Новости

Ł Тиск світла Дуалізм властивостей світла Застосування фотоефекту Фотохімічні процеси

Кабардино О.Ф.
ФІЗИКА (довідкові матеріали), 1991

ЗМІСТ ЦІЄЇ СТАТТІ

Тиск світла. З поданням про світло як про потік частинок пов'язано припущення про існування світлового тиску. Якщо частка світла має масу Тиск світла , То при зіткненні її з поверхнею твердого тіла може відбутися або поглинання частинки, або її відображення. У першому випадку зміна імпульсу частинки одно , У другому воно в два рази більше: . Тому при однаковій щільності потоку світлового випромінювання тиск світла на дзеркальну поверхню повинно бути в два рази більше тиску на чорну поверхню, яка поглинає світло.

Експериментальне доказ існування світлового тиску було отримано вперше видатним російським фізиком Петром Миколайовичем Лебедєвим (1866-1912) лише в 1900 р

У дослідах П.М. Лебедєва однакові світлові потоки направлялися на два легких металевих диска, підвішених на тонкій нитці (рис. 301). Один диск був дзеркальним і відбивав падаючий на нього світло, другий був чорним і поглинав падаюче світло. При одночасному освітленні двох дисків відбувався їх поворот навколо вертикальної осі. За кутом закручування пружної нитки підвісу можна було виміряти момент сил, що викликають цей поворот. Закручування нитки підвісу відбувалося в такому напрямку, який відповідає більшій силі тиску світла на дзеркально відображає диск.

Закручування нитки підвісу відбувалося в такому напрямку, який відповідає більшій силі тиску світла на дзеркально відображає диск

Мал. 301

Виявити світлове тиск було дуже важко, так як воно дуже мало.

Сила світлового тиску в природних явищах не завжди дуже мала в порівнянні з іншими силами. У надрах зірок потоки світлового випромінювання настільки великі, що сила світлового тиску стає порівнянної з силою гравітаційної взаємодії і перешкоджає необмеженому стиску зірок.

Дуалізм властивостей світла. При дослідженні законів фотоефекту в дослідах зі спостереження розсіювання фотонів на електронах виявляється квантова, корпускулярна природа світла. Але разом з тим світло виявляє здатність до дифракції, інтерференції, заломлення, відбиття, дисперсії, поляризації і всі ці явища повністю пояснюються на основі уявлень про світло як електромагнітної хвилі.

Прояв світлом як хвильових, так і корпускулярних властивостей називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом властивостей світла. Сенс корпускулярно-хвильового дуалізму властивостей світла полягає не в тому, що світло одночасно є і хвилею, і потоком частинок. Той факт, що світло в одних умовах виявляє схожість з потоком частинок, а в інших - з поперечними хвилями, показує, що в дійсності природа світла більш складна і не може бути повністю правильно описана із застосуванням наочних і звичних нам образів класичної фізики. Наприклад, стверджуючи, що фотон має імпульсом і масою, не можна забувати, що існує він тільки в русі зі швидкістю світла і, отже, не володіє масою спокою. Сенс корпускулярно-хвильового дуалізму властивості світла полягає в тому, що світло має складну природу, яка в залежності від умов досвіду лише наближено може бути описана з застосуванням звичних нам уявлень про хвилі або частках.

Застосування фотоефекту. Найпростішим приладом, що працює на основі використання фотоефекту, є вакуумний фотоелемент. Вакуумний фотоелемент складається зі скляної колби, забезпеченою двома електричними висновками. Внутрішня поверхня колби частково покрита тонким шаром металу. Це покриття служить катодом фотоелемента. У центрі балона розташований анод. Висновки катода і анода підключаються до джерела постійної напруги. При висвітленні катода з його поверхні вириваються електрони. Цей процес називається зовнішнім фотоефектом. Електрони рухаються під дією електричного поля до анода. У ланцюзі фотоелемента виникає електричний струм, сила струму пропорційна потужності світлового випромінювання. Таким чином фотоелемент перетворює енергію світлового випромінювання в енергію електричного струму.

Для перетворення енергії світлового випромінювання в енергію електричного струму широко застосовуються і напівпровідникові фотоелементи.

Напівпровідниковий елемент має наступне пристрій. У плоскому кристалі кремнію або іншого напівпровідника з доречнийпровідністю створюється тонкий шар напівпровідника з електронною провідністю. На кордоні розділу цих шарів виникає Напівпровідниковий елемент має наступне пристрій -перехід. При висвітленні напівпровідникового кристала в результаті поглинання світла відбувається зміна розподілу електронів і дірок по енергіях. Цей процес називається внутрішнім фотоефектом. В результаті внутрішнього фотоефекту збільшується кількість вільних електронів і дірок в напівпровіднику, відбувається їх поділ на кордоні -переходу.

При з'єднанні протилежних шарів напівпровідникового фотоелемента провідником в ланцюзі виникає електричний струм; сила струму в ланцюзі пропорційна потужності світлового потоку випромінювання, падаючого на фотоелемент.

Включення фотоелемента послідовно з обмоткою електромагнітного реле дозволяє автоматично включати або вимикати виконавчі пристрої при потраплянні світла на фотоелемент. Фотоелементи використовуються в кіно для відтворення звукового супроводу, записаного на кінострічку у вигляді звукової доріжки.

Напівпровідникові фотоелементи широко використовуються на штучних супутниках Землі, міжпланетних автоматичних станціях і орбітальних станціях в якості енергетичних установок, за допомогою яких енергія сонячного випромінювання перетвориться в електричну енергію. ККД сучасних напівпровідникових фотоелектричних генераторів перевищує 20%.

Напівпровідникові фотоелементи все ширше застосовуються в побуті. Вони використовуються в якості невідновлюваних джерел струму в годинах, мікрокалькуляторах; проходять випробування перші сонячні електромобілі.

Фотохімічні процеси. Під дією світла можуть відбуватися процеси дисоціації молекул, приєднання атомів до молекул. Різні хімічні реакції, які відбуваються під дією світла, називаються реакціями. Найбільш значними в живій природі є фотохімічні процеси фотосинтезу. У житті людини велику роль відіграє здатність ока сприймати світло. Поглинання фотона світла в світлочутливої ​​клітці сітківки призводить до розкладання молекули білка - родопсину. При розкладанні молекули родопсину виникає сигнал, який по нервових волокнах передається мозку. У темряві родопсин відновлюється, і клітини знову стають здатні до сприйняття світла.

З явищем внутрішнього фотоефекту пов'язані фотохімічні процеси, що протікають під дією світла в фотографічних матеріалах. Фотоматеріали на основі срібла містять кристали бромистого срібла AgBr (або AgCI, AgJ), розподілені в тонкому шарі желатиновой емульсії, нанесеної на скляну пластинку, плівку або папір.

Під дією світла в кристалі бромистого срібла утворюються нейтральні атоми срібла і брому, атоми срібла концентруються поблизу дефектів кристалічної решітки і утворюють там маленькі кристали металевого срібла.

⇦ Ctrl попередня сторінка

/ Сторінка 122 з 140 / наступна сторінка Ctrl ⇨
мобільна версія сторінки Дивіться також на цьому сайті:
/ Сторінка 122 з 140 /   наступна сторінка Ctrl ⇨   мобільна версія сторінки   Дивіться також на цьому сайті:   Гадання, сонник, змови, НУМЕРОЛОГИЯ, ХИРОМАНТИЯ, вуду, МАЯТНИК, ГРОШОВА МАГІЯ   ВЯЗАНИЕ НА спицями, гачком, туніський ВЯЗАНИЕ, МОДЕЛІ в'язаного одягу;  ШИТТЯ;  машинне в'язання   РІЗНОМАНІТНІ КУЛІНАРНІ РЕЦЕПТИ;  Горщиках, мікрохвильовка;  КОНСЕРВУВАННЯ   ДОВІДНИКИ З ФІЗИКИ, МАТЕМАТИКИ, АНГЛІЙСЬКОЇ МОВИ;  СХУДНЕННЯ, АКУПУНКТУРА;  НЕСПРАВНОСТІ АВТОМОБІЛЯ   БЕЗЛІЧ ІСТОРИЧНИХ ФАКТІВ ПРО ПОДІЇ, зброї та обмундирування ДРУГОЇ СВІТОВОЇ ВІЙНИ;  АРМЕЙСКИЕ БОТИНКИ ВСІХ ЧАСІВ   ПОПУЛЯРНІ пісняр 1963-1987 рр Гадання, сонник, змови, НУМЕРОЛОГИЯ, ХИРОМАНТИЯ, вуду, МАЯТНИК, ГРОШОВА МАГІЯ
ВЯЗАНИЕ НА спицями, гачком, туніський ВЯЗАНИЕ, МОДЕЛІ в'язаного одягу; ШИТТЯ; машинне в'язання
РІЗНОМАНІТНІ КУЛІНАРНІ РЕЦЕПТИ; Горщиках, мікрохвильовка; КОНСЕРВУВАННЯ
ДОВІДНИКИ З ФІЗИКИ, МАТЕМАТИКИ, АНГЛІЙСЬКОЇ МОВИ; СХУДНЕННЯ, АКУПУНКТУРА; НЕСПРАВНОСТІ АВТОМОБІЛЯ
БЕЗЛІЧ ІСТОРИЧНИХ ФАКТІВ ПРО ПОДІЇ, зброї та обмундирування ДРУГОЇ СВІТОВОЇ ВІЙНИ; АРМЕЙСКИЕ БОТИНКИ ВСІХ ЧАСІВ
ПОПУЛЯРНІ пісняр 1963-1987 рр .; ТОСТИ, розіграшів, конкурсів

Користуйтеся пошуком у верхній частині сторінки! Все, що буде знайдено із позначкою Ł - відноситься до даного сайту