موقعیت ها را پیش بینی و توضیح داد.

اساساً، نظریه الکترومغناطیسی نور به طور خلاصه به عنوان یک پدیده مبتنی بر غالب های مختلف توصیف می شود. به عنوان مثال، متغیرهای هسته ای و موجی اپتیک با هم ارتباط دارند و با فرمول پلانک بیان می شوند: ε=ℎν، انرژی کوانتومی، نوسانات تابش الکترومغناطیسی و فرکانس آنها وجود دارد، یک ضریب ثابت که برای هیچ پدیده ای تغییر نمی کند. بر اساس نظریه جدید، یک سیستم نوری با مکانیسم‌های مختلف متشکل از فوتون‌های با قدرت است. بنابراین، قضیه اینگونه به نظر می رسد: انرژی کوانتومی با تابش الکترومغناطیسی و نوسانات فرکانس آن نسبت مستقیم دارد.

پلانک و نوشته هایش

Axiom c=νλ، در نتیجه فرمول پلانک ε=hc / λ تولید می شود، بنابراین می توان نتیجه گرفت که پدیده فوق برعکس طول موج با تأثیر نوری در خلاء است. آزمایش‌های انجام‌شده در فضای بسته نشان داد که تا زمانی که فوتون وجود دارد، با سرعت خاصی حرکت می‌کند و نمی‌تواند سرعت خود را کاهش دهد. با این حال، توسط ذرات موادی که در راه ملاقات می کند جذب می شود، در نتیجه تبادلی رخ می دهد و ناپدید می شود. برخلاف پروتون‌ها و نوترون‌ها، جرم سکون ندارد.

امواج الکترومغناطیسی و نظریه های نور هنوز پدیده های متناقض را توضیح نمی دهند،به عنوان مثال، در یک سیستم ویژگی های مشخصی وجود خواهد داشت، و در دیگری جسمی، اما، با این وجود، همه آنها توسط تابش متحد می شوند. بر اساس مفهوم کوانتومی، خواص موجود در ماهیت ساختار نوری و به طور کلی ماده وجود دارد. یعنی ذرات دارای خواص موجی هستند و اینها به نوبه خود جسمی هستند.

نظریه الکترومغناطیسی و کوانتومی نور
نظریه الکترومغناطیسی و کوانتومی نور

منابع نور

مبانی نظریه الکترومغناطیسی نور بر اساس اصل موضوع است که می گوید: مولکول ها، اتم های اجسام تشعشع مرئی ایجاد می کنند که به آن منشاء یک پدیده نوری می گویند. تعداد زیادی از اشیاء وجود دارد که این مکانیسم را تولید می کنند: یک لامپ، کبریت، لوله و غیره. علاوه بر این، هر یک از این چیزها را می توان به گروه های معادل تقسیم کرد که با روش گرم کردن ذرات تشعشع تعیین می شود.

چراغ های ساختاری

منشا اصلی درخشش به دلیل تحریک اتم ها و مولکول ها به دلیل حرکت آشفته ذرات در بدن است. این به این دلیل است که دما به اندازه کافی بالا است. انرژی تابش شده به دلیل افزایش قدرت داخلی آنها افزایش یافته و گرم می شود. چنین اجسامی متعلق به اولین گروه از منابع نور هستند.

تابش اتم ها و مولکول ها بر اساس ذرات در حال پرواز مواد به وجود می آید، و این یک تجمع حداقلی نیست، بلکه یک جریان کامل است. دما در اینجا نقش خاصی ندارد. به این درخشش، لومینسانس می گویند. یعنی همیشه به این دلیل اتفاق می افتد که بدن انرژی خارجی ناشی از تابش الکترومغناطیسی، شیمیایی را جذب می کند.واکنش، پروتون، نوترون، و غیره.

و سرچشمه ها را شب تاب می گویند. تعریف تئوری الکترومغناطیسی نور این سیستم به این صورت است: اگر بعد از جذب انرژی توسط جسمی مدتی بگذرد که با تجربه قابل اندازه گیری است و سپس تابشی تولید کند که به دلیل دما نیست، بنابراین متعلق به موارد فوق است. گروه.

