Čo je žiarenie vo fyzike? Definícia, vlastnosti, aplikácia žiarenia vo fyzike. Čo je tepelné žiarenie vo fyzike

Dnes hovoríme o tom, čo je ožiarenie vo fyzike. Hovorme o povahe elektronických prechodov a poskytneme elektromagnetickú škálu.

Božstvo a Atóm

Štruktúra hmoty sa stala predmetom záujmu vedcovpred viac ako dvoma rokmi. Starovekí grécki filozofi sa pýtali, ako sa vzduch líši od ohňa a zem z vody, prečo je mramor biely a čierne uhlie. Vytvorili zložité systémy vzájomne závislých komponentov, navzájom sa vyvrátili alebo podporovali. A najviac nepochopiteľné javy, napríklad úder blesku alebo východ slnka pripisuje pôsobeniu bohov.

Raz, po mnoho rokov sledujúc kroky chrámu,jeden vedec poznamenal: každá noha, ktorá stojí na skale, odvádza malú časť hmoty. V priebehu času mramor zmenil tvar, kríže uprostred. Názov tohto vedca je Leucippus a nazval najmenšie častice atómy, nedeliteľné. Z tohto začala cesta k štúdiu toho, čo je ožiarenie vo fyzike.

Veľkonočné a svetlé

Potom prišli temné časy, veda bola opustená. Všetci, ktorí sa snažili študovať prírodné sily, boli nazývaní čarodejnice a čarodejníci. Podivuhodne to však bolo náboženstvo, ktoré dalo impulz ďalšímu rozvoju vedy. Štúdium toho, čo takéto žiarenie vo fyzike začalo astronómou.

V týchto dňoch bol vypočítaný čas osláv Veľkej nocizakaždým rôznymi spôsobmi. Komplexný systém vzťahov medzi jarným rovnodennosťou, 26-dňovým lunárnym cyklom a 7-dňovým týždňom neumožnil vytvorenie tabuľky dátumu na oslavu Veľkej noci už viac ako pár rokov. Ale kostol musel naplánovať všetko vopred. Preto pápež Leo X nariadil prípravu presnejších tabuliek. Toto vyžadovalo dôkladné pozorovanie pohybu mesiaca, hviezd a slnka. A nakoniec, Nicholas Copernicus si uvedomil: Zem nie je plochá a nie stred vesmíru. Planéta je guľa, ktorá sa točí okolo Slnka. A Mesiac je sféra na obežnej dráhe Zeme. Samozrejme, možno sa pýtať: "Čo to všetko súvisí so skutočnosťou, že takéto žiarenie je vo fyzike?" Teraz ho otvoríme.

Oválne a lúč

Neskôr Kepler doplnil systém Copernican,že planéty sa pohybujú v oválnych dráhach a pohyb je nerovný. Ale bol to prvý krok, ktorý v ľudstve vplýval záujem o astronómiu. A navyše sa objavili otázky: "Čo je to hviezda?", "Prečo ľudia vidia jej lúče?" A "Čo je jedna hviezda iná?". Ale najprv musíte ísť od obrovských predmetov až po tie najmenšie. A potom prichádzame k žiareniu, konceptu vo fyzike.

Atóm a hrozienka

Na konci devätnásteho storočia,znalosť najmenších chemických jednotiek hmoty - atómov. Bolo známe, že sú elektricky neutrálne, ale obsahujú tak pozitívne, ako aj negatívne nabité prvky.

Predpoklady predložené veľa: a že pozitívne náboje sú distribuované v negatívnej oblasti, ako sú hrozienka v bochníku a že atóm je kvapka z heterogénne nabitých kvapalných častí. Ale všetko objasnilo skúsenosti Rutherfordovej. Dokázal, že v strede tohto jadra je pozitívne ťažké jadro a okolo neho sú umiestnené svetlé negatívne elektróny. A konfigurácia škrupín pre každý atóm je odlišná. Tu sú tiež charakteristiky žiarenia vo fyzike elektronických prechodov.

Bór a orbita

Keď vedci zistili, že svetlo negatívnečasti atómu sú elektróny, vznikla ďalšia otázka - prečo nespadajú na jadro. Koniec koncov, podľa Maxwellovej teórie, akýkoľvek pohyblivý náboj vydáva, preto stráca energiu. Ale atómy existovali rovnako ako vesmír a nemali v úmysle ani zničiť. Bor prišiel na záchranu. Predpokladal, že elektróny sú v niektorých stacionárnych obežných dráhach okolo atómového jadra a môžu byť umiestnené iba na nich. Prenos elektrónu medzi obežnými dráhami sa uskutočňuje trhnutím s absorpciou alebo emisiou energie. Táto energia môže byť napríklad kvantom svetla. V skutočnosti sme teraz vysvetlili definíciu žiarenia vo fyzike elementárnych častíc.

Vodík a fotografia

Spočiatku bola vynájdená technológia fotografieako komerčný projekt. Ľudia chceli zostať v priebehu storočí, ale nie každý si mohol dovoliť objednať si portrét od umelca. A fotografie boli lacné a nevyžadovali také veľké investície. Potom umenie skla a dusičnanu strieborného dáva vojenskú službu do služby. A potom veda začala využívať fotosenzitívne materiály.

Najskôr boli spektra fotografované. Dlho je známe, že horúci vodík vyžaruje konkrétne línie. Vzdialenosť medzi nimi bola predmetom určitého zákona. Ale tu bolo spektrum héliu zložitejšie: obsahovalo rovnaký súbor línií ako vodík a jeden ďalší. Druhá séria už nerešpektovala zákon, odvodený pre prvú sériu. Tu prišla Bohrova teória.

Ukázalo sa, že elektrón v atóme vodíka je jeden a môže prejsť zo všetkých vyšších excitovaných dráh na jednu nižšiu. Toto bola prvá séria riadkov. Ťažšie atómy sú zložitejšie.

Objektív, mriežka, spektrum

Tak sa začalo používanie žiarenia vo fyzike. Spektrálna analýza je jednou z najvýkonnejších a najspoľahlivejších metód určovania zloženia, množstva a štruktúry látky.

1. Elektronické emisné spektrum vám to povieje obsiahnutá v objekte a aký je percento tejto alebo tej zložky. Táto metóda používa absolútne všetky oblasti vedy: od biológie a medicíny po kvantovú fyziku.
2. Absorpčné spektrum vám povie, ktoré ióny a na akých pozíciách sú prítomné v mriežke pevnej látky.
3. Rotačné spektrum ukáže, ako ďaleko sú molekuly vnútri atómu, koľko a aké sú odkazy pre každý prvok.

Rozsahy použitia elektromagnetického žiarenia a nezváženie:

• rádiové vlny skúmajú štruktúru veľmi vzdialených objektov a hĺbky planét;
• tepelné vyžarovanie vám povie o energii procesov;
• Viditeľné svetlo vám povie, ktorým smerom ležia najjasnejšie hviezdy;
• Ultrafialové lúče objasnia, že dochádza k interakciám s vysokou energiou.
• Rôntgenové spektrum samo osebe umožňuje ľuďomštudovať štruktúru hmoty (vrátane ľudského tela), a prítomnosť týchto lúčov v kozmických objektov známe, vedci, že zameranie na neutrónových hviezd teleskop výbuchu supernovy alebo čierne diery.

Absolútne čierne telo

Existuje však špeciálna časť, ktorá študuje, čo jetepelné žiarenie vo fyzike. Na rozdiel od atómových, tepelné vyžarovanie svetla má kontinuálne spektrum. A najlepším modelovým objektom pre výpočty je absolútne čierne telo. To je objekt, ktorý "zachytáva" celé svetlo, ktoré ho zasiahne, ale ho neuvoľní. Paradoxne, vyzařuje úplne čierne telo a maximálna vlnová dĺžka bude závisieť od teploty modelu. V klasickej fyzike generovalo tepelné žiarenie paradox ultrafialovej katastrofy. Ukázalo sa, že každá zahrievaná vec musí vyžarovať viac a viac energie, kým v ultrafialovom rozsahu jej energia nezničí vesmír.

Max Planck dokázal vyriešiť paradox. V žiarenom vzorci zaviedol nové množstvo, kvantové. Bez zvláštneho fyzického významu otvoril celý svet. Kvantizácia množstiev je teraz základom modernej vedy. Vedci si uvedomili, že polia a javy pozostávajú z nedeliteľných prvkov, kvantov. To viedlo k hlbšiemu skúmaniu hmoty. Napríklad moderný svet patrí medzi polovodiče. Predtým bolo všetko jednoduché: kov vedie prúd, iné látky - dielektrikum. A látky ako kremík a germánia (len polovodiče) sa správajú nepochopiteľne s ohľadom na elektrickú energiu. Ak sa chcete dozvedieť, ako spravovať ich vlastnosti, bolo potrebné vytvoriť celú teóriu a vypočítať všetky možnosti p-n prechodov.