مبانی نظریه الکترومغناطیسی نور
مبانی نظریه الکترومغناطیسی نور

تجزیه و تحلیل دقیق لومینسانس

اما به دلیل داشتن گونه های متعدد، چنین ویژگی هایی به طور کامل این گروه را توصیف نمی کند. در واقع پس از جذب انرژی، اجسام به صورت رشته ای باقی می مانند، سپس تشعشعات ساطع می کنند. زمان تحریک، به عنوان یک قاعده، متفاوت است و به پارامترهای زیادی بستگی دارد، اغلب از چند ساعت تجاوز نمی کند. بنابراین، روش گرمایش می تواند چندین نوع باشد.

یک گاز کمیاب پس از عبور جریان مستقیم از آن شروع به انتشار تابش می کند. این فرآیند الکترولومینسانس نامیده می شود. در نیمه هادی ها و ال ای دی ها مشاهده می شود. این اتفاق به گونه ای می افتد که عبور جریان باعث ترکیب مجدد الکترون ها و حفره ها می شود، به دلیل این مکانیسم، یک پدیده نوری به وجود می آید. یعنی انرژی از الکتریکی به نور تبدیل می شود، اثر فوتوالکتریک داخلی معکوس. سیلیکون یک تابشگر مادون قرمز در نظر گرفته می شود، در حالی که فسفید گالیم و کاربید سیلیکون این پدیده مرئی را درک می کنند.

جوهر فوتولومینسانس

بدن نور را جذب می کند و جامدات و مایعات طول موج های بلندی از خود ساطع می کنند که از همه جهات با نمونه اصلی متفاوت است.فوتون ها برای رشته ها از تابش فرابنفش استفاده می شود. این روش تحریک نورتابی نامیده می شود. در قسمت مرئی طیف رخ می دهد. تشعشع تبدیل شده است، این واقعیت توسط دانشمند انگلیسی استوکس در قرن 18 ثابت شد و اکنون یک قانون بدیهی است.

نظریه کوانتومی و الکترومغناطیسی نور مفهوم استوکس را به شرح زیر توصیف می کند: یک مولکول بخشی از تابش را جذب می کند، سپس آن را در فرآیند انتقال گرما به ذرات دیگر منتقل می کند، انرژی باقیمانده یک پدیده نوری ساطع می کند. با فرمول hν=hν0 - A، معلوم می شود که فرکانس انتشار لومینسانس کمتر از فرکانس جذب شده است و در نتیجه طول موج طولانی تری دارد.

نظریه الکترومغناطیسی نور ماکسول
نظریه الکترومغناطیسی نور ماکسول

بازه زمانی انتشار یک پدیده نوری

نظریه الکترومغناطیسی نور و قضیه فیزیک کلاسیک بیانگر این واقعیت است که سرعت کمیت نشان داده شده زیاد است. از این گذشته، فاصله خورشید تا زمین را در چند دقیقه طی می کند. بسیاری از دانشمندان سعی کرده اند خط مستقیم زمان و چگونگی حرکت نور از یک فاصله به فاصله دیگر را تجزیه و تحلیل کنند، اما اساساً شکست خورده اند.

نظریه الکترومغناطیسی نور و قضیه فیزیک کلاسیک
نظریه الکترومغناطیسی نور و قضیه فیزیک کلاسیک

در واقع نظریه الکترومغناطیسی نور مبتنی بر سرعت است که ثابت اصلی فیزیک است، اما قابل پیش بینی نیست، اما ممکن است. فرمول هایی ایجاد شد و پس از آزمایش مشخص شد که انتشار و حرکت امواج الکترومغناطیسی به محیط بستگی دارد. علاوه بر این، این متغیر تعریف شده استضریب شکست مطلق فضایی که مقدار مشخص شده در آن قرار دارد. تابش نور قادر است به هر ماده ای نفوذ کند، در نتیجه نفوذپذیری مغناطیسی کاهش می یابد، با توجه به این، سرعت نوری توسط ثابت دی الکتریک تعیین می شود.

توصیه شده: